- •ВВЕДЕНИЕ В ПРОФЕССИЮ БИОТЕХНОЛОГА ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- •Оглавление
- •Введение
- •1 Основные определения
- •2 История и формирование биотехнологии
- •3 Пищевая биотехнология и ее становление
- •4. Профессиональная деятельности бакалавра по направлению подготовки «Биотехнология»
- •5 Профессиональное техническое образование в России
- •6 История рыбохозяйственного образования и Калининградского государственного технического университета (1913-2013)
- •7 Пищевая промышленность и ее структура
- •8 Пищевая промышленность и биотехнология в Калининградской области
- •9 Основные направления развития пищевой биотехнологии с использованием микроорганизмов
- •9.1 Биотехнология молочных продуктов
- •9.2 Биотехнология в производстве алкогольных напитков
- •10 Микробная биотехнология
- •11 Перспективные биотехнологические объекты
- •12 Введение в генетическую инженерию
- •13 Биоэнергетика
- •14 Биотехнология иммобилизованных ферментов
- •15 Биотехнология в решении экологических проблем
- •Список использованной литературы
1 ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Рассмотрим определения основных понятий традиционной и современной биотехнологии, включающих генетику, молекулярную биологию, биохимию, эмбриологию, химическую технологию, микробиологию и ряд других дисциплин, а также некоторые определения пищевой биотехнологии.
Хромосома – нитевидная структура клеточного ядра, несущая генетическую информацию в виде генов, которая становится видной при делении клетки. Хромосома состоит из двух длинных полинуклеотидных цепей, образующих молекулу ДНК. Цепи спирально закручены одна вокруг другой. ДНК соединена с белками гистонами. Вдоль всей молекулы ДНК линейно располагаются гены. Хромосомы хорошо окрашиваются основными красителями в процессе деления клетки. В ядре каждой соматической клетки человека содержится 46 хромосом, 23 из которых являются материнскими, а 23 – отцовскими. Каждая хромосома может воспроизводить свою точную копию в промежутках между клеточными делениями, так что каждая новая образующаяся клетка получает полный набор хромосом.
Ген – участок хромосомы (молекулы ДНК), кодирующий структуру одной или нескольких полипептидных цепей, или молекулу РНК, или определенную регуляторную функцию (это определенный набор нуклеиновых кислот, кодирующий, как правило, полипептид).
Геном – совокупность всех генов организма.
Генетическая инженерия – ветвь молекулярной генетики, исследующая возможности и способы создания лабораторным путем (in vitro) генетических структур и наследственно измененных организмов.
Генетически модифицированный источник (ГМИ) пищи – (по СанПиН
2.3.2.1078-01) – это используемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде пищевые продукты (компоненты), полученные из генетически модифицированных организмов.
Генетически модифицированный организм (ГМО) – (по СанПиН
2.3.2.1078-01) – это организм или несколько организмов, любые неклеточные, одноклеточные или многоклеточные образования, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии и содержащие генно-инженерный материал: гены, их фрагменты или комбинацию генов.
Генотип – конкретный набор генов особи.
Амплификация – образование дополнительных копий хромосомных последовательностей ДНК.
Клон – большое число клеток или молекул, идентичных одной родоначальной клетке или молекуле.
Плазмиды – кольцевые молекулы ДНК, способные стабильно существовать в автономном, не связанном с хромосомами, состоянии (минихромосомы), имеющие в своем составе, как правило, ген устойчивости к антибиотикам.
9
Промотор – специфическая последовательность в ДНК, необходимая для инициации транскрипции РНК-полимеразой.
Ре(ду)пликация ДНК – самоудвоение молекулы ДНК путем образования ее копии при помощи набора ферментов (ДНК-полимераза, лигаз и др.).
Рекомбинация – изменение положения генов в хромосомах. Рекомбинантный ген – ген, состоящий из компонентов различных генов. Трансгенез – перенос генов в клетки и организмы многоклеточных орга-
низмов.
Транскрипция – матричный синтез РНК на ДНК, осуществляемый ферментами РНК-полимеразами.
Экспрессия гена – проявление генетической информации, записанной в гене, в форме РНК, белка и фенотипического признака.
Биологически активное вещество (БАВ) – это вещество, которое биоло-
гически необходимо человеку для нормальной жизнедеятельности, участвуя в ключевых биологических процессах его организма (дыхании, кроветворении и т.д.). Это – белки, липиды, углеводы, минеральные вещества, витамины, пищевые волокна, биофлавоноиды, органические кислоты, алкалоиды, эфирные масла и др.
Биологически активная добавка (БАД) к пище (по МУК 2.3.2.721-98) – это композиции натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона отдельными пищевыми или биологически активными веществами и их комплексами.
Нутрицевтики (по МУК 2.3.2.721-98) – это БАВы к пище, применяемые для коррекции состава пищи человека (дополнительные источники нутриентов первой необходимости: белка, аминокислот, жиров, углеводов, витаминов, пищевых волокон). Нутрицевтики (согласно СанПиН 2.3.2.1078-01) включают: белки, производные белков (животного, растительного, микробного и иного происхождения): изоляты, концентраты, гидролизаты белков; аминокислоты и их производные; жиры, жироподобные вещества и их производные (растительные масла, жиры рыб и морских животных, индивидуальные полиненасыщенные жирные кислоты, стерины из пищевого сырья, среднецепочечные триглицериды, фосфолипиды и их предшественники, включая лецитин, кефалин, холин, этаноламин); витамины, витаминоподобные вещества и коферменты; минеральные вещества (макро- и микроэлементы).
Парафармацевтики (минорные компоненты пищи) (по МУК 2.3.2.721-98)
– это БАВы, применяемые для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки в физиологических границах функциональной активности органов и систем (источники нутриентов фармакологического действия – биофлавоноиды, эфирные масла, органические кислоты и др.). Парафармацевтики (по СанПиН 2.3.2.1078-01) включают: ферменты (растительного происхождения или полученные биотехнологическими методами на основе микробного синтеза); полифенольные соединения, в том числе с выраженным антиоксидантным действием – биофлавоноиды, антоцианиды, катехины и др.; естественные метаболиты:
10
янтарная кислота, альфа-кетокислоты, убихинон, лимонная, фумаровая, яблочная и винная кислоты, орнитин, цитрулин, креатин, бетаин, глутатион, таурин, индолы, изотиоцианаты, октакозанол, хлорофилл, терпеноиды, иридоиды, резвератрол, стевиозиды.
Эубиотики (пробиотики) (по МУК 2.3.2.721-98) – это БАД к пище, в с о-
став которых входят живые организмы и (или) их метаболиты, оказывающие нормализующее воздействие на состав и биологическую активность микрофлоры пищеварительного тракта.
Пребиотики (по СанПиН 2.3.2.1078-01) – это вещества, стимулирующие работу микроорганизмов или синтез биологически активных веществ, входящих в состав пробиотиков; к ним относятся, прежде всего, пищевые волокна: целлюлоза, пектин, полисахариды морских растений и ракообразных, различные классы олиго- и полисахаридов (фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды природного происхождения, микробного синтеза и др.).
Пробиотики (в монокультурах и в ассоциациях) (по СанПиН 2.3.2.107801) включают: бифидобактерии, в том числе видов infantis, bifidum, longum, breve, adolescentis; Lactobacillus, в том числе видов acidophilus, fermentil, casei, planturum, bulgaricus и др.; Lactococcus; Streptococcus thermophilus;
Propionibacterium и др.
Синбиотик (по ГОСТ Р 52349-2005) – физиологически функциональный пищевой ингредиент, представляющий собой комбинацию пробиотиков и пребиотиков, в которой они оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции и процессы обмена веществ в организме человека.
К биологически активным веществам относятся (по СанПиН 2.3.2.107801): иммунные белки и ферменты, гликопептиды, лизоцим, лактоферрин, лактопероксидаза, бактериоцины молочно-кислых организмов, за исключением препаратов из тканей и жидкостей человека; растения (пищевые и лекарственные), продукты моря, рек, озер, пресмыкающиеся, членистоногие, минералоорганические или минеральные природные субстанции (в сухом, порошкообразном, таблетированном, капсулированном виде, в виде водных, спиртовых, жировых сухих и жидких экстрактов, настоев, сиропов, концентратов, бальзамов): мумие, спирулина, хлорелла, дрожжи инактивированные и их гидролизаты, цеолиты и др.; продукты пчеловодства: маточное молочко, прополис, воск, цветочная пыльца, перга.
Функциональный пищевой продукт (по ГОСТ Р 52349-2005) – пищевой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.
Обогащенные пищевой продукт (по ГОСТ Р 52349-2005) – функциональ-
ный пищевой продукт, получаемый добавлением одного или нескольких физиологически функциональных пищевых ингредиентов к традиционным пище-
11
вым продуктам с целью предотвращения возникновения или исправления имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ.
Физиологически функциональный пищевой ингредиент (по ГОСТ Р 523492005) – вещество или комплекс веществ, а также живые организмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 до 50% от суточной физиологической потребности.
Ксенобиотики – вредные вещества пищевого продукта химического происхождения (тяжелые металлы, пестициды, ПАУ).
Биологическая ценность пищевого продукта – сбалансированность про-
дукта по биологически активным веществам – нутрицевтикам (аминокислотам, жирным кислотам, витаминам и др.).
Пищевая ценность продукта – это совокупность полезных свойств пищевого продукта, определяемых его органолептической привлекательностью, биологической ценностью, калорийностью и безопасностью.
Пищевая биотехнология – это сфера биотехнологии, относящаяся к переработке биологического сырья на пищевые продукты. К продуктам пищевой биотехнологии относятся: обогащенные, функциональные, комбинированные и другие пищевые изделия из сырья растительного и животного происхождения; продукты микробиологического синтеза (антибиотики, ферменты, гормоны, аминокислоты, витамины и др.), используемые в пищевых технологиях; БАВы, БАДы и биологически активные композиции, обладающие биологическим эффектом.
Вопросы для самопроверки:
1)Что включает в себя понятие «пищевая биотехнология»?
2)Что такое генная инженерия?
3)Что представляют собой генетически модифицированные источники (ГМИ) и организмы (ГМО)?
4)Какие вещества относятся к биологически активным?
5)Каковы функции минорных компонентов пищи в организме человека? Приведите примеры этих веществ.
6)Дайте определения пребиотиков, пробиотиков и синбиотиков.
7)Что такое биологическая и пищевая ценность продукта?
12
