Сүтқышқыл өнімдерінің биотехнологиясын әзірлеу және зерттеу туралы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім министрлігі

Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Тақырыбы: «Сүтқышқыл өнімдерінің биотехнологиясын әзірлеу және зерттеу».

Орындаған: Ашкенова З. Н.

Тексерген: Мирашева Г. О.

Семей қ. 2015 ж

Жоспар

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

Сүтқышқылы ашу үдерістерінің негізі
Сүт қышқылды өнімдерін алудағы технологиялық үдерістерге қойылатын талаптар.
Сүтқышқылды өнімдерді дайындау.
Сүтқышқылды өнімдерін өндіру жабдықтары.

ІІІ. Қорытынды

ІV. Пайдаланған әдебиеттер

КІРІСПЕ

Биотехнология тағам өнімдерінің сапасын қалыптастыруда маңызды роль атқарады. Өйткені өсімдік және жануар шикізаттары микроағзалардың көптеген түрлерінің өсіп-өнуі үшін жақсы орта болып табылады. Бұл роль әсіресе сүт өнімдерін өндіру кезінде жоғары болып табылады. Сүтті ұқсату және сүт өнімдерін өндіру кезінде сүттегі лактозаның ыдырауы негізгі роль атқарады. Латоза сүтқышқылды бактериялар, пропионқышқылды және сіркеқышқылды бактериялардың қатысуымен моносахаридтер мен пировиноград қышқылына ыдырайды. Сүт қышқылды бактериялар мен протеолитикалық микроағзалардың қатысуымен сүт ақуыздары ыдырайды. Липолитикалық бактериялар сүттегі липидтерді ыдыратады. Осы процестердің бағаты мен белсенділігіне байланысты өнімнің сапасы тәуелді болып табылады.

Биотехнология ғылымы осы процестерді зерттеу және реттеу арқылы өнімнің сапасын арттыруға мүмкіндік береді.

2. 1. Сүтқышқылы ашу үдерістерінің негізі

1847 ж. С. Блондо алғаш рет сүтқышқылы шығу тегі бойынша - ашу үдерісінің өнімі екенін көрсеткен. Луи Пастер бұл ашуды бактериялар туғызатынын дəлелдеді. Сүт қышқылын микробиологиялық синтез жолымен өндіру 1881 жылдан бері белгілі. Сүтқышқылдары тамақ өнеркəсібінде, медицинада шикізат ретінде, химиялық синтезде, тері жəне басқа да өнімдерді өңдеуде кеңінен қолданылады. Көмірсулардың сүт қышқылына дейін ашуы - сүт қышқылды бактерияларының көмегімен жүзеге асады. Оларды гомоферментативті жəне гетероферментативті сүт қышқыл бактериялары деп екі топқа бөлеміз.

Гомоферментативті ашуының негізгі өнімі - сүт қышқылы.

Гомоферментативті сүт қышқылы бактерияларының көмегімен көмірсутектің ашуы глюкоза жолымен жүреді.

Гетероферментативті ашу өнімдеріне сүт қышқылымен қатар, сірке

қышқылы, этанол жəне көмір қышқыл газы кіреді. Сүт қышқылының бактериялары көмегімен көмірсутектің ашуы гетероферментті өкілдерінде пентозафосфатты түрде жүреді. Сүт қышқылды бактерияларды 4-туысқа бөлеміз:

Lactobacillus
Lactoccocus
Leuconostoc
Pediococcus

Сүт қышқылы өнімдері үшін шикізат көзі ретінде минералды тұздар, мия (солот) жəне жүгері экстраты, қантты жертүйнек (картоп) сұрыпы, жемісті сусындар өндірісінің қалдықтарын, сүт сарысуын жəне фильтрофильтратын қолдануға болады. Бұл жағдайда ұйытқының құрамындағы негізі Streptococus Lаctis бактериясы болып табылады. Сүт қышқылды ашу үдерісі арқылы көптеген сүттен алынатын өнімдері, май жəне ірімшік дайындалады. Сонымен бірге, орамжапырақтарды (капуста) тұздауда, жемістерді консервлеуде негізгі роль атқарады. Қоспаға жақсы органолептикалық қасиет беріп, адам жəне жануарлар ағзаларына пайдалы əсерін тигізеді. Өнеркəсіпте сүт қышқылының өндірістері ретінде тез өсетін жəне аз уақыт ішінде көп мөлшерде сүт қышқылын түзетін гомоферментативті таяқша пішіндегі сүт қышқылы бактерияларының штаммдарын қолданады. Ашу үдерісі біраз қышқылданған ортада, 2-7 тəулік арасында, 45-50 ⁰ С цельси температурасындағы мерзімді дақылдау жағдайында жүргізіледі. Ал сүт қышқылын бөліп алу мен тазалау бірқатар қиыншылықтар туғызады. Сүт қышқылы ашуының аралық өнімдері ортада бөгде микрофлораның өсуін тежейді. Ферменттер қоспаға жақсы органолептикалық қасиет беріп, адам мен жануарлар организміне пайдалы əсерін тигізеді.

Сүт қышқылды өнімдерін алудағы технологиялық үдерістерге қойылатын талаптар.

Сүт қышқылды ашуы нəтижесінде алынатын өнімдерді дайындау үдерістер іөте қарапайым болғандықтан үй жағдайында да кеңінен қолдануға зор мүмкіндіктер береді. Олар өте стерильді тазалықты аса қажет етпейді жəне үй температурасы немесе онан сəл жоғары температураларында өте береді. Сондықтан сүт өнімдерінен дайындалатын тағамдарды ең алғашқы «жанұялық биотехнология» деп айтуға болады жəне содан көп кейін ғана бұл үдерістер өндірістік жолға қойылған еді.

Микроорганизмдердің көмегімен алынатын тағам өнімдерінің түрлері өте көп. Бұлардың қатарында ашу үдерісіне негізделген нан, ірімшік, қатық, шарап, сыра жəне басқалары жатады. Қазіргі күндерге дейін биотехнология тағам өндірісінде белгілі əдістерді жетілдіру мен микроорганизмдерді тиімді пайдалану жолдарын қарастыруға бағытталса, енді жақын болашақта бұл сала түрлі мақсаттарға арналған жаңа штаммдарды шығару үшін генетикалық зерттеулер мен ашу өндірісі технологиясына жаңа тəсілдерді ендіру бағытында жүргізілмек.

Сүт өнімдерін алудың барлық технологиялық үдерістерін екі үлкен бөлікке бөлуге болады:

1. Алғашқы өңдеу немесе микрофлоралардан тазарту. Алғашқы өңдеу жұмыстары бірнеше кезең бойынша жүргізіледі. Атап айтсақ, алдымен сүт механикалық қоспалардан тазартылып, табиғи микрофлораларының өсуін басу үшін салқындатылады. Сонан соң сүт сепараторға тартылады (қаймақ алуда) немесегомогенделеді. Соңғы кезеңде 80 ^о С температурада пастеризацияланған соң барып, арнайы танклерге (үлкен ыдыс) немесе ферментерлерге құйылады.

2. Сүтті өңдеудің екінші бөлігі екі жолмен жүруі мүмкін: микроорганизмдерді пайдалану жəне ферменттерді пайдалану арқылы. Микроорганизмдерді пайдалану арқылы айран, қаймақ, ірімшік, простокваша, казеин, ірімшік (сыр), бифруктолакт, биолакт шығарылса, ферменттердің қатыстырылуымен казеиннің тамақтық гидролизаттары, коктейлге арналған құрғақ сүт қоспасы жəне басқалары өндіріледі. Микроорганизмдерді сүтке қосқан кезде лактоза - глюкоза мен галактозаға дейін гидролизденсе, глюкоза - сүт қышқылына айналуы себепті, сүттің қышқылдығы бірте-бірте артып, рН 4-6 болған кезде казейн іртіктеніп коагуляцияланады (ұйиды) .

Сүт қышқылы ашуы гомоферментативті жəне гетероферментативті болуы мүмкін екендігін білеміз. Гомоферментативті ашу үдерісінде негізгі өнім сүт қышқылы болып табылады. Гетероферментативті ашу барысында диацетил (майға ерекше дəм береді), спирт, эфир жəне ұшушы (летучие) май қышқылдары пайда болады. Мұнда бір мезгілде протеолитикалық жəне липолитикалық үдерістер жүруі себепті, сүт ақуыздары жеңіл қорытылатын күйге жəне қосымша жақсы дəмге ие болады.

Сүттерді ферменттік өңдеу үшін, қарапайым тілмен айтқанда ашытқылар (ұйытқы) деп аталатын микроорганизмдердің таза культуралары пайдаланылады. Тек мұндағы өнімдер ішінде айран (кефир) дайындау үшін қолданылатын ашытқылар ғана өз құрамдарында бірнеше сүт қышқылы саңырауқұлақтары мен сүт қышқылы бактерияларының симбиозды түрінде кездесуі себепті, ерекшелеу болады. Микроорганизмдер формасы тіршілігінің осындай түрін зертханалық жағдайда əлі жасау мүмкін болмағандықтан, қазіргі кезде бұлардың осы айран өнімдерінен бөлініп алынған табиғи түрлері сақталып, ашыту үдерістерінде қолданылып келеді.

Сүттен алынатын өнімдер түрлерін дайындау мақсатында ашытқылар қолданғанда, оларға төменде келтірілген талаптар қойылады:

қолданылатын ашытқылар түрлері дайындалатын ақырғы өнімдерге байланысты болады. (мысалы, ацидофил өнімін дайындау үшін ацидофил таяқшалары, ал простокваша үшін- сүт қышқылды стрептококкалары пайдаланылады) ; қолданылатын штаммдар белгілі-бір дəмдік талаптарға сай келуі шарт; өнімдер қажетті күйде (консистенциялы) болуы қажет, мысалы, түйіршектеліп үгітіліп тұратыннан - қоймалжың немесе қаймақ тəріздіге дейін; қышқылданудың қажетті деңгейдегі белсенділігі; штаммдардың (бактериофагтарға төзімділіктері) ; синерезистік қабілеттіліктері (қоймалжыңдардың құрамындағы суларын жоғалта алу қабілеті) ; ароматты заттарының түзілу мүмкіндігі; штаммдардың бір-біріне сай келуі (культуралар арасында антагонизмнің болмауы) ; антибиотикалық, яғни патогенді микроорганизмдерге бактериостатикалық əсер ете алу қабілетінің болуы; кептіруге тұрақтылығы.

Өндірістік жағдайға қажетті ашытқылар, оларды табиғи өнімдерден бөліп алып, бағытты түрде мутагенезге ұшыратқан соң, ішінен жоғарыда келтірілген талаптарға сай штаммдар түрлері таңдап алынады. Сүт өнімдері биотехнологиясында кездесетін негізгі кезеңдерін, сыр дайындау барысында қолданылатын үдерістерін мысалға ала отырып келтіруге болады.

Сүтқышқылды өнімдерді дайындау.

Тағам өнеркəсібіндегі сүттен алынатын өнімдер ферментация үдерістеріне негізделеді. Осы өнімдердің барлығының негізі сүт - қайсібір микроорганизмдер үшін өте жақсы табиғи қоректік орта болып табылады. Сүт құрамы бойынша 82-88% судан жəне 12-18% құрғақ заттардан тұрады. Құрғақ заттардың құрамына 3, 0-3, 2% ақуыздар, 3, 3-6, 0% майлар, 4, 7% көміртекті заттар (сүт қанты - лактоза), 0, 9-1, 0% тұздар жəне 0, 01% минорлы элементтер (ферменттер, иммуноглобулиндер, лизоцим жəне басқалар) кіреді. Мұндағы майлар құрамы бойынша əртүрлі.

Сүт құрамындағы негізгі ақуыздар альбумин мен казеин. Осындай құрамы болғандықтан, сүт микроорганизмдердің дамуы үшін жақсы субстрат болып табылдады. Сүттің ашуына көбінесе стрептококкалар мен сүт қышқылы ашу бактериялары қатысады. Сүт қанты лактозаны ашыту үдерісі барысындағы жүретін реакцияны пайдалану арқылы қаймақ, иогурт, ірімшік сияқты басқа да өнімдер алынады. Мұндағы алынатын соңғы өнімнің қасиеттері, жүретін ферментация үдерісінің түрі мен өту қарқынына байланысты қалыптасады. Сүт қышқылын түзуге бағытталатын реакциялар негізінен өнімнің қасиеттерін қалыптастырады. Мысалы, ірімшіктің (сыр) пісуі кезінде өтетін екіншілік ферментация реакцияларының үдерісі, кейбір сыр сорттарының өзіндік дəмін қалыптастырады. Мұндай реакцияларға сүт құрамында болатын пептидтер, амин қышқылдары мен май қышқылдары қатысады.

Сүт сарысуы. Ірімшік дайындаудағы қою заттарды бөліп алғанда шығатын сарысуы бұрынғы кездері қалдық ретінде есептеліп, қолданыс таппай жататын. Қазіргі кездері оларды лактазаның көмегімен тəттілегіш заттарына айналдыру қолға алынған. Англияда осындай жолмен дайындалған глюкоза мен галактозалары нан пісіруде, тəтті тағамдар (кондитерлік) мен балмұздақ жасауда қолданылуда. nicer бактериялары арқылы алады. Қаймақ, сүзбе (творог) жəне ірімшік сияқты көптеген сүттен дайындалатын өнімдердің ферментация үдерістері, арнайы ашық типтегі ферментер қондырғыларында жүргізіледі. Əдетте олар көп уақытты қажет етпейді. Олардың ішіндегі ең қарапайымдары қатарында простокваша, айран, қаймақ жəне май өнімдерін дайындауын айтуға болады.

Қаймақ дайындау үшін кілегейге май дайындауда қолданылатын ашытқының 0, 5-1% қосса жеткілікті болады. Содан соң оны құрамындағы қышқылдардың көлемі 0, 6% жеткенге дейін ұстайды.

Май дайындау. Сүт өнімдері ішіндегі ең оңай дайындалатыны - май өнімі. Бұл

үшін дайындалатын майдың сортына байланысты қоюлығы 30-32 -ден бастап 40% дейінгі қаймақтар пайдаланылады. Майды шайқау кезінде судағы май эмульсиясы, майдағы су эмульсиясына айналады. Май өнімін шығаруда оның дəмін жақсарту мен сақталу қабілеттілігін арттыру үшін бактериялардың ерекше культураларын пайдаланады. Майдың дəмін жақсарту жұмысы, қажетті заттарды синтездеп шығарып, майдың дəмділігіне əсер ететін арнаулы бактериялар штаммдарын шығару арқылы мүмкін болды. Осы мақсатта қолданылған алғашқы бактериялардың бірі - Streptococcus laktis жəне бұған жақын бактериялардың штаммдары болса, кейіннен бұл мақсатқа əртүрлі - Streptococcus laktis, Leuconostos citrovorum жəне L. Dextranicum араласқан түрлері пайдаланыла бастады.

Осы жолмен тағам өнімінің дəмін жақсартумен бірге, ондағы кейбір иістерден де арылуға мүмкіндік туылды. Майдың ары қарай сапасын жақсарту жұмыстары, липазаларды қосумен байланысты. Осындай тəсілдерді қолдану, майды тіке май шығару кəсіпорындарынан сатуға мүмкіндік береді.

Иогурт дайындау. Иогурт - ферментация жолымен алынатын өнімдер ішіндегі ең көнелерінің бірі. Жылу арқылы алғашқы өңдеуден (термоөңдеу) өткізілген сүтке 2-3% иогурт ашытқысының қоры қосылып ашытылады. Мұндағы басты қызметтерді Streptococcus thermophillus жəне Laktobacillus bulgaricus бактериялары атқарады. Өнімнің қажетті консистенциясын, дəмі мен иісін алу үшін, бұл организмдердің культурадағы шамасының бірдей көлемде болуы қадағаланады. Ашудың бастапқы кезеңінде қышқылды негізіненS. Thermophillus түзеді. Аралас ашытқылар қорын жиі-жиі жаңадан алмастырып тұру қажет, өйткені оларды қайта себу - штамм түрлері мен олардың ара-қатынасына əсер етеді, атап айтқанда олардың құрамындаL. Bulgaricus үлесі басым бола бастайды.

Сүтқышқылды өнімдерін өндіру жабдықтары.

Сүтқышқылды өнімдерін өндіру жабдықтары алынатын өнім түрлеріне қарай әртүрлі болады. Олардың қатарына ашытқыштар, кілеегй пісіп жетілдіретін аппараттар, сүзбе және сүзбе өнімдерін араластырғыштар, сүзбе өндіретін желілер және басқалар жатады.

Саланың кәсіпорындарында ашытқылар даярлау үшін арнайы ашытқыштар қолданылады. Олардың негізгі техникалық параметрі - сиымдылығы. Сыйымдылығы 12 және 40 л ашытқыштар лабораториялық және өндірістік ашытқыштар даярлауға, ал сыйымдылығы 150, 350, 630 л және үлкендері өндірістік ашытқы алуға пайдаланылады. Өндірістен Г6-03-12, Г6-03-40, Л5-034-0, 35 (Л5-034-0, 63), т. б. ашыт-қыш қондырғылар шығарылады (1-кесте) .

1-кесте. Ашытқыштардың техникалық сипаттамасы

Көрсеткіш-тер

Г6-03-12

Г6-03-40

Л5-03У-0, 35

Л5-03У-0, 63

Көрсеткіш-тер: Сыйымды-лығы, дм3:
жалпы бір ағаш шелектікі

Г6-03-12:

Г6-03-40:

Л5-03У-0, 35:

Л5-03У-0, 63:

Көрсеткіш-тер: Былғауыш-тың айналу жиілігі, с-1

Г6-03-12:

Г6-03-40:

Л5-03У-0, 35:

0, 47

Л5-03У-0, 63:

0, 47

Көрсеткіш-тер: Шығыны:
мұзды су, м3
бу, кг/сағ

Г6-03-12:

0, 8
-

Г6-03-40:

1, 36
-

Л5-03У-0, 35:

2, 2
0, 55

Л5-03У-0, 63:

2, 3
0, 55

Көрсеткіш-тер: Пайдала-натын қуа-ты, кВт

Г6-03-12:

7, 5

Г6-03-40:

2, 5

Л5-03У-0, 35:

0, 55

Л5-03У-0, 63:

0, 55

Көрсеткіш-тер: Габариттік өлшемі, мм

Г6-03-12:

855х620х1080

Г6-03-40:

855х620х 1080

Л5-03У-0, 35:

1400х1020х 1750

Л5-03У-0, 63:

1600х1220х
410

Көрсеткіш-тер: Массасы, кг

Г6-03-12: 160

Г6-03-40: 180

Л5-03У-0, 35: 360

Л5-03У-0, 63: 40

Л 5-03У-0, 35 ашытқышы мынадай бар термоизоляцияланған ыдыс: өнімді құятын және ағызатын, араластырғыш, ішкі қабырғаларын жуатын, ирек түтік, пастерлеу шкафтың ішінде араластырғыштың жетегінің басқаратын электрмагнит жетекті шұраның және өнімнің температурасын бақылайтын электр аспаптары монтаждалған.

Ашытқыш қондырғы ішкі мен сыртқы ванналардан және қаптамадан тұрады. Сыртқы және қаптама арасындағы кеңістік жылуоқшаулағышпен толтырылған, ал ішкі және сыртқы ванна арасындағы кеңістікте ирек түтік және аударып құятын құбыр орналасқан. Ішкі және сыртқы ванналар шынтемір және түптен тұрады. Ішкі ваннаның түбіне өнімді шығаратын өңеш жапсырылған (пісірілген) . Өнімді толық қотару үшін түбі өнім шығаратын өңешке қарай еңіс жасалған.

Сүтқышқылды сусындарын өндіру аппараттары ішінен ең көп тарағаны Я1-ОСВ типтес аппараттар.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.