Биотехнология производства аминокислот Производство глутаминовой кислоты и глутамата натрия

L-глутаминовая кислота (-аминоглутаровая) – первая аминокислота, полученная на основе промышленного микробиологического синтеза:

НООС – СН₂ – СН₂ – NH₂СН – СООН

Глутаминовая кислота является важнейшей аминокислотой растительных и животных белков, не будучи незаменимой. Синтез глутаминовой кислоты происходит в цикле трикарбоновых кислот (рисунок 31) в результате ферментативного восстановительного аминирования 2-кетоглутаровой кислоты НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназой:

НООС – СН₂ – СН₂ – СО– СООН + НАД(Ф)Н₂ + NН₃   НООС – СН₂ – СН₂ – NН₂СН – СООН + НАД(Ф).

Возможность получения глутаминовой кислоты из углеводов на основе микроорганизмов впервые была продемонстрирована в 1957 г. японскими исследователями Киносита, Асаи и др. Продуцировать глутаминовую кислоту способны дрожжи, микроскопические грибы, бактерии. Бактерии обеспечивают наибольший выход по отношению к использованному углеродному субстрату (не менее 40–50 %). Промышленное значение имеют бактериальные культуры (Micrococcus, Brevibacterium, Microbacterium, Corynebacterium). Сверхсинтез кислоты у диких штаммов возможен в специальных физиологических условиях при торможении скорости роста и увеличении проницаемости клеточной мембраны для глутаминовой кислоты.Глутаминовая кислота в основном используется в фармакологии и пищевой промышленности, поэтому задача постферментационной стадии – получение высокоочищенных препаратов. Для этого на первом этапе обработки культуральной жидкости в нее добавляют негашеную известь или известковое молоко. После этого избыток ионов осаждают кислотой, осадок удаляют центрифугированием. Фильтрат после осветления активированным углем и сорбции на ионообменных смолах концентрируют вакуум-выпариванием при 40 - 60С. Осаждение кристаллов глутаминовой кислоты проводят в изоэлектрической точке (рН 3,2 при 4 - 15С). В результате перекристаллизации чистота продукта достигает 99,6 %.

Кристаллы кислоты отделяют от маточника центрифугированием, промывают и высушивают. Если нужно получить глутамат натрия, кристаллы глутаминовой кислоты обрабатывают гидроокисью натрия. Для этого влажные кристаллы растворяют в воде, нейтрализуют 50 % раствором едкого натра. Полученный раствор фильтруют, упаривают под вакуумом до содержания сухих веществ 60% и направляют на перекристаллизацию. Полученные кристаллы глутамата натрия выделяют из маточного раствора центрифугированием и высушивают током горячего воздуха. Глутамат натрия усиливает вкус многих пищевых продуктов, способствует длительному сохранению вкусовых качеств консервированных продуктов (овощей, рыбы, мясных продуктов). Важное свойство глутаминовой кислоты – служить защитным фактором при отравлениях внутренних органов, ослаблять действие токсинов и усиливать ряд фармакологических препаратов. В настоящее время производство глутаминовой кислоты является крупнотоннажным биотехнологическим производством (около 400 тыс. т/г).

Получение лизина и триптофана

Процесс получения лизина основан на стереоспецифическом ферментативном гидролизе (конверсии) D-,L-a-амино-е-капролактама, который сначала получают химическим путем из циклогексена:

Рацемат используют в качестве субстрата, который под дей­ствием фермента L-а-амино-е-капролактамгидролазы (лактамаза) превращается в L-лизин, а оставшаяся непрореагировавшая его часть (β-форма) переводится при воздействии рацемазы в смесь антиподов:

Лактамаза найдена у некоторых видов дрожжей, в частности - у Candida laurentii. У них синтез фермента индуцируется добавлени­ем субстрата (рацемической смеси), а активность энзима поддер­живается при добавлении в среду ионов Мg²⁺, Мn²⁺.

Рацемаза обнаружена у ряда бактерий. Для получения неочищенных ферментов целые клетки микроорганизмов обрабатывают поверхностно-активными веществами, вызывающими изменение проницаемости стенки клеток микроорга­низмов-продуцентов. Разработаны иммобилизованные формы обоих ферментов. При производстве лизина в водный раствор D-,L-a-амино-е-капролактама одновременно вводят источники лактамазы и рацемазы, содержащиеся в дрожжевых и бактериальных клетках. Процесс осуществляется при температуре 30-50°С, рН 8,0-8,5 и оптимальном режиме аэрации. На выходе из реактора образуется преимущественно один продукт - лизин, который выделяют из смеси, очищают и сушат. Описанная технология получения лизина, распространенная в США и Японии, по завершении процесса обеспечивает содержание аминокислоты в реакционной среде свыше 150 г/л.

Рисунок 1 - Диаминопимелиновый путь синтеза лизина

Получение триптофана

Химико-ферментативный способ получения триптофана состоит в прямой конденсации индола, аммиака и пировиноградной кислоты:

Реакцию катализирует пиридоксальзависимая триптофан-индоллиаза (триптофаназа). Фермент широко распространен в при­роде. Он найден у бактерий Е. соli и характеризуется широкой субстратной специфичностью. Кроме L-триптофана его субстратами служат L-цистеин, 8-метил-цистеин, хлор-L-аланин, L-серин. Добавление трипто­фана индуцирует образование фермента, а добавление индола ингибирует его синтез у бактерий, поэтому процесс получения триптофана ведут при избытке аммиака и пирувата.

Выход аминокислоты при реализации химико-энзиматического способа получения триптофана составляет 63 г/л. Подобно лизину триптофан образуется в ходе разветвленного метаболического пути, поэтому для его производства используют ауксотрофные мутанты, у которых блокированы реакции, ведущие к синтезу фенилаланина и тирозина. Наряду с другими ароматическими аминокислотами у микроорганизмов (подобно большинству организмов) триптофан образуется из метаболитов углеводного обмена - эритрозо-4-фосфата и фосфоенолпирувата. Метаболическим предшественником триптофана служит антраниловая кислота, возникающая из хоризмовой кислоты под действием антранилат-синтетазы. Триптофан оказывает ингибирующее действие на антранилатсинтетазу, поэтому для обхода метаболического контроля синтез фермента индуцируют ступенчатым введением предшественника - антраниловой кислоты (0,1 - 0,3 %):

В связи с этой особенностью промышленное производство триптофана организовано преимущественно по двухступенчатой схеме. На первом этапе химическим способом синтезируют антраниловую кислоту, которую с помощью энзиматической системы мутантных штаммов дрожжей Саndida utilis переводят в триптофан. Биомассу дрожжей выращивают при температуре 30°С в среде, содержащей свекловичную мелассу, мочевину и минеральные компоненты. Через сутки в ферментер вводят 5 % спиртовой раствор антраниловой кислоты и 50 % раствор мочевины, а через 3 - 4 ч. после введения предшественника дополнительно до­бавляют источник углерода (25 % раствор мелассы). Антраниловую кислоту и мочевину подают через каждые 6 ч, а мелассу - через каждые 12 ч. Процесс двухступенчатой ферментации завершается через 144 ч. и обеспечивает содержание триптофана в культуральной среде до 6 г/л. Кроме триптофана, микробиологическим способом с использованием предшественников получают гистидин, изолейцин, ме­тионин, серин и треонин. Менее распространены одноступенчатые технологии получения триптофана на основе ауксотрофных мутантов бактерии Bacilius subtilis, осуществляемые по схеме, близкой к способу получения лизина. Длительность одноступенчатого процесса - 48 ч, а концентрация триптофана в культуральной среде составляет 10 г/л. После сушки культуральной жидкости получают кормовой концентрат триптофана (ККТ), который включает белки, свобод­ный триптофан, витамины В_1, В₂ и РР. Высокоочищенные кристаллические препараты триптофана образуются после дополнитель­ной очистки культуральной жидкости методом ионообменной хроматографии на колонке, заполненной катионитом (сорбция при рН 1,0; элюция 5% раствором гидроксида аммония в смеси с пропанолом). Элюаты кристаллизуют; кристаллы отмывают и высушивают. Кристаллический препарат содержит до 99 % триптофана.

Лекция 12. Получение биологически активных добавок (БАД). Фототрофные микроорганизмы - продуценты биологически активных добавок к пище. Применение БАД в пищевой промышленности.

БАД (биологически активные добавки к пище) - термин, вошедший в современную медицину сравнительно недавно. Однако ещё до новой эры в Египте, Китае, Тибете, Индии и других странах Востока сложились довольно стройные системы профилактики и терапии различных заболеваний человека путём использования чаще всего в натуральном виде специально приготовленных продуктов из растительных, животных тканей, минерального сырья. История начала производства специальных фармакологических форм для лечения болезней человека относится примерно к 130-200 г. н.э., когда К. Галеном впервые были разработаны технологические приёмы изготовления лекарств (настоев, экстрактов, порошков) из природного сырья. Однако выдающиеся достижения химии конца XIX и XX веков, особенно в области органического синтеза, позволили получать настолько высокоэффективные лекарственные средства, что многие учёные-медики стали отказываться от прежних фитотерапевтических средств.

Казалось, что неограниченные возможности органической химии в получении чистых химических соединений с известной структурой и заданными свойствами, их высокая эффективность и возможность точного дозирования, узкая направленность действия - вот те достаточно убедительные аргументы, которые до недавнего времени не позволяли делать сколько-нибудь оптимистических прогнозов в области так называемой традиционной медицины. Однако такого рода взгляды оказались ошибочными.

Применение БАД в пищевой промышленности.

Последние годы характеризуются бурным развитием новой, пограничной между наукой о питании и фармакологией области знаний - фармаконутициологии.

Выдающийся отечественный учёный А.А. Покровский в своей книге «Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи» отмечал, что «пища - определение гораздо более ёмкое, чем это принято представлять. Это комплекс многих сотен тысяч (и, может быть миллионов) веществ, каждое из которых обладает определённой мерой биологической активности. Многие из биологически активных веществ обнаруживаются в продуктах питания в равных, а иногда и более высоких дозах, чем они используются в фармакологии. Пищу следует рассматривать не только как источник энергии и пластических веществ, но как весьма сложный фармакологический комплекс».

В динамике изменения структуры питания человека в историческом аспекте можно чётко выделить следующие общие для населения всех индустриально развитых стран явно неблагоприятные тенденции, сложившиеся к настоящему времени:

• избыточное потребление жиров животного происхождения (насыщенных жирных кислот), богатых холестерином;

• значительное увеличение потребления сахара и соли;

• существенное уменьшение потребления крахмала и пищевых волокон (в частности, клетчатки);

• выраженный круглогодичный дефицит в рационах витаминов, микроэлементов, биологически активных веществ различной природы.

Особую тревогу в последние годы вызывает пищевой статус россиян, который в настоящее время характеризуется повсеместно выявляемым круглогодичным глубоким дефицитом как у взрослых, так и у детей, большинства витаминов, в том числе витаминов антиоксидантного ряда - С. Е, А и бета-каротина. Выявляется существенный дефицит кальция, железа, йода, фтора, даже в питании детей, беременных и кормящих женщин.

Последствия выявленных нарушений структуры питания для здоровья населения:

• прогрессирующее увеличение в последние годы числа взрослых со сниженной массой тела и детей раннего возраста со сниженными антропометрическими показателями (12-14%);

• широкое распространение среди взрослых различных форм ожирения (среди лиц старше 30 лет избыточная масса тела и ожирение выявляются у 55%);

• частое выявление среди населения лиц с нарушенным иммунным статусом, в частности с различными формами иммунодефицитов, со сниженной резистентностью к инфекциям и другим факторам окружающей среды;

• увеличение частоты таких алиментарно-зависимых заболеваний, как железодефицитные анемии у взрослых и детей, связанные с дефицитом йода нарушения функции и заболевания щитовидной железы, а с дефицитом кальция заболевания опорно-двигательного аппарата и др.

БАД - это не лекарства, это природные или идентичные природным биологически активные вещества, получаемые из растительного, животного или минерального сырья.

Использование БАД к пище в повседневном питании больных и здоровых людей позволяет:

• достаточно легко и быстро восполнить дефицит эссенциальных (незаменимых) пищевых веществ, в первую очередь, микронутриентов;

• в определенной степени направленно изменять метаболизм отдельных веществ, в частности токсикантов;

• повысить неспецифическую резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды;

• получить механизм немедикаментозного, безопасного пути регулирования и поддержки функции отдельных органов и систем организма человека, обеспечивая тем самым повышение уровня здоровья, снижение заболеваемости, продление жизни человека.

БАД к пище можно подразделить на:

1. Нутрицевтики;

2. Парафармацевтики.

Нутрицевтики - незаменимые пищевые вещества или их близкие предшественники (например, бета-каротин и другие каратиноиды, омега-3 и другие полиненасыщенные жирные кислоты, некоторые микроэлементы - селен, железо, фтор, цинк, йод, макроэлементы - кальций и магний, отдельные незаменимые аминокислоты и их комплексы, некоторые моно- и дисахариды,. пищевые волокна и т. д.)

Использование нутрицевтиков позволяет:

• Достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ, повсеместно обнаруживаемый у большинства взрослого и детского населения России;

• Максимально индивидуализировать питание конкретного здорового человека в зависимости от потребностей, существенно отличающихся не только по полу, возрасту, интенсивности физической нагрузки, но и в связи с генетически обусловленными особенностями биохимической конституции отдельного индивидуума, его биоритмами , физиологическим состоянием (беременность, лактация, эмоциональный стресс и т. п.), а также экологическими условиями зоны обитания;

• Максимально удовлетворять изменённые физиологические потребности в пищевых веществах больного человека, а также (по принципу метаболического шунтирования) обойти повреждённое звено метаболического конвейера;

• Повысить за счёт усиления элементов ферментной защиты клетки неспецифическую резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды у населения, проживающих в экологически неблагополучных регионах;

• Усилить и ускорить связывание и выведение чужеродных и токсичных веществ из организма;

• Направленно изменять путём воздействия, прежде всего, на ферментные системы метаболизма ксенобиотиков, метаболизм отдельных веществ, в частности токсикантов.

Иными словами, применение БАД-нутрицевтиков является эффективной формой первичной и вторичной профилактики, а также комплексного, вспомогательного лечения больных при таких широко распространенных заболеваниях, как ожирение, атеросклероз и другие сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования , иммунодефицитные состояния.

Парафармацевтики - это, как правило, продукты, содержащие органические кислоты, биофлавоноиды, дубильные, фенольные соединения, гликозиды, кофеин, биогенные амины, органические кислоты и другие так называемые натуропродукты. Их действие направлено на активацию и стимуляцию функции отдельных органов и систем в пределах физиологических границ (например, стимуляция секреторной, моторно-эвакуаторной функции кишечника пищевыми волокнами, стимуляция, умственной и физической работоспособности адаптогенами, регуляция липидно-олестеринового обмена, функции ЦНС, сердечно-сосудистой системы и т. д.)

Парафармацевтики не относятся к лекарствам и не могут их заменить!

Основные отличия парафармацевтиков от лекарств:

• Количество действующего начала в суточной дозе не должно превышать разовую терапевтическую дозу этого вещества в случае, если оно применяется в химически чистом виде в качестве лекарственного средства;

• Применяются парафармацевтики исключительно внутрь;

• Количественные изменения параметров функционирования систем и органов организма при применении парафармацевтиков лежат в пределах их физиологической нормы;

• Широкий диапазон используемых доз, при которых парафармацевтики оказывают своё нормализующее или корректирующее действие на функции при существенно более низкой вероятности проявления, по сравнению с лекарственными средствами, токсических и побочных эффектов.

При применении парафармацевтиков не исключены и явления индивидуальной непереносимости пациентом отдельных их компонентов, что характерно и для некоторых пищевых продуктов и ещё более для лекарственных средств. Эти явления чаще могут наблюдаться у людей с различными хроническими заболеваниями.

Лекция 13. Современная пищевая биотехнология. Использование пищевых добавок. Консерванты, ароматизаторы, красители, компоненты пищевых добавок. Генетически модифицированные продукты. Гигиеническая систематика пищевых добавок.

Современная пищевая биотехнология

Биотехнология - это одна из перспективнейших и бурноразвивающихся отраслей промышленности. Основные направления биотехнологии - пищевая, фармакологическая, медицинская, сельскохозяйственная биотехнологии. Современная биотехнология - это экологически чистые производства лекарственных препаратов, биосинтез белков, аминокислот, витаминов, ферментов и сверхактивных гормонов для сельского хозяйства и медицины, а также создание пищевых и вкусовых веществ.

Издревле человечество использует для своих нужд различные белковые вещества и биологически-активные соединения. К ним относятся белки, аминокислоты, углеводы, липиды, витамины и т. п. Все они сосредоточены в продуктах используемых в пищу. Следовательно, это специализация тесно связана с технологией производства пищевых продуктов. Сейчас пищевая промышленность превратилась в мощную отрасль народного хозяйства. Использование классических и внедрение новых технологий производства пищи, внедрение в строй современных производств по выработке новых продуктов питания, вкусовых добавок диктует необходимость подготовки высококвалифицированных специалистов в этой области. Вместе с тем пищевая промышленность требует коренной реконструкции и модернизации, в которой важную роль играет биотехнология и следовательно инженеры-биотехнологи.

Использование пищевых добавок. Консерванты, ароматизаторы, красители, компоненты пищевых добавок.

Пигменты. Основные потребности промышленности в этих соединениях удовлетворяются за счет природных источников и химического синтеза, но два из них, β-каротин и рибофлавин, традиционно получают методами биотехнологии. Последний образуется при глубинном культивировании Eremothecium ashbyii или Ashbya gossypii. Возможности микробиологического производства нетоксичных пищевых красителей исчерпаны далеко не полностью β-каротина сегодня вырабатывают очень мало, а важную группу красителей красного цвета до сих пор получают из виноградных выжимок (экстракта). Подкислители .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. По-видимому, самым популярным подкислителем в пищевой: промышленности сегодня является лимонная кислота. Сначала этот важный продукт получали, отжимая сок из лимонов. (в Италии): таким путем до начала 20-х годов удовлетворялось три четверти мировой потребности в лимонной кислоте. Сегодня ее получают при участии А. niger сбраживая мелассу и содержащие глюкозу гидролизаты. Отметим, что процесс сбраживания нужно строго контролировать, так как лимонная кислота в отличие от других вторичных метаболитов играет важную роль в регуляции обмена веществ. При консервировании помидоров широко используют яблочную кислоту; ее образует А. flavus.К числу других кислот, находящих широкое применение в пищевой промышленности, относятся итаконовая (продуцент — А.terreus), глюконовая, используемая в форме глюконолактона (продуцент — А.niger), и фумаровая (виды Rhizopus ). Усилители вкуса. Расщепляя с помощью нуклеазы Реniсillит citrinum нуклеиновые кислоты, получают в промышленном масштабе 5-нуклеотиды (содержащие главным образом инозин и гуанин), которые выходят применение как усилители вкуса. Вещества, усиливающие оттенки вкуса, содержатся и в природных пищевых продуктах. Главным усилителем вкуса считается натриевая соль глутаминовой кислоты: ее можно получить при помощи Microccocus glutamicus. Пионером использования усилителей вкуса является Япония, но сам принцип применялся при создании рецептов многих блюд во всем мире.

Жиры и масла. Анализ перспектив использования жиров и масел, продуцируемых бактериями (в особенности содержащих необычные полиненасыщенные жирные кислоты, а потому дорогостоящих), показал, что в нынешних экономических условиях использовать эти вещества вместо жиров растительного и животного происхождения нецелесообразно.

Растительные клеи и загустители. Натуральные растительные клеи, получаемые из камедей растений или морских водорослей, принадлежат к числу давно известных пищевых добавок; в Китае, например, они широко употреблялись еще в первом столетии до нашей эры, а об их использовании упоминается даже в Ветхом завете. Растительные клеи относятся к группе пищевых добавок — гидроколлоидов. Их применяют для изменения консистенции пищевых продуктов: эти вещества способствуют их загущению и образованию студней. Структура пищевых продуктов при этом стабилизируется, улучшаются их внешний вид и вкус. Большое значение для этой отрасли имеет разработка промышленного производства полисахаридов из Pseudomonas spp. Их предполагается использовать вместо ,,глюкойаннозы, одного из наиболее широко применяемых загустителей. Свойства этого нового продукта детально изучены. В кондитерской промышленности и при производстве мороженого в качестве стабилизатора сегодня широко используется декстран из Leuconostoc mesenteroides.

Консервированные овощи. Как и в случае многих других разновидностей пищевого сырья, необходимость сохранения овощей для употребления их в течение всего года привела к созданию ряда новых пищевых продуктов. до того как в практику вошли консервирование в банках и замораживание, для сохранения овощей использовалась главным образом соль. Низкие концентрации соли (2—2,5%) при переработке содержащих сахара овощей с малой долей белков не препятствуют брожению с образованием кислот, идущему при участии бактерий. Этот способ дает хорошие результаты, но если белка в овощах много (горох, фасоль),то продукт портится. Если такие овощи засаливают, то соли добавляют столько, чтобы полностью подавить брожение. Когда соли добавляют мало, основную роль в консервации играют молочнокислые бактерии. Образование молочной кислоты из сахаров препятствует развитию бактерий кишечной группы, протеолитических бактерий, анаэробных и спорообразующих видов. Кислую капусту готовят из свежей измельченной капусты. После добавления соли на первых стадиях брожения доминируют бактерии Leuconostoc mesenteroides, которые в анаэробных условиях превращают сахара в молочную и уксусную кислоты,, этиловый спирт, маннитол, эфиры и СО2. В дальнейшем образование молочной кислоты из сахаров и маннитола осуществляется при участии Lactobacillus plontarum. Разложение маннитола — важный этап, так как он придает продукту горький вкус. Хотя при получении кислой капусты условия сбраживания в какой-то степени контролируются, применять закваски нет необходимости, так как никаких преимуществ они не дают. Пикули делают из засоленных огурцов. Конечный продукт получают путем полного или частичного сбраживания либо без такой обработки. При брожении важную роль опять-таки играют молочнокислые бактерии, осуществляющие ферментацию сахаров. Соли обычно добавляют немного, и рассол с самого начала подкисляют уксусной кислотой. Если к нему добавляют укроп и другие пряности, то получают укропные пикули.Оливки перерабатывают путем засолки и обработки щелоком. Когда консервируют зеленые плоды, молочнокислое брожение осуществляется при участии Leuconostoc mesenteroides , а затем Lactobacillus plonarum и продолжается от шести до десяти месяцев. Спелые оливки либо не сбраживают вовсе, либо сбраживают недолго. И в том и в другом случае большое значение имеет обработка щелоком, так как при этом удаляется олеуропеин (глюкозид, имеющий горький вкус). Микроорганизмы играют важную роль и на определенных стадиях выработки некоторых других продуктов, особенно кофе и какао. При замочке плодов на них развиваются молочнокислые бактерии и дрожжи, что способствует отделению кожуры от зерен; влияние микробов на качество конечного продукта незначительно.Приведенные примеры использования микроорганизмов в переработке овощей — это процессы с простой технологией. Хотя в случае засолки деятельность микробов и определяет основные свойства конечного продукта, суть ее проста — это в основном образование кислотьт. Сходную продукцию можно получить за более короткое время — для этого достаточно добавить к свежим овощам соответствующие кислоты и тем самым обойтись без брожения. Отметим, что, хотя для сохранения овощей используются главным образом консервирование в банках и замораживание, спрос на заквашенные продукты сохраняется, так как они обладают специфическим вкусом.

Продукты из сои. Соя издавна принадлежит к числу главных пищевых культур в странах Азии, особенно в Китае и Японии. В восточной кухне она служила главным поставщиком белка и масла задолго до того, как ее стали использовать как источник этих веществ в странах Запада. 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. Соевый соус готовят на основе кашицы из набухших и отваренных бобов сои. В нее вносят закваску, содержащую разнообразные микроорганизмы, главным образом Аspergillus oryzae. В ходе Выдержки в течение 3 — 5 суток при 25 – 30 ºC гриб активно разрастается на поверхности. Затем в смесь добавляют соль (до 20%) и оставляют ее созревать на 0,5—2 года. В настоящее время применяют чистые культуры А. oryzae, поэтому срок выдержки сокращается до одного - трех месяцев. В завершение жидкость сливают с массы или отделяют под прессом и получают соевый соус. Помимо ускорения процесса путем использования чистых культур разработаны и сугубо химические способы получения соевых гидролизатов. Так готовят несброженный соевый соус.

В Японии из размельченных соевых бобов (иногда с добавкой риса делают похожую приправу — тамари. Продолжительность сбраживания при этом меньше, чем в случае китайского соевого соуса, а ведущую роль в процессе играет Аspergillus tamari. Еще одну приправу, мизо, готовят в Японии из отваренных соевых бобов, которые заражают А. oryzae, добавляют к ним соль и воду и ставят на созревание на несколько дней, после чего тщательно измельчают. Когда делают натто, сваренные соевые бобы укутывают в рисовую солому и ставят на созревание на 1—2 суток. Главную роль здесь играет Bacillus subtilis, образующая слизистую пленку. В Восточной кухне часто используется соевый сыр, или курд. Соевые бобы сначала замачивают и измельчают в пасту, а затем отжимают ее через полотно. для створаживания применяют соли кальция и магния и полученный продукт формуют в виде кубиков. В ходе выдержки в течение месяца при 14ºC активно развиваются белые плесневые грибы. Окончательное созревание происходит в рассоле или особым образом сделанном вине.

Современная биотехнология, видимо, лишь в малой степени может способствовать развитию этих традиционных производств. Все произошедшие здесь изменения заключались обычно в уменьшении времени ферментации; в отдельных случаях процессы стали безмикробными. Впрочем, возможно дальнейшее усовершенствование процессов путем улучшения штаммов и контроля за ферментацией. Кроме того, соевые бобы могут стать тем сырьем, из которого на основе традиций восточной кухни для рынка как Запада, так и Востока можно будет получать совсем новые продукты ферментации. В этих случаях перерабатываются целые бобы, однако известны уже и полученные с помощью биотехнологии новые продукты из белков сои. Их вырабатывают путем контролируемого гидролиза белков сои ‘ферментами микроорганизмов. Свойства таких продуктов (растворимость, вкус и т. д.) можно в определенной мере регулировать. Наиболее привлекательным из них представляется изо- электрический растворимый гидролизат белков сои. Как заменитель мяса он лучше, чем блюда из соевых бобов. В странах где население получает с пищей недостаточно белка, им обогащают безалкогольные напитки.

Применение ферментов при выработке фруктовых соков.

Применение ферментов из микроорганизмов — один из главных путей, которые биотехнология использует и будет использовать. для обновления пищевой промышленности. Наибольшие успехи были достигнуты при производстве фруктовых соков: здесь ис— пользуют 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 большего выхода продукции из сырья. Ферменты используются на следующих основных стадиях переработки фруктов.. Обработка мезги:разрушение мякоти при- выработке фруктовой кашицы или нектаров; увеличение выхода сока; лучшее отделение веществ, ответственных- за цвет и вкус. 2. Обработка сока: уменьшение вязкости; облегчение изготовления концентратов; упрощение процедур осветления, фильтрования и стабилизации сока.Выбор ферментов и способов их применения для получения наилучших результатов при выработке соков производится с учетом трех обстоятельств. 1. Активности фермента. для получения желаемого действия при производстве фруктовых соков необходимо подобрать правильную концентрацию, температуру и продолжительность обработки. 2. Необходимости деградации пектина. Качество продукции сильно зависит от типа пектина и свойств конкретного фермента. 3. Механизмов осветления. Этот процесс состоит из трех последовательных стадий. Понимание их особенностей исключительно важно при производстве соков: это стадии дестабилизации, коагуляции и осаждения. При производстве соков из фруктов большую роль играют пектины. Если их слишком много, то соки получаются излишне вязкими и мутными. Контролируя содержание пектинов, удается существенно повысить выход сока и его качество. Пектиновые вещества, или пектины, представляют собой гетерополисахаридьт, производные галактуроновой кислоты. Они являются. субстратами для ряда ферментов: пектинлиаз, пектатлиаз, полигалактуронидаз или пектинэстераз. действие их заключается в деполимеризации путем расщепления глюкозидных связей лектиноэстеразы атакуют этерифицированные карбоксильные группы.

Генетически-модифицированные продукты. Гигиеническая систематика пищевых добавок.

Возможности генетической инженерии позволяют создавать генетически модифицированные источники пищи.

Растения, животные, микроорганизмы, полученные с помощью генно-инженерной биотехнологии, называются генетически измененными, а продукты их переработки – трансгенными пищевыми продуктами, или генетически модифицированными источниками (ГМИ).

Создание генетически модифицированных источников растительного происхождения, являющихся сырьем для производства пищевых продуктов, связано с возможностью придать сельскохозяйственным растениям новые полезные свойства: повысить пищевую ценность, устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, патогенам и вредителям и т.д. Техника рекомбинантных ДНК (генная инженерия) и ее применение к растениям способствует преодолению барьеров, препятствующих межвидовому скрещиванию. Она позволяет также увеличить генетическое разнообразие культивируемых растений.

Первый ГМИ – устойчивый при хранении томат марки Flavr Savr («Calgene Inc.», США) – появился на продовольственном рынке США в 1994 г. после 10 лет предварительных испытаний. В последующие годы ГМИ, разрешенных для использования в США, Канаде, Японии и странах Европейского союза, стало значительно больше: это кукуруза, картофель, соя, тыква, сахарная свекла, папайя. В 1999 г. в России была зарегистрирована первая генетически модифицированная соя линии 40-3-2 («Monsanto Co», США). На настоящий момент созданы и разрешены для использования в питании человека сотни ГМИ, число которых продолжает увеличиваться.

В результате трансгенной модификации растения становятся устойчивыми к гербицидам, инсектицидам, вирусам, приобретают новые потребительские свойства. При этом уменьшается количество применяемых пестицидов, снижается их остаточное содержание в продукции, сокращается время технологических операций при переработке, уменьшаются потери, повышается качество продукции, экономятся средства и материальные ресурсы.

В США производится более 150 наименований ГМИ. Наиболее распространенной является соя, которая используется при производстве более 3000 пищевых продуктов: супов, детских каш, картофельных чипсов, маргаринов, салатных соусов, рыбных консервов и др. Из ГМИ-хлопка, рапса изготавливают хлопковое и рапсовое масла, из ГМИ-картофеля – картофель фри, из помидоров медленного созревания – кетчуп и др.

Трансгенные продукты, не имеющие отличий в составе и свойствах от традиционных продуктов-аналогов и не содержащие ДНК и белок, разрешено использовать без проведения исследований их безопасности как ГМИ-источников. Их относят к первому классу безопасности и считают безвредными для здоровья потребителей. К таким продуктам относятся: пищевые и ароматические добавки, рафинированные масла, модифицированные крахмалы, мальтодекстрин, сиропы глюкозы, декстрозы и другие.

Важное значение приобретают новые технологии получения трансгенных сельскохозяйственных животных и птицы, направленные на повышение продуктивности и оптимизацию отдельных частей и тканей туши (тушек), что оказывает положительное влияние на качество и физико-химические показатели мяса, его технологичность и промышленную пригодность, особенно в условиях дефицита отечественного мясного сырья.

Возможности генной инженерии позволяют менять структуру и цвет мышечной ткани, ее рН, жесткость, влагоудерживающую способность, степень и характер жирности (мраморность), а также консистенцию, вкусовые и ароматические свойства мяса после технологической переработки. Кроме того, с помощью генной инженерии можно повысить приспосабливаемость животных и птицы к вредным факторам окружающей среды, получить устойчивость к заболеваниям, направленно изменить наследственные признаки.

В нашей стране исследования в области создания трансгенных животных проводятся во Всеросийском институте жиров и во Всеросийском НИИ мясной промышленности.

В области генной инженерии микроорганизмов бόльшая часть исследований направлена на отбор продуцентов ферментов, витаминов, антибиотиков, органических кислот и других полезных веществ.

Известны полученные с помощью генетически измененных бактерий ферменты, которые применяют при выпечке хлеба (мука при этом осветляется, а хлеб становится более пышным). В Германии получены трансгенные пектиназы для производства соков, причем показано, что в готовых соках и винах эти пектиназы отсутствуют.

Во многих странах, например, странах Европейского союза, Австралии, Новой Зеландии и других регистрация продуктов, полученных с помощью таких «нетрадиционных» ферментов, является обязательной.

Лекция 14. Заражение пищевых продуктов микроорганизмами, токсичность продуктов питания и методы борьбы с этими явлениями. Микроорганизмы - вредители производства, пути их проникновения. Отравления, вызываемые пищевыми продуктами, и методы борьбы с инфекциями. Патогенные микроорганизмы. Токсикоинфекция.

Заражение пищевых продуктов микроорганизмами, токсичность продуктов питания и методы борьбы с этими явлениями.

В процессе эволюции сложились определенные отношения между микробами и человеком. Многие микробы, обитающие в организме человека, составляют его нормальную микрофлору. Одни из них создают неблагоприятную среду для развития болезнетворных микробов, другие способствуют процессам пищеварения. Однако некоторые из этих микробов при определенных условий (например, снижение сопротивляемости организма) могут приобретать свойства болезнетворных. Такие микроорганизмы принято относить к условно-патогенным. К патогенным относятся микроорганизмы, которые вызывают инфекционные болезни. Патогенные микроорганизмы характеризуются строгой специфичностью, т. е. каждый возбудитель может вызывать определенное заболевание, например, брюшнотифозная палочка — брюшной тиф, дизентерийная—дизентерию. Инфекционными, или заразными, называются болезни, которые вызываются болезнетворными микроорганизмами.

Характерной биологической особенностью патогенных микробов является способность их вырабатывать токсины и другие вредные вещества, которые оказывают болезнетворное действие на организм. Патогенные мик­робы вырабатывают токсины двух видов: экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины выделяются в окружающую среду при жизни микроорганизмов, а эндотоксины осво­бождаются только после их гибели и разрушения. Многими заразными болезнями болеют только люди, именуются такие инфекции антропонозами (от греч. «антропос» — человек и «нозос» — болезнь). К ним от­носятся, например, дизентерия, брюшной тиф, холера, корь, дифтерия и т. д. Основным источником инфекции в данном случае является больной человек.

Инфекционные заболевания, которыми болеют только животные, принято называть зоонозами (от греч. «зоон» — животное, «нозос» — болезнь). Болезни, которыми болеют человек и животные, обозначают термином «зооантропонозы» (туберкулез, бруцеллез, сибирская язва, ящур, туляремия и др.). Основным источником этих ин­фекций является больное животное.

Процесс распространения инфекции (эпидемический процесс) — это непрерывная цепь последовательно разви­вающихся, взаимосвязанных случаев инфекции, которые возникают в коллективе людей при определенных при­родных и особенно социальных условиях. Элементы внешней среды, посредством которых про­исходит передача микроорганизмов от зараженного ор­ганизма к здоровому, называются факторами передачи инфекции. К ним относятся вода, почва, воздух, пищевые продукты, предметы обихода, аппаратура, оборудование, посуда, а также грызуны, насекомые и др. В зависимо­сти от факторов различают водный, пищевой, воздушно-капельный, почвенный, контактный, трансмиссивный пу­ти передачи инфекционных заболеваний. Наиболее частый путь передачи инфекции, встречаю­щийся почти при всех инфекционных заболеваниях,— это контактный, т. е. передача через соприкосновение. Различают контакт прямой — передачу инфекции при непосредственном соприкосновении кожи и слизистых с источником инфекции и непрямой — через предметы до­машнего и производственного обихода.

Профилактика инфекционных заболеваний представ­ляет комплекс различных мер, среди которых наиболее  важное значение имеют:

·  повышение уровня санитарной культуры населения;

·  проведение государственных мероприятий, направленных на устранение причин, способствующих появле­нию и распространению инфекционных болезней;

·  проведение мероприятий медицинского характера.

Мероприятия по борьбе с инфекционными заболева­ниями подразделяют на профилактические, или преду­предительные, и противоэпидемические, проводимые по поводу уже появившихся заболеваний.

Борьба с путями распространения инфекции заключается в оздоровлении внешней среды, объекты которой могут служить факторами передачи инфекции. Для оз­доровления внешней среды применяются общесанитарные и дезинфекционные меры, направленные на предот­вращение возможности передачи инфекций контактно-бытовым путем через воду, почву, пищевые продукты и другие объекты внешней среды, а также на улучшение всего комплекса бытовых условий для поднятия общей сопротивляемости организма (коллектива).

Среди мероприятий, направленных на разрыв путей передачи инфекции, большую роль играет санитарный контроль своевременной и рациональной очистки насе­ленных пунктов, водоснабжения и канализации, сани­тарного режима на предприятиях общественного пита­ния, в детских учреждениях, на промышленных пред­приятиях и т. д. К этой группе мероприятий относятся дезинфекционные работы в очагах инфекции и на раз­личных объектах.

Дезинфекционные мероприятия направлены непо­средственно на уничтожение инфекционного начала (воз­будителей инфекционных болезней) и по объекту воз­действия подразделяются на:

·  дезинфекцию—уничтожение инфекционного начала;

·  дезинсекцию – уничтожение насекомых – передатчиков инфекции;

·  дератизацию—уничтожение вредных грызунов, являющихся носителями инфекции.

Отравления, вызываемые пищевыми продуктами, и методы борьбы с инфекциями. Патогенные микроорганизмы. Токсикоинфекция.

К острым кишечным инфекциям относятся брюшной тиф, паратифы А и В, дизентерия, холера, инфекционный гепатит и др.Этой группе заболеваний свойственны однотипная локализация возбудителя (кишечник), одинаковые ме­ханизмы и пути заражения (фекально-оральный, кон­тактно-бытовой), сходные кишечные проявления болез­ни (расстройство функции кишечного тракта), а также общие принципы борьбы и профилактики. Источниками инфекции являются только больной человек и бактерионоситель; за исключением паратифа В, источником ко­торого, кроме человека, могут быть некоторые животные (крупный рогатый скот, свиньи, птицы). Особая роль в распространении кишечных инфекций принадлежит пищевому и водному путям, что связано с длительной выживаемостью возбудителей в воде и пище. Сроки выживания возбудителей кишечных инфекций в пищевых продуктах указаны в табл. 1. Как правило, пи­щевые продукты инфицируются возбудителями кишеч­ных инфекций через грязные руки носителей или боль­ных стертыми формами заболевания, наибольшую опас­ность представляют лица, работающие на пищевых предприятиях. Пища может загрязняться через зараженную воду, которой моют пищевые продукты, столо­вую и кухонную посуду

Заражение пищевых продуктов возможно также пу­тем переноса возбудителей кишечных инфекций мухами и грызунами. Большую опасность в передаче инфекции представляют инфицированные пищевые продукты, ко­торые перед употреблением не подвергаются термиче­ской обработке (винегреты, овощи, фрукты, ягоды и др.) или инфицируются после тепловой обработки (молоко, молочные продукты, творог, сметана, различные кули­нарные изделия). Исходя из общих закономерностей распространения инфекционных болезней, современная система борьбы с кишечными инфекциями включает меры, направленные на обезвреживание источника инфекции, разрыв путей распространения ее и повышение невосприимчивости на­селения. В профилактике этих инфекций важнейшими мероприятиями являются:

1.   санитарное благоустройство жилищ, предприятий, упорядочение водоснабжения, удаление и обезврежива­ние нечистот и отбросов;

2.   своевременное выявление на пищевых предприятиях и изоляция бактерионосителей;

3.   строгое соблюдение правил личной гигиены работни­ками этих предприятий, повышение их санитарной куль­туры и грамотности;

4.   соблюдение санитарно-гигиенических требований к со­держанию помещений, оборудования, инвентаря, посуды, тары, систематический контроль эффективности их сани­тарной обработки;

5.   соблюдение установленных гигиенических требований на всех этапах переработки, хранения, реализации пи­щевых продуктов;

6.   систематическая борьба с грызунами и мухами;

7.   проведение профилактических прививок против ки­шечных инфекций по эпидемическим показателям.

Таблица 1

Наименование продуктов	Микробы	Срок выживания (дней)
Овощи и фрукты	Палочка брюшного тифа Паратифозные микробы Холерный вибрион	5 – 10 14 недель и больше  4 – 20
Масло сливочное	Палочка брюшного тифа Холерный вибрион Паратифозные микробы	3 – 5 20 – 30  До 33
Мясо, рыба горячего копчения Сырое мясо и рыба	Палочка брюшного тифа Холерный вибрион Холерный вибрион	50 – 90 2 – 5 2 – 4
Йогурт, кефир, простокваша	Паратифозные микробы	4 – 8
Колбаса, колбасные изделия	Паратифозные микробы Дизентерийная палочка Зонне	2 –8 6 – 7
Ржаной хлеб Корка ржаного хлеба	Паратифозные микробы Дизентерийная палочка Зонне	До 3 2 – 4
Пшеничный хлеб и булочки	Паратифозные микробы	15 – 60
Котлеты мясные	Дизентерийная палочка Зонне	5 – 8
Студень	Дизентерийная палочка Зонне	1 – 1,5 – 2
Паштет	Дизентерийная палочка Зонне	4 – 7 – 8
Сметана	Дизентерийная палочка Зонне	11 – 86
Салат	Дизентерийная палочка Зонне	6
Вишни, яблоки, клубника	Дизентерийная палочка Зонне	3 – 4
Молоко	Дизентерийная палочка Зонне	17
Помидоры	Дизентерийная палочка Зонне	6 – 7, 9 – 10
Мякиш хлеба	Дизентерийная палочка Зонне	16 – 21 3 – 25
Творог из пастеризованного молока	Дизентерийная палочка Зонне	4 – 8
Виноград	Дизентерийная палочка Зонне	1 – 3, 6 – 8
Сыр	Холерный вибрион	Несколько дней

Лекция 15. Микробиологический и санитарно-гигиенический контроль пищевых продуктов. Значение микробиологического и санитарного контроля.

Микробиологический контроль. Санитарный контроль. Общая схема контроля пищевых производств. Дезинфекция. Контроль качества дезинфекции. Общий санитарно-гигиенический контроль.

Микробиологический и санитарно-гигиенический контроль пищевых продуктов. Значение микробиологического и санитарного контроля

Микробиологический контроль заключается в оценке санитарного состояния предприятия на основании определения санитарно-показательных м.о. и м.о.- вредителей производства в сырье, полуфабрикатах, готовой продукции и смывных водах с оборудования. По результатам микробиологического анализа судят о санитарно-гигиеническом благополучии предприятия, соблюдении технологических режимов, причинах и источниках порчи продуктов.

Работы по микробиологическому контролю выполняет микробиолог предприятия, результаты регистрируют в рабочих программах журналах, работы проводят в боксе, оборудованном согласно требованиям.

Пробы для микробиологического анализа отбирают с соблюдением условий, исключающих вторичное обсеменение посторонними м.о. Если нет возможности сразу приступить к анализам, то допускается хранение проб в холодильнике при t от 0 до 5⁰С.

Отобранная проба предназначена для приготовления разведения или непосредственного высева в питательные среды. На анализ отбирают:

а) не менее 1 шт. – от продуктов в потребительской упаковке.

б) до 500 см³ (г) – жидких, сыпучих продуктов.

Количество вскрываемых единиц расфасовки для отбора проб зависит от размеров партии и определяется ГОСТами ТУ на эти продукты.

Партия – это определенный набор продуктов одного вида, изготовленных в один день, на одном предприятии, из одного вида сырья, по одной технологии, в одной упаковке, сохраняемых и транспортируемых в одинаковых условиях и предназначенных для однократной передачи или приемки.

Единица продукции – отдельный экземпляр штучной продукции или определенное количество нештучной продукции.

Проба – определенное количество единиц продукции, отобранное для контроля.

Микробиологические анализы отобранных проб поводят с соблюдением правил асептики следующими методами:

- высев исследуемого образца в питательные среды поверхностным или глубинным способом.

- использование мембранной фильтрации с последующим переносом фильтров на поверхность питательной среды.

- микроскопия

Микробиологический контроль исследуемого производства по стадиям проводится в соответствующих инструкциях. Санитарно-микробиологический контроль оборудования проводят после мойки и дезинфекции, отбор проб – после полного удаления моющих и дезинфицирующих средств.

При определении общего числа м.о. высеивают глубинным способом 1 см³ смывной воды на мясо-пептонный агар, инкубируют при 30 ⁰С в течение 48 часов. При хорошей дезинфекции число м.о. в последних смывных водах должно быть близким к числу м.о. в воде, поступающие на мойки, то есть < 100 в 1 см³.

Для каждой продукции разработаны санитарные нормы или микробиологические нормативы и схемы микробиологического контроля.

Объект контроля	Точка отбора пробы	Контролируемый показатель	Периодичный контроль	Метод анализа	Питательные среды	Объем высеиваемого материала	T 0С инкубации	τ инкуб, час.	Допустимое число м.о. в 1 см3
Вода Дрожжи Питательная среда и т.д.		Общее число м.о. Коли-индекс, Кислотообразующие бактерии, дикие дрожжи и т.п.	1 раз в месяц 4 раза в месяц Каждый раз после стерилизации Ежедневно и т.д

Общая схема контроля пищевых производств. Дезинфекция. Контроль качества дезинфекции. Общий санитарно-гигиенический контроль

В хлебопекарном производстве и при производстве мучных кондитерских изделий в качестве сырья применяют муку, дрожжи сахар, сахаристые вещества, жиры, яйца и яйцепродукты, молоко и молочные продукты, фрукты и ягоды, вкусовые, ароматические и другие вещества. Сырье как растительного, так и животного происхождения содержит большое количество питательных веществ и, таким образом, является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Поэтому на пищевых предприятиях следует уделять большое внимание микробиологическому контролю поступающего на производство сырья, а также соблюдать санитарные требования при его хранении, переработке и транспортировке.

Мука. При размоле в муку попадают все микроорганизмы, находящиеся на поверхности зерна, в результате их жизнедеятельности мука при хранении может подвергаться микробиологической порче. В 1 г муки содержатся сотни тысяч микроорганизмов. Главным образом это бактерии, дрожжи и микроскопические грибы. Некоторые микроорганизмы вызывают болезни зерна, которые, в свою очередь, могут вызвать заболевания человека и животных. Существует допустимая норма содержания вредных грибковых паразитов (спорыньи, головни) и семян ядовитых сорных трав (куколя, горчака), выше которой мука уже не может быть использована в пищевых целях. Так, допускается общее содержание спорыньи, головни, куколя и горчака не более 0,06%. Микробиологическая порча муки происходит при увеличении содержания в ней влаги свыше 15 % в результате непрерывного хранения. Мука прокисает в результате активизации жизнедеятельности молочнокислых бактерий, которые сбраживают сахара муки с образованием кислот. При хранении муки на складах при повышенной относительной влажности воздуха происходит ее плесневение под действием микроскопических грибов. Прогоркание муки является результатом окисления жиров муки кислородом муки влажностью более 20% происходит самосогревание муки, которое сопровождается размножением спорообразующих бактерий, вызывающих тягучую болезнь хлеба. Такая мука в хлебопечении и производстве мучных кондитерских изделий не используется.

Крахмал. Сырой картофельный крахмал является скоропортящимся продуктом, так как имеет высокую влажность (около 50%). При неблагоприятных условиях хранения в крахмале интенсивно размножаются бактерии, что приводит к микробиологической порче крахмала – его закисанию, изменению цвета. Сухой крахмал, имеющий влажность 20%, не подвергается микробиологической порче. Если крахмал хранить при высокой относительной влажности воздуха, то вследствие высокой гигроскопичности (способности поглощать влагу) он может увлажняться; образуются комки, развиваются микроорганизмы и появляются гнилостный запах.

Дрожжи. В хлебопечении используются прессованные, сушеные, жидкие дрожжи и дрожжевое молоко. В прессованных дрожжах могут содержаться посторонние микроорганизмы, присутствие которых нежелательно, так как они снижают качество дрожжей. К ним относятся дикие дрожжи из рода Candida, которые снижают подъемную силу дрожжей, а также гнилостные и другие бактерии, ухудшающие стойкость при хранении. Поваренная соль. Соль может быть обсеменена споровыми формами микроорганизмов. Она имеет низкую влажность, которая меньше той, при которой могут жить микроорганизмы, поэтому соль не подвергается микробиологической порче.

Сахар и сахаристые вещества. Сахар является основным сырьем, входящим в рецептуру мучных кондитерских изделий, а также в сдобные и многие хлебобулочные сорта. Влажность сахара не более 0,15%, поэтому при правильном хранении он не подвергается микробиологической порче. При нарушении санитарных требовании и правил хранения в сахаре могут развиваться дрожжи, споры бактерий и грибов, так как при хранении сахара во влажной среде на поверхности его кристаллов конденсируются влага, в которой растворяется сахара. В образовавшейся пленке сахарного раствора развиваются микроорганизмы, а выделяемые ими кислоты разлагают сахарозу, что резко ухудшает вкус сахара. Микробиологической порче подвергаются иногда патока и мед. Они содержат большое количество сухих веществ, в том числе сахара. Микроорганизмы развиваются в том случае, если в патоку и мед попадает вода. В результате происходит брожение и закисание. Для прекращения брожения патоку и мед рекомендуется нагреть до 75-85^оС.

Молоко и молочные продукты. Молоко и сливки являются благоприятной средой для жизнедеятельности многих микроорганизмов. При неправильном хранении наблюдаются различные виды микробиологической порчи этих продуктов. К микроорганизмам, вызывающим порчу молока, относятся молочнокислые, гнилостные, маслянокислые, слизеобразующие, пигментобразующие бактерии, дрожжи, бактерии кишечной группы.

Молочнокислые бактерии сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты. Избыток молочной кислоты вызывает скисание молока; вкус молока при этом приятный, кисловатый. Маслянокислые бактерии вызывают в молоке брожение, в результате которого молоко скисает и приобретает неприятный, прогорклый вкус и запах. Гнилостные бактерии, развиваясь в молоке, вызывают прогоркание, ухудшают вкус, запах становится неприятный, гнилостный. Слизеобразующие бактерии вызывают тягучесть молока. Пигментобразующие бактерии вызывают окрашивание молоко (покраснение, посинение). Бактерии кишечной группы вызываю свертывание молоко с образованием СО₂. Молоко и молочные продукты могут стать источником пищевых отравлении, если в них попадает золотистый стафилококк. Молоко загрязняется стафилококком при доении коров, особенно когда коровы больны маститом. При размножении стафилококка в молоке не наблюдается признаков порчи. Для предотвращения порчи молока его хранят в холодильнике при температуре не выше 8^оС в течении 20 ч или пастеризуют. Для длительного хранения из молока готовят молочные консервы – это сгущенное молоко без сахара или с сахаром и сухое молоко. Сгущенное молоко без сахара при правильном ведении технологического процесса приготовления и соответствующих условиях может храниться в течение нескольких месяцев. При нарушении этих требовании возникает микробиологическая порча сгущенного молока. В результате жизнедеятельности кислотообразующих бактерии происходит его свертывание, а при развитии гнилостных и маслянокислых - вздутье консервных банок под действием образующихся газов (бомбаж).В сгущенном молоке с сахаром концентрация сухого вещества повышенная. Сахар играет роль консервирующего вещества и препятствует развитию микроорганизмов. В сгущенное молоко микроорганизмы попадают из исходного сырья – молока и сахара. При хранении сгущенное молоко с сахаром иногда подвергается микробиологической порче. Оно может заплесневеть, загустеть в результате развития микрококков. Микроскопические грибы вызывают комкование , дрожжи – бомбаж. Содержание влаги в сухом молоке должно быть не выше 7%, и при правильном хранении оно не подвергается микробиологической порче. Однако при повышении содержания влаги сухое молоко плесневеет. Творог и сметана подвергаются микробиологической порче в результате жизнедеятельности различных микроорганизмов. Так, дрожжи вызывают их брожение, молочнокислые бактерии – прокисание, гнилостные бактерии, ослизнение, горький вкус. Творог и сметану необходимо хранить в холодильнике при температуре 2-4^оС.

Жиры и масла. Сливочное масло и маргарин обсеменены большим количеством различных микроорганизмов. Главным образом это молочнокислые бактерии; встречаются также гнилостные, спорообразующие и флуоресцирующие бактерии, дрожжеподобные грибы. При неправильном хранении они вызывают различные виды порчи масла. Например, при размножении молочнокислых бактерии наблюдается прокисание, гнилостные бактерии придают горький вкус, спорообразующие – рыбные вкус и запах, дрожжеподобные грибы вызывают прогоркание, затхлые вкус и запах, микроскопические грибы – плесневение. Масло, подвергнутое микробиологической порче, в производство не допускается. Хранят масло в холодильнике при температуре 3-8^оС, а при длительном хранении – при температуре минус 8-10^оС. Топленое мало имеет влажность не более 1%, растительное – 0,3%, по этому они не подвергаются микробиологической порче. Но при длительном хранении растительного масла на дне образуется осадок который является хорошей питательной средой для ряда микроорганизмов, продукты жизнедеятельности которых ухудшают качество растительного масла .

Яйца и яйцепродукты. В хлебопекарном производстве и в производстве мучных кондитерских изделии применяют яйца куриные (реже – гусиные и утиные), меланж и яичный порошок. Яйцо является хорошей питательной средой для развития микроорганизмов, так как они имеют повышенную влажность (73%) и содержат много белков, жиров и других веществ. Внутри яйца условно стерильный, и микроорганизмы могут проникать в них только при повреждении скорлупы и оболочки. Скорлупа яиц чаще всего обсеменяются во время сбора, хранения и транспортирования. Заражение может произойти и при формирования яйца в организме птицы, если она больна. В этом случае в яйцах можно обнаружит сальмонеллы, стафилококк , гнилостные бактерии, микроскопические грибы, бактерии кишечной группы и др. Если микроорганизмы находятся на поверхности скорлупы, то при соблюдении условии хранения микрофлора не развиваются. При повышении температуры влажности воздуха микроорганизмы становятся более активным, проникают внутрь яиц, размножаются и вызывают гнилостное разложение. Образующиеся при этом продукты придают яйцу лежалый или тухлый запах. При распаде альбумина выделяется сероводород, придающий яйцу неприятный запах. Утиные и гусиные яйца могут быть заражены сальмонеллами, так как этих микроорганизмов много в кишечнике водоплавающей птицы. Утиные и гусиные яйца являются причиной пищевых отравлении, по этому они проходят тщательную санитарную обработку. Их применяют только для изделии, приготовление которых включает длительную обработку при высокой температуре. Запрещается употребление этих яиц для приготовление кремов и сбивных кондитерских изделии.Меланж – это замороженное смесь яичных белков и желтков. Перед использованием его размораживают и хранят не более 4 ч иначе в нем быстро размножаются микроорганизмы, что приведет к прочее меланжа.

Яичный порошок - это содержимое яйца, высушенные до влажности не более 9%. Хранение в герметичной таре исключает микробиологическую порчу, но при повышенном влажности яичный порошок плесневеет или загнивает. Кофе, какао, орех эти продукты являются хорошей питательной средой для развития микроорганизмов. При длительном хранении в условиях повышенной влажности воздуха наблюдается их плесневение. Для предохранения от микробиологической порчи эти продукты в сухих, хорошо проветриваемых помещениях.

Фрукты и ягоды. Свежие фрукты и ягоды содержат много влаги, сахаров, витаминов, и других веществ, что делает их благоприятный средой для развития многих микроорганизмов микроскопических грибов, дрожжей и бактерий. Во избежании микробиологической пори фрукты и ягоды следует хранит в холодильнике не более 2 суток при температуре 0-2^оС. Для длительного хранения фрукты и ягоды консервируют путем замораживания, сушки а также путем приготовления из них полуфабрикатов (пюре, варенья, повидла, водварок, джема). Фрукты и ягоды замораживают при температуре -10-20^оС. При этом количество микроорганизмов заметно уменьшается. Скорость их отмирания зависит от их вида и степени обсеменности сырья. Особенно устойчивы к низкой температуре споры бактерий clostridium botulinum (Клостридиум ботулинум), кишечная палочка и сальмонеллы. После оттаивания на плодах снова начинают развиваться микроорганизмы – микроскопические грибы и дрожжи.

Сушка – это способ консервирования фруктов и ягод, при котором из продукта удаляется влага. В результате создаются условия, при которых жизнедеятельность различных микроорганизмов подавлена. Но во время высушивания погибают не все микроорганизмы. Долго сохраняют жизнеспособность споры бактерий, микроскопических грибов, дрожжи, а также патогенные микробы кишечной группы. Сушеные фрукты и ягоды хранят при температуре 10^оС и относительно влажность воздуха 65%. Несоблюдение условий хранения, в частности повышение влажности воздуха и увлажнение сушеных фруктов и ягод, ведет к их микробиологической порче. Плодово-ягодные полуфабрикаты изготовляют с добавлением сахара при уваривании, поэтому они устойчивы при хранении. Но в них могут содержаться микроорганизмы, вызывающие порчу. Вредные микроорганизмы попадают из сырья или при нарушении правил хранения, технологии и санитарных правил приготовления. В плодово-ягодных полуфабрикатах могут размножаться дрожжи, вызывающие спиртовые брожение; микроскопические грибы, придающие продуктам неприятный вкус и запах; молочнокислые и уксуснокислые бактерии, под действием которых продукт закисает. Во фруктовые пюре и повидло в качестве консервантов-антисептиков добавляют сернистую или сорбиновую кислоту.