Ключевые слова и понятия

активный ил аминокислоты антибиотики белок одноклеточных организмов биогаз биоинженерия

биомасса биотехнология биохимия брожение клонирование микробиология органические растворители

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое биотехнология?

2. С какими отраслями науки тесно связана биотехнология?

3. Роль Пастера в дальнейшем развитии прикладной микробиологии?

4. Открытие химиотерапевтической активности пенициллина.

5. Получение белка одноклеточных организмов.

6. Технология получения ферментов.

7. Перспективы развития биотехнологии.

8. Применение достижений биотехнологии в медицине (ферменты, гормоны, катализаторы).

9. Основные пути превращения энергии в живых системах.

10. Использование биомассы для получения энергии.

11. Основные направления развития пищевой промышленности с помощью биотехнологии.

12. Особенности производства химических веществ на основе биокатализа.

13. Влияние биотехнологии на получение и использование материалов.

14. Роль биотехнологии в переработке отходов.

15. Вклад биотехнологии в развитие сельского хозяйства.

Часть 1

Использование биотехнологических процессов

Лекция 2

Использование биотехнологии

в пищевой промышленности

1 Роль биотехнологии в получении пищевых продуктов.

2 Производство молочных продуктов.

3 Производство хлебопродуктов.

4 Бродильные производства, получение белковых продуктов, пищевых добавок и ингредиентов.

1. Роль биотехнологии в получении пищевых продуктов

Производство пищевых продуктов и напитков основано на переработке сырья, в основном поставляемого сельским хозяйством.

Все органические вещества, применяемые в пищевой промышленности, могут использоваться микроорганизмами. Это говорит о ключевой роли микробиологии при производстве продуктов питания: здесь микроорганизмы могут играть и положительную, и отрицательную роль. Последняя более выражена: не случайно меры предосторожности против нежелательной деятельности микробов занимают такое важное место при производстве пищи и ее потреблении.

Размножение микробов может вызвать нежелательные изменения качества пищевых продуктов или их внешнего вида. При этом нередко образуются вещества, обладающие токсическим действием. Порча пищи и связанные с этим экономические убытки весьма нежелательны, однако наиболее опасным следствием размножения микробов в пищевых продуктах является образование токсинов.

Некоторые микроорганизмы при подходящих условиях образуют токсины, вызывающие серьезные заболевания или даже смерть.

Существует две разновидности биотехнологии, различающиеся по ценности получаемых продуктов и по масштабу их производства:

1. Биотехнология маломасштабного производства;

2. Биотехнология крупномасштабного производства (табл.1).

При производстве пищевых продуктов нужен большой выход продукта и простая технология. По этим причинам главными в биотехнологии пищевой промышленности являются методы крупномасштабного производства продуктов.

Спектр продуктов питания, получаемых при помощи микроорганизмов, обширен: от вырабатываемых с древних времен за счет брожения хлеба, сыра, йогурта, вина и пива до новейшего вида пищевого продукта – грибного белка микопротеина. Микроорганизмы при этом играют важную роль: используются продуцируемые ими ферменты или другие метаболиты, с их помощью сбраживается пищевое сырье, а некоторые из них выращиваются для непосредственного потребления. В пищевой промышленности для осуществления процессов применяют как чистые культуры микроорганизмов, так и дикие формы, содержащиеся в значительном количестве в сырье, которые размножаются при создании надлежащих условий. Последний способ особенно характерен для традиционных бродильных производств, зародившихся во времена, когда о микробах еще ничего не знали. В промышленном производстве такие процессы обычно ведутся под гораздо более строгим контролем. Особенно это относится к выбору штамма и чистоте культур используемых микроорганизмов.

Таблица 1. Способы биотехнологического производства

	Маломасштабное производство	Крупномасштабное производство
Объем установки	100-1000 л	10 000 л
Стоимость продукции	Высокая	Невысокая
Тип продукции	Для медицины, фармацевтической промышленности, высокоспециализированная	Предметы потребления, малоспециализированная
Основные направления биотехнологических исследований и разработок	Генетические манипуляции	Технология ферментации
Стоимость научных исследований и развития	Повышенная	Пониженная

До недавнего времени биотехнология использовалась в пищевой промышленности с целью усовершенствования освоенных процессов и более умелого использования микроорганизмов, но будущее здесь принадлежит генетическим исследованиям по созданию более продуктивных штаммов для конкретных нужд, внедрению новых методов в технологии брожения.

Таким путем можно повысить выход и качество выпускаемой продукции и освоить производство новых ее разновидностей.