5.2. Получение белковых пищевых продуктов

Пищевые белковые продукты (изоляты, смеси аминокислот и низкомолеклярных белковых продуктов), содержащие белковые вещества в высоких концентрациях, получают из биомассы микроорганизмов с применением ферментативной обработки и химического разделения ферментолизатов. В качестве продуцентов микробного белка используют культуры дрожжей (родов Candida, Endomycopsis), несовершенных грибов (Penicillium, Trichoderma) и базидиомицетов.

Применение необработанной биомассы дрожжей для пищевых целей ограничено высоким содержанием нуклеиновых кислот (6-12%). В биомассе некоторых видов дрожжей находят α-линоленовую кислоту в количестве 11-28% от суммы жирных кислот. В организме животных α-линоленовая кислота конкурентно ингибирует метаболизм γ-линоленовой кислоты – предшественника арахидоновой кислоты, участвующей в регуляции ряда физиологических функций.

В мицелии несовершенных грибов уровень содержания сырого протеина достигает 55-57%, в мицелии базидиомицетов 42,5-48,5% сырого протеина. Грибной белок хорошо усваивается. Так степень усвояемости белка Fusarium culmorum составляет 84%, а биологическая ценность по отношению к казеину – 50-70%.

Грибной белок имеет хорошие структурные свойства, что важно при использовании в пищевых продуктах, кулинарных изделиях. Белковые концентраты из биомассы несовершенных грибов имеют высокую жироудерживающую способность – около 400%, и могут давать при соединении с жирами однородные продукты. Водоудерживающая способность белковых концентратов в отсутствие солей составляет около 100%, она возрастает до 200-223% при увеличении ионной силы до 0,3-1 (ионная сила 0,3 соответствует 0,3М поваренной соли, или концентрации ее раствора 1,75%).

Биомасса грибов привлекает внимание не только как источник белка. Липидная фракция грибов (содержание липидов в биомассе грибах-продуцентов белка не более 6%) богата полиненасыщенными жирными кислотами. По структуре грибные триглицериды сходны с растительными, так как имеют ненасыщенную жирную кислоту. Наиболее благоприятный жирнокислотный состав у представителей класса фикомицетов, которые синтезируют полиненасыщенные жирные кислоты по γ-линоленовому типу.

5.3. Типы энергетического обмена у микроорганизмов

Для развития, роста и размножения микроорганизмов необходима энергия. Способы добывания энергии у микроорганизмов различны. Большинство из них живут за счет энергии, высвобождающейся при окислении различных соединений кислородом.

Микроорганизмы, использующие энергию только за счет окисления кислородом, называются облигатными аэробами. Но есть микроорганизмы, которые получают энергию без участия кислорода воздуха за счет сопряженного окисления-восстановления неорганических и органических соединений, находящихся в субстрате. Такие микроорганизмы называются облигатными анаэробными. Кислород подавляет их развитие.

Существуют также промежуточные формы микроорганизмов: факультативные аэробы и анаэробы.

Микроорганизмы, обладающие лабильным обменом веществ, т.е. живущие за счет окисления кислородом воздуха и сопряженных окислительно-восстановительных реакциях без участия кислорода воздуха, называются факультативными аэробами. При недостатке кислорода они могут переходить на анаэробный способ существования.

Микроорганизмы, которые могут жить как при доступе воздуха, так и без него, называют факультативными анаэробами. Они живут только за счет сопряженного окисления-восстановления различных соединений, без вовлечения кислорода. Кислород для них не ядовит или слабоядовит. Известны факультативные анаэробы (например, дрожжи), способные в зависимости от условий развития переключаться с анаэробного на аэробный тип получения энергии.

Анаэробные микроорганизмы, к которым относятся многие бактерии и некоторые дрожжи, получают энергию для жизнедеятельности в процессе брожения. Этот энергетический процесс протекает путем сопряженного окисления-восстановления без участия в нем кислорода воздуха.

Акцептором водорода, отщепляемого от окисляемого органического соединения, взамен молекулярного кислорода служат промежуточные продукты распада того же органического вещества. Примером такого типа получения энергии служит спиртовое брожение, осуществляемое многими дрожжами в анаэробных условиях:

С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 118кДж.

Молочнокислые бактерии, являясь факультативными анаэробами, осуществляют молочнокислое брожение без участия кислорода, которое заключается в превращении молекулы глюкозы в две молекулы молочной кислоты с выделением энергии:

С₆Н₁₂О₆ = 2СН₃СНОНСООН + 75 кДж.

Примером облигатных анаэробов служат маслянокислые бактерии, которые получают энергию в процессе маслянокислого брожения:

С₆Н₁₂О₆ = С₃Н₇СООН + 2СО₂ + 2Н₂ + Q.