Основы биотехнологии хлебопекарного производства?

Приготовление хлеба является сложным производством, состоящим из последовательных этапов, в ходе которых происходят микробиологические, биохимические, коллоидные и физико-химические процессы, протекающие в полуфабрикатах,которых определяется свойствами основного (мука, дрожжи) и дополнительного сырья.

Мука - продукт питания, получаемый в результате перемалывания зёрен различных культур. Основную массу муки вырабатывают из пшеницы. Основную массу зерна пшеницы составляют углеводы. Они играют большую энергетическую роль в питании человека. В зерне пшеницы углеводы в основном представлены крахмалом, который составляет в зерне пшеницы в среднем 54 %, при колебаниях от 48 до 63 %. Сорт муки является основным качественным показателем всех ее видов и типов.

Дрожжи - это одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевые клетки имеют шаровидную или овальную форму и содержат 75 % влаги.  Хлебопекарные дрожжи делятся на несколько видов: Сухие, прессованные, жидкие. 

Сухие дрожжи. Вследствие низкой влажности сушеные дрожжи в отличие от прессованных могут долго сохраняться без порчи. Качество сухих дрожжей зависит от исходного качества прессованных, от режима сушки и режима хранения.

Прессованные дрожжи (свежие) - представляют собой скопление дрожжевых клеток, выделенных из культуральной среды, промытых и спрессованных. Питательной средой для выращивания дрожжей служит разбавленная меласса. 

Жидкие дрожжи употребляют преимущественно в промышленных масштабах.

Перечислите основные источники получения ферментов растительного и животного происхождения.

Для получения ферментных препаратов пригодны только некоторые растения или отдельные органы растений и животных, способные накапливать значительное количество ферментов.

Из ферментов растительного происхождения наиболее широко в пищевой промышленности используют амилазы и папаин. Источником ферментов могут быть пророщенные зерна различных злаков. Условно ферментным препаратом можно считать и ячменный солод, в котором содержится до 1 % амилаз.

Растительная протеаза – папаин – содержится в плодах дынного дерева. Только в США ежегодно расходуют около 1 т папаина для обработки (размягчения) мяса. Папаин, а также протеазы фицин и бромелаин при контакте с мясом в течение 2 ч при комнатной температуре расщепляют белки соединительной ткани – коллаген и эластин.

Из растительного сырья получают также фосфатазы, пероксидазы, уреазы, гемицеллюлазы и другие ферменты.

Органы и ткани животных (поджелудочная железа, слизистые оболочки желудков и тонких кишок свиней и т.п.), содержащие ферменты, на мясоперерабатывающих комбинатах консервируют и используют для получения ферментов. Из слизистой желудка свиней и крупного рогатого скота получают препарат пепсина. Из поджелудочной железы свиней получают панкреатин, смеси трипсина, химотрипсина, липаз и амилаз. Пепсин, трипсин и химотрипсин применяют для размягчения мяса, однако бόльший эффект получен при обработке мяса панкреатином. Из желудка (сычуга) молодых телят выделяют сычужный фермент (реннин), широко используемый в сыроделии. Сычужный фермент осуществляет процесс превращения жидкого молока в гель (сгусток), а кроме того участвует в протеолизе, происходящем в сыре при созревании.

Перечислите основные стадии биотехнологической схемы получения продуктов микробного синтеза?

Существует 5 стадий биотехнологического производства.

Две начальные стадии включают подготовку сырья и биологически действующего начала. В процессах инженерной энзимологии они обычно состоят из приготовления раствора субстрата с заданными свойствами (рН, температура, концентрация) и подготовки партии ферментного препарата данного типа, ферментного или иммобилизованного. При осуществлении микробиологического синтеза необходимы стадии приготовления питательной среды и поддержания чистой культуры, которая могла бы постоянно или по мере необходимости использоваться в процессе. 

Третья стадия - стадия ферментации, на которой происходит образование целевого продукта. На этой стадии идет микробиологическое превращение компонентов питательной среды сначала в биомассу, затем, если это необходимо, в целевой метаболит.

На четвертом этапе из культуральной жидкости выделяют и очищают целевые продукты. Для промышленных микробиологических процессов характерно, как правило, образование очень разбавленных растворов и суспензий, содержащих, помимо целевого, большое количество других веществ. При этом приходится разделять смеси веществ очень близкой природы, находящихся в растворе в сравнимых концентрациях, весьма лабильных, легко подвергающихся термической деструкции.

Заключительная стадия биотехнологического производства - приготовление товарных форм продуктов. Общим свойством большинства продуктов микробиологического синтеза является их недостаточная стойкость к хранению, поскольку они склонны к разложению и в таком виде представляют прекрасную среду для развития посторонней микрофлоры. Это заставляет технологов принимать специальные меры для повышения сохранности препаратов промышленной биотехнологии. Кроме того, препараты для медицинских целей требуют специальных решений на стадии расфасовки и укупорки, так должны быть стерильными. Далее приводится характеристики каждой из стадий промышленного микробиологического синтеза.