31. Биотехнологические процессы в сыроделии.

Так, при производстве сыра оборудование обеспечивает осуществление следующих операций:

• - созревание молока и начальные операции по его подготовке к свертыванию;

• - свертывание молока, получение и переработка сгустка и сырного зерна;

• -формование сыра;

• - прессование и самопрессование сыра;

• - посолка сыра;

• - процесс созревания сыра.

Микробиологическая сущность сыроделия.Процесс сыропроизводства включает в себя следующие операции: образование казеинового сгустка и его обработку, прессование и придание сырной массе определенной формы, посолку и созревание продукта. Для производства сыров испо­льзуют пастеризованное и сырое молоко. Парное молоко непригодно. Во время пастеризации уничтожаются микроор­ганизмы, которые могут быть причиной вспучивания сыров и других пороков. Однако нагревание молока замедляет про­цесс свертывания, т.к. при этом происходит осаждение солей кальция.

Свертывание молока (метод получения белка в сыроделии) осуществляется с помощью молочнокислых микробов (при выработке кисломолочных сыров) и микробов в сочетании с сычужным ферментом (при выработке других видов сыров). Под действием микробов в сырной массе происходят сложные биохимические процессы: созревание, формирование органо-лептических и других свойств, характерных определенному виду сыра. Из пастеризованного молока сыр можно пригото­вить путем внесения чистых культур молочнокислых бакте­рий (закваски). Для каждого вида сыра должна быть своя закваска.

При выработке твердых сычужных сыров бактериальную закваску вносят в количестве 0,2-0,5 %, при изготовлении мяг­ких сыров - 3-5 %. В состав бактериальных заквасок входят кислотообразователи (Str. lactis и Str. cremoris), а также микро­бы, образующие кислоту и ароматические вещества (Str. dlacetilactis, Str. paracitrovorum).

В зависимости от режима технологии применяют также Lactobact. helviticum, Str. thermophilus и др., из антагонистов маслянокислых бацилл - Lactobact. plantarum.

Сычужный фермент получают из сычугов 2-3-недельных телят. Он представляет собой порошок, который вносят в мо­локо для получения сгустка (геля). Активность сычужного фермента должна быть 1:100000, т.е. при температуре 35°С в течение 40 мин. 1 г фермента должен свернуть 100000 г (100 кг) молока. В промышленности применяют более высокую кон­центрацию фермента 2,5:100000, т.е. 2,5 г на 100 кг молока. Оптимальная температура действия фермента 40-41°С, рН 6,2. Ускорение действия фермента происходит при добавлении на 100 кг молока 15-20 г хлорида кальция.

Сущность созревания сыров.Сычужный фермент вызывает начальное разложение бел­ков (до пептонов), а более глубокий распад (до аминокислот и аммиака) происходит под воздействием ферментов, выделяе­мых молочнокислыми бактериями.

Таблица 1 – Влияние сычужного фермента и микроорганизмов на созревание сыров

32. Диетические свойства кисломолочных продуктов. Классификация бифидопродуктов.

Сырье для кисломолочных продуктов — молоко — уже само является диетическим продуктом. Диетические свойства молока обусловлены тем, что оно содержит все необходимые человеку питательные вещества и что основные составные части молока — жир, белки, молочный сахар, минеральные соли — легко перевариваются и хорошо усваиваются организмом человека. Поэтому молоко особенно незаменимо для питания больных и детей. Кисломолочные продукты в диетическом отношении еще более ценны, чем молоко, и, кроме того, обладают высокими лечебными качествами. Диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов объясняются благотворным воздействием на организм человека микроорганизмов и веществ, образующихся в результате биохимических процессов, протекающих при сквашивании молока (молочной кислоты, спирта, углекислого газа, антибиотиков, витаминов). Усвояемость кисломолочных продуктов выше усвояемости молока, так как они действуют на секреторную деятельность желудка и кишечника, в результате чего железы пищеварительного тракта интенсивнее выделяют ферменты, ускоряющие переваривание пищи.

Бифидобактерии – это вид анаэробных (живущих и развивающихся без кислорода) бактерий, которые не способны вызывать заболевания, они незаменимы при белковом, жировом, минеральном обменах. Они активно продуцируют те кислоты, которые губительны для стафилококков, сальмонелл, дизентерийных возбудителей.

• «Бифидок» - кисломолочный продукт, в состав которого входят уникальная микрофлора кефирных грибков и живые бифидобактерии. Из-за низкого содержания жира (всего 1 %) напиток может быть применен при многих диетах, направленных на снижение массы тела. Рекомендуется при дисбактериозах (нарушение баланса микроорганизмов, обитающих в кишечнике), возникших из-за кишечных инфекций, аллергии, сахарного диабета, приема антибиотиков и т.д., а также при иммунодефицитных состояниях.

• «Бифифрут» изготавливают методом сквашивания пастеризованного цельного молока или обезжиренного коровьего специальными заквасками, содержащими бифидобактерии, лактобактерии и молочнокислые стрептококки. Он не имеет противопоказаний и каких-либо неблагоприятных побочных действий. Он прекрасно корректирует экологический баланс микрофлоры кишечника человека, благоприятно влияет на обменные процессы, повышает иммунитет.

• «Бифилайф» производят из молока путем сквашивания комплексной закваски, включающей пять видов бифидобактерий. Они обладают повышенной агрессивностью к болезнетворным микроорганизмам и активно разрушают ядовитые продукты их обмена. Напиток повышает иммунитет, активизирует обменные процессы, нормализует работу кишечника.

• «Бифилак» - напиток, обогащенный бифидо- и лактобактериями. Эффективен как средство профилактики и лечения дисбактериозов, полезен также при приеме антибиотиков. Как профилактическое средство особенно рекомендован детям и взрослым, чья деятельность связана с вредными условиями труда и стрессами.

Еще такую классификацию нашла:

Бифидопродукты представляют группу продуктов лечебно-профилактической направленности и относятся эубиотикам (биологически активным добавкам, обеспечивающим нормальный состав и функциональную активность микрофлоры кишечника). В большинстве бифидопродуктов используются бактерии вида Bifidobacterium bifidum.

Ассортимент бифидопродуктов:

- бифидокефир – вырабатывается на цельном или обезжиренном молоке с использованием кефирного грибка и закваски бифидобактерий или бактериального концентрата бифидобактерий;

- бифидойогурт или биойогурт – вырабатывается на цельном молоке с использованием заквасок на ацидофильной или болгарской палочках, термофильном стрептококке и обогащением закваской бифидобактерий или бактериальным концентратом бифидобактерий;

- бифидосметана или  биосметана – вырабатывается на сливках с использованием заквасок на молочнокислых бактериях и обогащением закваской или бактериальным концентратом бифидобактерий;

- бифилин – вырабатывается из натурального коровьего молока путем сквашивания чистой культурой бифидобактерий, способных подавлять условно-патогенную микрофлору кишечника.

33. Биотехнологические процессы в производстве мясных и рыбных продуктов.

Технология производства многих современных мясопродуктов обязательно включает в себя молочнокислое брожение. В сырокопченых колбасах и в рассолах для окороков, грудинки, корейки молочнокислые бактерии подавляют рост гнилостных микроорганизмов и участвуют в формировании вкуса и аромата готового продукта. В мясопродукты, требующие бактериальной ферментации, обычно добавляют закваску, содержащую специально отобранные штаммы стрептококков, лактобацилл и недиококков. В этом случае на упаковке должно быть указано, что в состав продукта входят бактериальные культуры.

С целью размягчения мяса, облегчения его обработки широко применяются ферментные препараты протеолитического действия. Использование ферментных препаратов в промышленных масштабах связано с технологическими задачами равномерного распределения ферментов при внесении их в мясо. Применяются следующие способы обработки мяса протеолитическими ферментами:

• - прижизненное введение препарата путем инъекций;

• - внутримышечное шприцевание мясной туши;

• - обработка поверхности мяса путем разбрызгивания раствора фермента или нанесения порошкообразных препаратов на поверхность мяса;

• - погружение мяса в раствор ферментов после механического рыхления;

• - восстановление дегидратированного сублимацией мяса в растворе ферментов.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Введение раствора ферментного препарата через кровеносную систему путем инъекций в организм животного при жизни. Прижизненное введение препарата обеспечивает его равномерное распределение и хороший размягчающий эффект, сокращает время созревания, увеличивает количество мяса, пригодного для жарения. Вместе с тем, следует отметить, что при введении достаточно высоких доз препарата возникает анафилактический шок и нарушение нормальных функций организма.

Обработка поверхности мяса путем разбрызгивания раствора фермента или нанесения порошкообразных препаратов на поверхность мяса. Способ имеет ограниченное применение ввиду неравномерного преобразования белковых структур: мясо на поверхности размягчается слишком сильно, а внутри - недостаточно.

Внутримышечное шприцевание мясной туши. Наибольший эффект получен при введении препаратов ферментов в мышечную ткань многократными уколами. При этом эффективность способа значительно повышается при введении ферментов под давлением вместе со стерильным вакуумом или азотом. Газы, разрыхляя структуру мышечной ткани, способствуют лучшему распределению фермента между клетками. Используется еще один способ - безыгольный - введение препаратов в мясо иод сверхвысоким давлением (200 • 10³ Па).

Погружение мяса в раствор ферментов после механического рыхления. Простое погружение мяса в ферментный раствор малоэффективно, поскольку в данном случае наибольшим изменениям подвергается лишь поверхность мяса (наступает полный лизис структур мышечной ткани), в то время как в глубоких слоях изменения минимальны. Сочетание предварительного механического рыхления с последующим погружением мяса в раствор ферментов, а также «массирование» мяса в ферментном растворе дают хорошее качество мяса и малые потери влаги при его обработке.

Хорошие результаты дает восстановление дегидратированного (обезвоженного) сублимацией мяса в водном растворе размягчающего препарата. При этом создаются условия для контакта фермента не только с поверхностью мяса, но и с внутренними структурами путем проникновения раствора в хорошо развитую систему пор и капилляров. В процессе регидрагации мяса обеспечивается равномерный по всему объему контакт фермента с основными белковыми структурами. В результате этого достигается максимальное размягчение мяса при минимальном расходе фермента. Положительное действие на мягче- ние мяса оказывает поваренная соль.

Для обработки мышечной ткани применяют ферментные препараты животного, растительного и микробного происхождения. Из ферментов животного происхождения высокой колла- геназной и эласгазной активностью обладает фермент панкреатин, получаемый из поджелудочной железы свиньи. Иногда его применяют в смеси с ферментами трипсином, химотринсином, пепсином. Однако ферменты животного происхождения имеют весьма ограниченные сырьевые источники.

39. Консервированные овощи и другие продукты.

Для консервирования овощей их пропитывают рассолом, в котором они подвергаются брожению. Первая стадия – рост в рассоле аэробной микрофлоры на поверхности овощей. Затем в процесс включаются молочнокислые бактерии рода Lactobacillus и дрожжи, относящиеся к родам Saccharomyces и Torulopsis. В результате брожения образуются молочная и уксусная кислоты. В дальнейшем дрожжи вытесняют молочнокислые бактерии. Брожение завершается, когда использованы все сбраживаемые углеводы овощей. Однако некоторые виды дрожжей, относящиеся к родам Candida, Debaryomyces и Pichia, продолжают расти на поверхности рассола. Это может привести к чрезмерному образованию кислоты, приводящему к ухудшению вкуса продукта, и последующей порче.

В современной технике консервирования овощей используют микробные штаммы, в частности, штаммы молочнокислых бактерий, подвергшиеся селекции. Пастеризация на последней стадии консервирования уничтожает микроорганизмы и гарантирует качество продукта.

40. Продукты из сои.

Соевый соус готовят на основе кашицы из набухших и отваренных бобов сои. В нее вносят закваску, содержащую различные микроорганизмы, главным образом, Aspergillus orizae (оризе). В ходе выдержки в течение 3-5 сут при температуре 25-30 °С гриб активно разрастается на поверхности. Затем в смесь добавляют соль (до 20 %) и оставляют ее созревать на 0,5-2 года при низкой температуре. В настоящее время применяют чистые культуры Aspergillus orizae, поэтому срок выдержки сокращается до одного-трех месяцев. Кроме плесневого гриба для получения соевого соуса применяют бактерии Pediococcus soyae, дрожжи Saccharomyces rouxii и некоторых видов дрожжей рода Torulopsis. Их специально добавляют в соевую смесь в виде исходных чистых культур или они размножаются из уже имеющихся в смеси клеток. В результате брожения смесь насыщается молочной и другими кислотами и этанолом. По окончании процесса жидкость сливают с соевой массы или отделяют под прессом и получают соевый соус.

41. Микромицеты в питании человека.

В пище жителей Юго-Восточной Азии, стран Востока в рационе доминируют крахмал, другие углеводы и не хватает белка. Для обогащения крахмалосодержащих продуктов белками и придания им вкуса мяса в этих странах на растительных продуктах выращивают специально подобранные и естественным путем селекционированные виды плесневых грибов. На основе соевых бобов на Востоке вырабатывают множество традиционных пищевых продуктов, их особый вкус определяется деятельностью микроорганизмов. Это, главным образом, грибы, в частности представители рода Aspergillus.

Характерным элементом восточной кухни является продукт под названием темпе. В Индонезии темпе представляет собой плотную лепешку, изготовленную из соевых бобов, арахиса или кокосовых орехов. Лепешки употребляют в пищу обросшими плесневыми грибами рода Rhizopus. Арахисовое темпе содержит до 50 % белковых веществ и по вкусу напоминает мясные изделия.

42. Продукты гидролиза крахмала.

Гидролиз крахмала, как процесс, основан на способности полисахаридов под действием технологических параметров подвергаться деструкции с накоплением большого количества веществ, которые характеризуются индивидуальными свойствами и играют определенную роль в технологических процессах.

По движущим силам различают кислотный и ферментативный гидролиз. Механическая деструкция крахмала получила название механолиза.

Наиболее широко гидролиз используется при получении патоки, а также других продуктов кислотного гидролиза, при брожении в технологии дрожжевого теста и его разновидностей, при получении спирта. Возможно последовательное объединение кислотного и ферментативного гидролиза (кислотно-ферментативный гидролиз), а также спонтанные их комбинация и течение.

Кислотный и ферментативный гидролиз применяют для получения пищевых модифицированных крахмалов. Особенно большое количество производных получают при частичном гидролизе крахмала.

Кислотный гидролиз:

К пищевым продуктам - сахаристым гидролизатам крахмала - относятся патоки различной степени гидролиза, глюкоза кристаллическая, сухие очищенные гидролизаты.

34. Биотехнологические процессы в пивоварении.

Для осуществления спиртового брожения прежде всего необходимо, чтобы в пивоваренном сырье образовался сахар. Традиционным источником нужных для этого полисахаридов всегда был ячмень, но в качестве дополнительных используются и другие виды углеводосодержащего сырья. Ячменный солод и прочие компоненты измельчают и смешивают с водой при температуре до 67 °С. В ходе перемешивания природные ферменты ячменного солода разрушают углеводы зерна. Пивное сусло после гидролиза крахмала содержит мальтозу, глюкозу, мальтотриозу, которые сбраживают сахаромицеты, а также декстрины и мальтотетраозу, которые не используются пивными дрожжами.

Полученное сусло отделяют от нерастворимых остатков. Добавив хмель, его кипятят в медных котлах. В процессе кипячения прекращается ферментативная активность, осаждаются  белки из сусла и экстрагируются вкусовые компоненты хмеля. Для производства пива с определенным содержанием алкоголя сусло после кипячения доводят до нужной плотности. Удельная плотность сусла определяется содержанием экстрагированных сахаров, подлежащих сбраживанию. Затем в сусло засевают штамм пивных дрожжей, которые сбраживают сахара в спирт и углекислый газ (в процессе брожения дрожжевая биомасса увеличивается в пять раз). Ряд других соединений, придающих пиву его особенный вкус, образуются в незначительных количествах. Среди них амиловый, изоамиловый и фенилэтиловый спирты, концентрация которых составляет около нескольких миллиграммов на 1 л, уксусная и масляная кислоты, а также эфиры. По истечении определенного времени брожение заканчивается, дрожжи отделяют от пива и выдерживают его некоторое время для созревания. После фильтрации и других необходимых процедур (пастеризации) пиво готово.

35. Биотехнологические процессы в виноделии.

Виноделие, в отличии от пивоварения, до самого последнего времени было основано на использовании местных дрожжей дикого типа. Единственная обработка, которой подвергали виноград до отжима, - окуривание сернистым газом, чтобы сок не темнел. Корме того, сернистый газ подавляет деятельность не винных дрожжей; это позволяет винным дрожжам, которые менее чувствительны к нему, осуществлять брожение без помех. В прошлом именно с помощью этих диких дрожжей и осуществляли спиртовое брожение. В тех районах, где виноделием начали заниматься недавно, широко применяются дрожжевые закваски. Связано это с тем, что желаемая микрофлора может и отсутствовать, а инокуляция стандартной культурой дрожжей позволяет получать вина с нужными свойствами. Кроме того, количество используемого сернистого газа ограничено законодательно, и это побуждает применять дрожжевые культуры-закваски. Используются дрожжи-сахаромицеты: Sacсharomyces сerevisiae, S. oviformis, S. ellipsoideus. Использование заквасок дает ряд преимуществ: сокращается лаг-период размножения дрожжей, образуется продукт с известными свойствами, уменьшается вероятность появления нежелательного вкуса, поскольку в брожении не участвуют дикие не-винные дрожжи. Хересные винные дрожжи (Sacсharomyces oviformis), способные переокислять спирт в продукты, придающие вину хересный букет, чувствительны к концентрациям спирта выше 15 %. Культивируя исходный штамм дрожжей при постепенном повышении концентрации спирта до 18 %, удалось выделить штамм, способый к образованию хереса в этих условиях.

В будущем использование специально созданных штаммов будет все более расширяться: это гарантирует необходимые вкусовые качества вин. Смешанные закваски позволяют получать продукцию с полным букетом, что невозможно при работе с индивидуальными штаммами.

В виноделии также используются ферментные препараты, в частности пектолитического действия. Применение пектиназ увеличивает скорость фильтрации сусла, способствует его осветлению и стабилизации. При этом возрастает содержание экстрактивных веществ, витамина С, флавоноидов, обладающих Р-витаминной активностью.