Лекція 6. МІКРОБІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

1. Основні вимоги до мікроорганізмів харчових технологій

2. Будова і хімічний склад дріжджової клітини.

3. Особливості живлення та розмноження мікроорганізмів.

Головною ланкою біотехнологічного процесу, що визначає його суть, є жива клітина або її складові частини (ферменти). У ній синтезується цільовий продукт або накопичується біомаса. Клітина - це мініатюрний хімічний завод, який працює з колосальною продуктивністю і погодженістю. Мікроорганізми, що використовуються в біотехнологічних виробництвах, належать до різних таксономічних груп (бактерії, дріжджі, аскоміцети, міксоміцети та інші) і суттєво відрізняються одна від одної за морфологією, розмірами клітини, відношенням до кисню, вимогами до ростових факторів, здатністю асимілювати різні компоненти субстрату та за іншими показниками.

З більш як 100000 відомих видів мікроорганізмів в промисловості використовують відносно небагато - близько 100 видів, до яких належить декілька тисяч штамів.

Все більший інтерес викликають анаеробні мікроорганізми, оскільки при їх культивуванні не потрібно використовувати коштовне та енергоємне аеруюче обладнання.

В промисловості використовують основні 3 групи мікроорганізмів:

мікроорганізмів:

1) природні штами, властивості яких покращені природним або штучним відбором;

2) штами, властивості яких змінені, внаслідок мутацій, що були зумовлені природними або штучно створеними умовами;

3) штами, які отримані методами генної або клітинної інженерії.

Світ мікроорганізмів великий і різноманітний. їх загальна властивість - малі розміри, завдяки чому їх можливо бачити тільки завдяки мікроскопу. На наш час відомо біля 100 тис. різних видів мікроорганізмів, які залежно від клітинної організації ділять на прокаріоти - клітини, які не мають відокремленого ядра, та еукаріоти - клітини, в яких ядро відокремлено від цитоплазми оболонкою.

До прокаріотів належать бактерії, актиноміцети, спірохети, а до еукаріотів - дріжджі, мікроміцети, водорість і простіші.

Рослинні та тваринні організми складаються з еукаріотних клітин. Більшість мікроорганізмів одноклітинні і лише деякі мають багатоклітинну будову.

Віруси і фаги, на відміну від звичайних мікроорганізмів не мають клітинної структури і їх можливо побачити лише за допомогою електронного мікроскопа.

В технології харчових виробництв найбільше значення мають дріжджі, бактерії, актиноміцети і мікроміцети.

Бактерії - це одноклітинні організми, які оточені щільною оболонкою і розмножуються шляхом прямого поділу.

Розмножуються прямим поперековим поділом клітини на дві частини. Швидкість поділу від 10-15 хв. до 5-10 год.

Актиноміцети (променеві гриби) - це одноклітинні мікроорганізми, які складаються з тонких ниток, що в’ються, — гіфів. Сплетіння гіфів утворює міцелій. За морфологічними ознаками вони близькі до бактерій і міцеліальних грибів. Відсутність диференційованого ядра наближає актиноміцети до бактерій.

Міцеліальні гриби (мікроміцети) об’єднують велику групу еукаріотних організмів. За своєю будовою вони діляться на простіші і міцеліальні. Простіші складаються з одної клітини без оболонки. Міцеліальні мають тонкі замкнуті трубочки, що в’ються, - гіфи, які утворюють міцелій або грибницю.

Характеризуються властивістю необмеженого росту, внаслідок чого набувають макроскопічних розмірів і їх можна побачити неозброєним оком. Ріст проходить за рахунок кінців гіфів.

Дріжджі розглядають як групу вищих грибів, що переважно вегетують в одноклітинній формі та розмножуються брунькуванням або поділом. До грибів дріжджі зараховують на основі характерних ознак: наявності відокремленого ядра, відсутності фотосинтезувальних пігментів і рухомості; наявності глікогену як запасної речовини. У більшості дріжджів клітини безбарвні, деякі синтезують червоний, оранжевий або жовтий пігменти.

Дріжджі відрізняються за формою вегетативних клітин, статевих спор і за культуральними ознаками. Форма клітини - кругла, овальна, еліпсовидна.

Дуже поширені в природі. Зустрічаються в повітрі, плодах, фруктах, воді, землі. Найбільш вірогідно, що дріжджі були першими мікроорганізмами, які людина почала застосовувати для своїх цілей. Так, різні штами дріжджів виду Saccharomyces cerevisiae вона з давніх-давен використовувала для виробництва пива, вина, спирту, хліба.