36. Получение спиртопродуктов.

Производство этилового спирта при помощи дрожжей основано на давно устоявшейся технологии. В спиртовом производстве используют пригодные для этих целей штаммы рода Saсcharomyces. Основную массу вырабатываемого в настоящее время спирта получают при помощи дрожжей рода S. сerevisiae, иногда S. uvarum (carlsbergensis), S. diastaticus.

Одним из лимитирующих факторов в ферментационном производстве этанола является неспособность микроорганизмов переносить высокие концентрации спирта и вызываемая этим остановка процесса брожения по достижении относительно высокой концентрации спирта. Штаммы дрожжей, используемые в спиртовой промышленности, должны сохранять жизнеспособность вплоть до концентрации этанола 12-15 % (по объему). Кроме того, если в качестве сырья используется зерно, дрожжи должны обладать способностью гидролизовать полисахариды до глюкозы. Это необходимо для полного превращения крахмала в этиловый спирт и углекислый газ.

Ожидается, что работа по созданию новых штаммов дрожжей, устойчивых к еще более высоким концентрациям спирта, будет успешной. Пока углеводы не переведены в форму, усваиваемую дрожжами, брожение не происходит. Добавление гидролизующих крахмал ферментов ускоряет этот процесс. Для этого обычно применяют амилазу из культуральной жидкости штаммов Bacillus subtilis и амилоглюкозидазу, выделяемую из культур грибов штаммов Aspergillus niger и близких форм. Ферменты используются и при подготовке сусла, и при спиртовом брожении.

37. Биотехнологические процессы в хлебопечении.

Биотехнологические процессы в хлебопечении связаны с использованием хлебопекарных дрожжей, других заквасок, вызывающих брожение, а также некоторых ферментных препаратов. Для производства хлеба в основном применяют дрожжи Saсcharomyces сerevisiae. Обычно их выращивают в ферментерах периодического действия на мелассе – отходе сахарного производства. Реже используют дрожжи вида Candida milleri. Дозировка прессованных дрожжей при производстве хлебобулочных изделий обычно составляет 1,0-1,5 % к массе муки. При производстве хлеба ферментационный процесс осуществляется в пастообразной среде (опара, тесто).

В Германии и США из ржаной муки выпекают хлеб «с кислинкой». Основа технологии здесь та же, что и при выпечке хлеба из пшеничной муки, но при замесе ржаной муки и воды добавляют опару, заквашенную смешанной культурой лактобацилл. Содержащаяся в этой закваске (опаре) кислота и придает хлебу особый вкус.

38. Применение ферментов при выработке фруктовых соков.

 Наибольшие успехи были достигнуты при производстве фруктовых соков: здесь используют такие ферменты, как пектиназы, целлюлазы, гемицеллюлазы, амилазы и протеиназы. Эти ферменты применяются не только в давно освоенных производствах; с их помощью удалось расширить ассортимент и добиться бόльшего выхода продукции из сырья.

Ведущее место в производстве соков принадлежит пектиназам. В 1 л виноградного сока содержится 0,2-0,4 г пектина, еще больше его в яблочном и виноградном соках. При хранении сока пектин оседает. Освобождение сока от пектина обязательно при изготовлении сиропов путем упаривания, так как присутствие пектина может вызвать желеобразование. Обработка соков пектолитическими ферментами снижает содержание пектина до 50 мг/л. Пектолитические ферментные препараты хорошо зарекомендовали себя при получении гомогенных пюре для детского и диетического питания.

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.

43. Требования российских и международных стандартов качества к продукции биотехнологических производств.

Обеспечение качества производства биотехнологических продуктов в целом базируется на системе менеджмента качества ISO 9001. В ней качество определяется как степень соответствия совокупности присущих характеристик объекта требованиям. То есть сначала человек субъективно задает какие-то требования к объекту — продукту или процессу. А качество — это то, насколько объективные характеристики этого продукта удовлетворяют сформулированным ранее субъективным требованиям.

Спецификации — это перечень испытаний, ссылок на аналитические методики и критерии приемлемости (допустимые нормы) [6]. Соответствие спецификациям — критическая часть стратегии обеспечения качества. Производитель обосновывает перечень спецификаций, опираясь на результаты доклинических и клинических исследований, а также исследований стабильности, о которых мы поговорим ниже (см. главу «Стабильность»). В ходе изучения характеристик продукта выбирают наиболее полезные параметры, критически влияющие на качество.

Для биопрепаратов особенное значение приобретают другие элементы обеспечения качества: контроль исходных материалов, контроль сырья, но особенно — контроль критичных показателей и валидация процесса производства

44. Законодательные и нормативные правовые акты, методические материалы по управлению качеством.

Таким образом, к основным законодательным актам, регулирующим отношения в области качества продукции и конкурентоспособности, относятся:

-          Конституция РФ;

-          Гражданский кодекс РФ;

-          Кодекс РФ «Об административных правонарушениях»;

-          Федеральный Закон «О защите прав потребителей»;

-          Федеральный Закон «О техническом регулировании»;

-          Федеральный Закон «Об обеспечении единства измерений».

Нормы технического регламента носят обязательные для исполнения требования к продукции. Они принимаются с целью защиты жизни и здоровья потребителей, защиты окружающей среды. Техническое регулирование предполагает установление единых правил предъявления требований к продукции, независимость органов по сертификации от производителей и потребителей, однозначность и единственность системы и правил аккредитации, а также методов испытаний и измерений при определении соответствия продукции. Техническое регулирование осуществляется в соответствии с принципами: применения единых правил к продукции, аккредитации, методов исследований независимости, недопустимости ограничения конкуренции и совмещения полномочий. Целью принятия технических регламентов является защита, как жизни, так и здоровья граждан, а также имущества физических и юридических лиц, государственного и муниципального имущества; охрана окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений.

45. Основные технические и конструктивные характеристики продукции.

Качество пищи определяется тремя основными группами показателей, а именно ее пищевой ценностью, товарными показателями и пригодностью по санитарному состоянию.

Рассмотрим основные характеристики пищевых продуктов:

товарная (потребительская) характеристика – обусловлена совокупностью физических, химических, биологических и других природных свойств, приданных продукту человеком в процессе производства и хранения. Например, вареные колбасы – это изделия из тонко измельченного мяса говядины и свинины, предварительно выдержанного в посоле, нашприцованного оболочку и прошедшего термическую обработку в виде обжарки и варки.

органолептические характеристики – являются составной частью товарной характеристики и включают в себя: состояние упаковки, внешний вид, запах, цвет, вид на разрезе, вкус, аромат, консистенцию и др.

Гидролиз крахмалов - стехиометрично бимолекулярная реакция, но поскольку он происходит при большом избытке воды, то скорость реакции подчиняется уравнению первого порядка.

Скорость гидролиза крахмала зависит, главным образом, от концентрации и вида кислоты, температуры и продолжительности обработки. Каталитическое действие в кислотах выполняют ионы водорода.

Крахмал всегда содержит то или иное количество примесей, снижающих концентрацию кислоты в растворе. Связывают кислоту, главным образом, фосфаты и, частично, аминокислоты.

Зерновой крахмал менее устойчив к действию кислоты, по сравнению с картофельным, что обусловлено наличием в структуре последнего фосфатных групп, которые предотвращают изменение pH суспензий полисахаридов крахмала.

При повышении температуры скорость гидролиза крахмала возрастает.

Состав углеводов гидролизата почти не зависит от температуры, вида и концентрации кислоты и является производной только от общей редуцирующей способности, выраженной в эквивалентах глюкозы. Установлено, что уже в начале реакции в гидролизате присутствуют все указанные продукты осахаривания, но больше декстринов.

При гидролизе в системе наблюдается накопление редуцирующих веществ: содержание декстринов уменьшается, а содержание глюкозы возрастает. Содержание три-, тетрасахаридов и мальтозы также растет.

Часть глюкозы, образовавшейся при гидролизе крахмала, подвергается полимеризации, в результате которой получаются углеводы с большей молекулярной массой. Продукты реверсии представляют собой сложную смесь, в состав которой входят как редуцирующие, так и нередуцирующие сахариды: а- и Р-гентобиоза, Р-мальтоза, а- и Р-целобиоза, койобиоза, паноза и др.

Кроме того, некоторое количество глюкозы распадается, в результате отщепления от молекулы глюкозы трех молекул воды образуется оксиметилфурфурол, который, в свою очередь, распадается на муравьиную и левулиновую кислоты.

Ферментативный гидролиз. Ферментативное расщепление крахмала имеет место в таких технологических процессах, как брожение и выпечка теста, варка картофеля.

Осахаривание крахмала начинается при замешивании теста. Чем выше температура воды и чем дольше продолжается замешивание теста, тем больше осахаривается крахмала. Это имеет большое значение для формирования структуры дрожжевого теста, так как мальтоза, расщепленная мальтазой дрожжей, дает глюкозу, которая сбраживается дрожжами с образованием спирта и углекислого газа. При образовании в тесте не мальтозы, а декстринов брожение тормозится, тесто не поднимается, изделия получаются низкого качества.

Следует подчеркнуть, что в технологии продукции общественного питания полных стадий гидролиза, как правило, не достигается. Но в таких процессах, как тушение крахмалосодержащих продуктов в кислой среде, брожение тестовых изделий, жарки, запекания, деструктивные изменения крахмала и его составных частей занимают значительное место и в значительной степени определяют качество кулинарных изделий.

пищевая ценность – это комплекс веществ, определяющих биологическую и энергетическую ценность продукта. Пищевую ценность определяют и его органолептические показатели, так как они существенно влияют на усвоение пищи организмом. То есть показатель «пищевая ценность» является интегральным показателем.

биологическая ценность – определяет полноценность компонентов, входящих в состав продукта, а именно: полноценность белка, содержание ненасыщенных жирных кислот в жирах, содержание витаминов и минеральных веществ.

энергетическая ценность – это количество энергии, которое образуется при окислении основных пищевых веществ (белков, жиров, углеводов), содержащихся в продукте. Энергия, выделяемая при окислении 1 г. белка составляет 4 ккал, 1 г. углеводов – 4 ккал, 1 г. жира – 9 ккал, 1 г. этилового спирта – 7 ккал. Взрослому человеку в зависимости от вида деятельности необходимо 3-4.5 тысячи ккал в день. Продукты, входящие в рацион питания, должны содержать вещества, необходимые для получения энергии. Однако необходимое количество энергии нельзя получать за счет потребления большого количества одних и незначительного количества других пищевых веществ. Необходимо чтобы соотношение основных пищевых веществ «белок : жир: углеводы» равнялось 1 : 1.2 : 4.

усвояемость - выражается коэффициентом усвояемости, показывающим, какая часть продукта используется организмом. Усвояемость зависит от органолептических характеристик, количества и качества пищевых веществ, а так же возраста, здоровья организма и других факторов. При смешанном питании усвояемость белков составляет 84.5 %, жиров – 94 %, углеводов – 95.6 %.

доброкачественность – определяет безвредность продуктов для организма человека. Вредное воздействие на организм человека оказывается, как отсутствием в продуктах некоторых компонентов (витамины, макро и микроэлементы), так и присутствием вредных веществ (токсинов, тяжелых металлов), болезнетворных организмов (сальмонеллы, протеи, ботулизм), присутствием посторонних примесей (стекла, металла, опилок), присутствием яиц глистов, антибиотиков.