5. Пищевые добавки и ингредиенты

Подкислители. Применяются в основном как вкусовые добавки для придания продуктам «острого» вкуса. В практику они вошли скорее всего в результате широкого использования органических кислот для сохранения пищи.

Самым популярным подкислителем в пищевой промышленности является лимонная кислота. Сначала этот продукт получали отжимая сок из лимонов, сегодня лимонную кислоту получают сбраживая содержащие глюкозу гидролизаты.

Аминокислоты. В мире производится примерно 200 тыс. тонн аминокислот в год; их используют главным образом как добавки к кормам и пищевым продуктам. Главными продуктами, получаемыми по технологии ферментации является глутаминовая кислота и лизин.

Витамины и пигменты. Основные потребности промышленности в этих соединениях удовлетворяются за счет природных источников и химического синтеза, но два из них β-каротин и рибофлавин, получают методами биотехнологии.

Рис. 2. Схематическое изображение производства микопротеина

Усилители вкуса. Главным усилителем вкуса считается натриевая соль глутаминовой кислоты: ее можно получить при помощи Micrococcus glutamicus. Пионером использования усилителей вкуса является Япония, но сам принцип применялся при создании рецептов многих блюд во всем мире.

Ключевые слова и понятия

аминокислоты белок одноклеточных организмов брожение витамины

культура-закваска микопротеин пигменты ферментация ферментеры

Вопросы для самоконтроля:

1. Роль микроорганизмов в получении продуктов питания.

2. Производство сыра.

3. Производство йогурта.

4. Производство масла.

5. Производство хлебопродуктов.

6. Производство пива.

7. Изготовление вина.

8. Получение белковых продуктов.

9. Получение пищевых добавок и ингредиентов (подкислители, аминокислоты, витамины, пигменты, усилители вкуса).

Лекция 3

Медицина и биотехнология

1 Производство и применение антибиотиков.

2 Иммунологический анализ.

3 Производство и применение гормонов.

4 Ферменты.

1. Производство и применение антибиотиков

Можно считать, что клиническая биотехнология зародилась с начала промышленного производства пенициллина в 40-х годах ХХ века и его использования в терапии. Применение этого первого природного пенициллина повлияло на снижение заболеваемости и смертности больше, чем какого-либо другого препарата, но, с другой стороны, поставило ряд новых проблем, которые удалось решить опять таки с помощью биотехнологии.

Во-первых, успешное применение пенициллина вызвало большую потребность в этом лекарственном препарате, и для ее удовлетворения нужно было резко повысить выход пенициллина при его производстве.

Во-вторых, первый пенициллин действовал главным образом на грамположительные бактерии, а нужно было получить антибиотики с более широким спектром действия, поражающие и грамотрицательные бактерии.

В-третьих, поскольку антибиотики вызывают аллергические реакции, необходимо было иметь целый набор антибактериальных средств, с тем чтобы можно было выбрать из равноэффективных препаратов такой, который не вызывал бы у больных аллергию.

В-четвертых, пенициллин нестабилен в кислой среде желудка и его нельзя назначать для приема внутрь.

Наконец, многие бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам. Классический пример тому – образование стафилококками фермента пенициллиназы, который образует фармакологически неактивную пенициллоиновую кислоту.

Увеличить выход пенициллина при его производстве удалось в основном благодаря последовательному использованию серии мутантов исходного штамма Penicillium chrysogenum а также путем изменения условий выращивания. Были выделены новые антибиотики, эффективные в случае грамотрицательных бактерий: стрептомицин, цефалоспорин.

Получено также множество полусинтетических антибиотиков с новыми свойствами: с другим спектром действия, чувствительностью к пенициллиназе и содержимому желудочно-кишечного тракта. Так, ампициллин является полусинтетическим производным бензилпенициллина, отличающимся от него всего лишь наличием добавочной аминогруппы в боковой цепи (рис. 3). Тем не менее, он активен при пероральном введении и действует на широкий круг бактерий, в том числе на некоторые грамотрицательные, вызывающие заболевания о рганов дыхания, пищеварения и выделения.

Б ензилпенициллин

Ампициллин

Рис. 3. Структурные формулы антибиотиков.

Устойчив к кислоте и клоксациллин, и к тому же он не разрушается β-лактамазами. Его часто назначают вместе с ампициллином тем больным, у которых обнаружены стафилококки, синтезирующие пенициллиназу.