16.Общая характеристика дрожжей.

Дрожжи широко используются в пищевой промышленности для производства спирта (в том числе технического), хлебопродуктов, алкогольных (пива, вина, шампанского) и безалкогольных (кваса) напитков, в молочной промышленности (сливки, сыры и др.).

Штаммы Saccharomyces cerevisiae делят на расы низового и верхового брожения. К первым относятся большинство винных и пивных дрожжей, к расам верхнего - спиртовые, хлебопекарные и некоторые пивные.

Дрожжи низового брожения функционируют в про-ве при температуре 6-10⁰С, вплоть до 0⁰С. Верхового брожения 14-25⁰С. В конце брожения низовые оседают на дно, образуя осадок, а верховые всплывают на поверхность, образуя шапку, которая держится на поверхности за счет выделяющегося СО₂, т.к. клетки этих дрожжей после почкования остаются соединенными в небольшие цепочки.

По поведению в бродящей среде дрожжи делят на хлопьевидные и пылевидные. Хлопьевидные дрожжи в конце брожения слипаются в комки – флокулы и, либо оседают на дно, либо всплывают на поверхность. Пылевидные дрожжи в течение всего процесса брожения находятся во взвешенном состоянии во всем объеме питательной среды. Флоккулировать могут дрожжи как низового, так и верхового брожения. Клетки хлопьевидных дрожжей крупнее и тяжелее, чем пылевидных. Пылевидные легче подвержены автолизу, дают меньший прирост биомассы, но имеют более высокую бродильную активность (полнее сбраживают сусло, образуя больше диацетила и высших спиртов). Хлопьевидные - лучше создают аромат напитков. Способность дрожжей к хлопьеобразованию это нестойкий признак, который может утрачиваться в определенных условиях.

Используют чистые культуры дрожжей, специально селекционированные с заданными свойствами. Селекционные работы направлены на получение дрожжей, наиболее полно сбраживающих все сахара, а не только гексозы и другие органические вещества. Создают гибридные дрожжи, которые на мелассном сусле на 2/3 сбраживают раффинозу.

17 Дрожжи в производстве этилового спирта, хлебопродуктов, пива, вин, хлебного кваса и в молочной промышленности.

Разные расы дрожжей используются при производстве. Все они относятся к Saccharomyces cerevisiae, и имеют номер. На крахмалосодержащем сырье раса №12 хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, в среде выдерживает до 10-11% (об.) спирта, относится к верхнебродящим, хорошо распространяется во всем объеме затора. Пылевидные, не образуют хлопьев. Оптимальная температура ее развития 30-38⁰С, Во время брожения необходимо поддерживать рН=3,8-4,0. На мелассном сырье используют расу «Я», если производят еще и хлебопекарные дрожжи, и расу «В». Эти дрожжи хорошо сбраживают сахарозу, глюкозу, фруктозу, на 1/3 раффинозу. При получении спирта на свеклосахарной и тростниковой мелассе используют расу V 30. Она сбраживает раффинозу на 2/3, обладает высокой генеративной способностью и позволяет получать более качественные хлебопекарные дрожжи после производства спирта.

При производстве технического спирта на гидролизатах древесины используют некоторые расы Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces (они более полно сбраживают галактозу, чем сахарамицеты, поэтому дают более высокий выход спирта). Брожение проводится по непрерывно поточной схеме, при высокой концентрации биомассы (25 г/л).. Зрелая бражка после брожения содержит 1-1,5% этилового спирта и побочные продукты брожения, а также несброженные сахара и другие органических веществ. Селекционеры вывели дрожжи способные сбраживать ксилозу до спирта. К ним относятся Pachysolen tannophilus и Candida shehatae

Важнейшую роль в брожении теста играют дрожжи и молочнокислые бактерии, для которых есть все необходимые условия: влажность (40-50%), незначительное содержание молекулярного О₂ и наличие питательных в-в. Для получения хлебопекарных дрожжей используют быстрорастущие расы Saccharomyces cerevisiaе верхового брожения. Они должны иметь крупные клетки, хорошо сбраживать сахара, быть солеустойчивыми и устойчивыми к вредным примесям мелассы, обладать высокой подъемной силой и мальтазной активностью.

При приготовлении теста из пшеничной муки применяют хлебопекарные прессованные дрожжи Влажность их 75 %, поэтому они не могут храниться длительное время. Применяют сухие дрожжи, которые готовят высушиванием прессованных до влажности 7 - 10%. Для приготовления пшеничного и ржаного теста используют закваски, состоящие из чистых культур гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий и дрожжей При использовании жидкие закваски в тесте протекает не только спиртовое, но и активное молочнокислое брожение. Жидкие дрожжи - полуфабрикат, в котором (в отличие от жидкой закваски) основным компонентом, ведущим брожение в тесте, являются микроорганизмы. На закисшем заторе при в другой емкости культивируют дрожжи, используемые для разрыхления теста. Неосмофильные и осмофильные виды дрожжей могут вызывать порчу хлебопекарных изделий.

ПИВО. Пиво - слабоалкогольный напиток - получают путем сбраживания охмеленного сусла специальными расами дрожжей.

Пивные дрожжи обладают высокой флокуляционной способностью, медленно и полно оседают при осветлении молодого пива в конце главного брожения и готового - в конце дображивания, активно сбраживают глюкозу и фруктозу, медленнее - мальтозу и еще медленнее - трисахарид мальтотриозу. Декстрины не сбраживаются и играют важную роль в создании полноты и вкуса пива. Дрожжи в незначительном кол-ве накапливают высшие спирты, диацетил и сернистые соединения, обеспечивают насыщенность пива углекислотой. В пивоваренной промышленности применяют главным образом дрожжи S.сerevisiae низового брожения (наиболее широко используют расы 776, 41).

При производстве пива могут развиваться посторонние виды дрожжей. Они ухудшают процесс брожения и осветления пива, вызывают помутнение, придают посторонний вкус и запах. Описано около 30 видов «диких дрожжей», инфицирующих пиво. Но, они в большинстве случаев являются мутантами культурных дрожжей.

ВИНОГРАДНОЕ ВИНО - напиток, получаемый в результате спиртового брожения сока винограда (с мезгой или без нее). Процесс брожения проводят на чистых культурах S.cerevisiae. Большое кол-во качественных рас дрожжей, позволяет быстрее и полнее сбраживать и лучше осветлять сусло, улучшать вкус и аромат. Посторонние виды дрожжей, развиваясь в вине, могут вызвать его болезни (помутнение, образование пленки, порчу вкуса).

В условиях шампанского производства жизнедеятельность дрожжей проходит «на пределе их физиологичских возможностей». Шампанские расы Sacch. cerevisiae должны быть активны в жестких условиях производства и образовывать ценные продукты метаболизма, обусловливающие высокое качество напитка. Расы, используемые в бутылочной шампанизации, должны образовывать зернистый или уплотняющийся комками, легко спускающийся на пробку и не прилипающий к стеклу осадок; для шампанизации в непрерывном потоке применяют дрожжи с пылевидной структурой осадка.

ХЛЕБНЫЙ КВАС Для сбраживания квасного сусла применяют смешанные культуры дрожжей Sacch.cerevisiae и молочнокислых бактерий. Закваску из дрожжей и молочнокислых бактерий предварительно раздельно размножают на стерильном квасном сусле и затем переводят в чан, заполненный пастеризованным суслом с сахарным сиропом. Вначале в чан задают только разводку молочнокислых бактерий, а позже разводку дрожжей. В процессе брожения в квасе накапливается до 0,5 % спирта. Квас охлаждают, снимают с осадка, купажируют сахарным сиропом и на розлив. В готовом квасе при хранении кол-во спирта не должно превышать 1,2 об. %. Помутнение и прокисание кваса могут вызвать различные виды микроорганизмов. Дрожжи Candida krusei, Candida quilliermondii окисляют спирт, способствуют накапливанию органических кислот, образуют неприятный привкус. В порче кваса могут принимать участие также уксуснокислые бактерии.

Дрожжи - неизменные обитатели молока и молочных продуктов. Свежевыдоенное молоко не содержит дрожжей, они появляются уже через несколько часов (до 13% и более от общего числа микроорганизмов); в молоке представлены видами Candida (до 90%), а также Pichia и Rhodotorula, в небольшом кол-ве сахаромицетами.

Дрожжи - необходимые компоненты заквасок, используемых для получения кефира, кумыса, курунги и других национальных напитков. Особенно важны дрожжи, сбраживающие лактозу с образованием спирта (Кluyveromyces lactis и Candida pseudotropicalis).

Спиртовое брожение лежит в основе получения ацидофильно-дрожжевого молока и напитков из сыворотки. С этой целью используют как лактозосбраживающие виды дрожжей, так и виды, не способные использовать этот сахар, например Saccharomyces cerevisiaеПри созревании сыров одни виды дрожжей стимулируют молочное брожение, способствуют усилению протеолиза белков и увеличению содержания карбонильных соединений, влияющих на вкусовые качества сыра. Другие виды вызывают вспучивание сыров, появление вкусовых дефектов и цветных пятен.

Дрожжи могут вызывать ухудшение качества и порчу кисломолочных продуктов, сгущенного молока, маргарина, майонеза.

18.Общая характеристика молочнокислых бактерий. Условия работы и питательные потребности молочнокислых бактерий. Сбраживание углеводов молочнокислыми бактериями. Выделение и хранение молочнокислых бактерий. Распространение в природе и взаимоотношения молочнокислых бактерий с другими микроорганизмами.

Основное свойство молочнокислых бактерий – способность существовать за счет брожения, накапливая при этом в качестве главного продукта молочную кислоту. Бактерии неподвижны, не образуют спор, положительно окрашиваются по Грамму, не восстанавливают нитраты в нитриты, не образуют пигментов, обладают небольшой протеолитической активностью.. Молочнокислые(молочнокис.) бактерии делят на две группы - гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферм-ые в результате брожения образуют молочную кислоту и ничтожные кол-ва других продуктов (летучих кислот, этилового спирта и СО₂). Гетероферм-ые, помимо молоч. кислоты, образуют углекислый газ, уксусную кислоту и (или) этиловый спирт, используя на это до 50% сбраживаемых гексоз. Молочно-кислые бактерии имеют 4 рода:

1)Род Lactobacillus - палочковидные бактерии от коротких коккообразных до длинных нитевидных. Род подразделяется на три подрода: Streptobacterium, Betabacterium, Thermobacterium, которые различаются рядом признаков. 2)Род Leuconostoc - гетероферм-ые кокковидные бактерии, которые бывают овальными или яйцевидными. Род включает виды Leuc. сremoris, Leuc. lactis. 3)К роду Pediococcus относят гомоферм-ые кокковидные бактерии. Деление их клеток происходит в двух плоскостях, в результате чего часто образуются тетрады или гроздья. Род включает виды Р. аcidilactici, P. Damnosus. 4)Род Streptococcus объединяет гомоферм-ые бактерии сферической или овальной формы, делящиеся в одной плоскости и располагающиеся парами или цепочками. Стрептококки разделяют на фекальные, молочные, оральные и пиогенные.

УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ПИТАТЕЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ. Многие виды молочнокис. бактерий растут не только в анаэробных условиях, но и при доступе молекулярного кислорода - относят к категории аэротолерантных анаэробов. Характерное сво-во молочнокис. бактерий - высокая спиртоустойчивость:, многие растут при рН от 5,5 до 8,8, некоторые при рН 2,9. Для многих видов оптимальная температура 30-40°С, но имеются термофилы, растущие при 50°С и выше. Некоторые молочнокис. бактерии способны расти при 3 С. Из соединений углерода могут использовать незначительное количество в-в (моно- и дисахариды, органические кислоты). Молочнокис. бактерии нуждаются в сложных органических соединениях азота. Они растут на средах с подобранными смесями аминок-т, ферментативными или кислотными гидролизатами белков - мяса, казеина, различных сортов муки.. Некоторые молочнокис. бактерии (стрептококки) могут расти на средах, содержащих аммонийные соли в качестве един-ых источников азота.

Больш-ву молочнокис. бактерий необходимы витамины (рибофлавин, тиамин, пантотеновая, фолиевая кислоты, пиридоксаль и др.), чем объясняется влияние на рост бактерий добавок к средам растительных экстрактов (картофель, кукуруза и др.), дрожжевого автолизата и других витаминсодержащих соединений. Рост молочнокис. бактерий стимулируют и жирные кислоты (уксусная, олеиновая), а также лимонная кислота.

БРОЖЕНИЕ УГЛЕВОДОВ. Гомоферм-ые молочнокис. бактерии сбраживают глюкозу по ЭМП..Кроме глюкозы молочнокис. бактерии сбраживают и другие сахара, многие гомо- и гетероферм-ые виды используют пентозы, иногда активнее, чем глюкозу с образованием молочной и уксусной кислот.

Гетероферм-ые молочнокислые бактерии сбраживают фруктозу до маннита. Продукты сбраживания фруктозы - лактат, ацетат, маннит и углекислый газ.

Гомоферм-ые и гетероферм-ые молочнокислые бактерии сбраживают лимонную кислоту

Для выделения молочнокис. бактерий используют среды, обеспеч-ие в должной мере их питательные потребности и угнетающие рост посторонних микроорганизмов, что достигается применением различных в-в, например азида натрия, уксусной кислоты, этилового спирта, снижением рН среды. Выделение молочнокис. бактерий, учет и культивирование их осуществляют, напр, на среде МРС состава(%): дрожжевой экстракт 0,5;

Молочнокис. бактерии можно выделять и на среде другого состава. (%): растительный (капустный и др.) отвар 10; дрожжевой автолизат 1,0; пептон - 1,0; глюкоза - 2,0; этанол 16 (подавляет рост посторонних микроорганизмов). Спирт вносят в засеянную испытуемым субстратом жидкую среду через 18-24 ч культивирования. Из жидкой среды производят высев на агаризованную среду того же состава без спирта, в которую добавляют 4% измельченного мела. Молочнокис. бактерии при росте на данной среде образуют вокруг колоний зоны просветления, обусловленные превращением нерастворимого углекислого кальция в растворимый лактат кальция. Известны другие среды. Выделение некоторых молочнокисл.бактерий проводят в атмосфере, содержащей 90% Н₂ и 10% CO₂.

Для длительного хранения молочнокис.бактерии замораживают при температуре жидкого азота; при посеве уколом в столбик, например, полужидкой среды МРС-1 или посева в другие среды (молоко с мелом и др.), а также на питательных средах, к которым добавляют 8-12% этилового спирта.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ВЗАИМООТНОШЕНИЯ С ДРУГИМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ. Молочнокис. бактерии - одна из широко распространенных в природе групп микроорганизмов - содержатся на листьях, цветах, стеблях растений, овощах и фруктах. Среда обитания - почва, аккумулируются они и в ризосфере дикорастущих и культурных растений; в желудочно-кишечном тракте человека и животных. В большом кол-ве содержатся в толстом кишечнике. В природе необходимые для жизнедеятельности питательные в-ва молочнокис. бактерии находят у живых (выделениях корней и надземных органов) и отмерших растений; в продуктах метаболизма почвенных микроорганизмов. Молочнокис.е бактерии обитают почти во всех раст-ых и животн. материалах, содержащих достаточное кол-во сбраживаемых углеводов, продукты распада белков, витамины.

Защитное действие против некоторых возбудителей инфекции оказывают молочнокислые бактерии,. Для нормализации состава микроорганизмов пищеварительного тракта и борьбы с кишечными заболеваниями (диспепсия, дизентерия и др.) используют молочнокис. бактерии, обладающие антагонистическими свойствами по отношению к условно-патогенным и патогенным микробам (кисломолочные продукты, изготовленные с использованием L. acedofilus, и сухие препараты L. Plantarum). Положительно действуют молочнокис.бактерии при лучевых поражениях (они содействуют выведению радионуклидов).

Молочнокис бактерии и дрожжи давно приспособились к совместному развитию в одних и тех же субстратах. (ржаного хлеба, кефира, кумыса, мацони, йогурта, кваса и др.). В процессе роста дрожжи обогащают среду рядом продуктов своего метаболизма и делают ее более благоприятной для развития молочнокис. бактерий. Последние в присутствии дрожжей могут развиваться на средах, непригодных для их самостоятельного роста. Подкисление среды молочнокис. бактериями дает дрожжам преимущество в борьбе с конкурентными видами. Молочнокис. бактерии обладают системой протеолитических ферментов; расщепляя сложные азотсодержащие соединения, они благоприятствуют питанию дрожжей.. Но определенные виды дрожжей и молочнокис. бактерий могут проявлять и антагонистические свойства.

19 Молочнокислые бактерии в мясной и рыбной промышленности. Производство молочной кислоты и декстрана с помощью молочнокислых бактерий. в производстве. Молочная промышленность. Биологическое консервирование и молочнокислые бактерии

Молочная промышленность. Молочно-кислые бактерии активно размножаются и сквашивают молоко. Молочно-кислое брожение лежит в основе приготовления кисло-молочных продуктов, сливочного масла разных типов. Для обеспечения активного брожения используют жидкие или сухие закваски, в составе которых чистые культуры или смешанные культуры определенных видов молочно-кислых бактерий. в обязательном порядке проверяют на устойчивость выбранных штаммов м-о к бактериофагам. При приготовление сыров, йогуртов используются, Lactobacillus lactis Эти виды, а также Streptococcus cremoris входят в состав заквасок сметаны. Творог -Streptococcus lactis, Streptococcus lactis subsp. diacetilactis и Streptococcus thermophilus. На основе использования термофильного стрептококка, а также Lactobacillus bulgaricus основано приготовление йогурта, снежка, варенца, ряженки, «Южного» и т.д.. При приготовление кефира, кумыса, катыка, мацони используют многокомпонентные закваски в составе которых: молочно-кислые бактерии и дрожжи, дополнительно уксусно-кислые бактерий и пропионово-кислые бактерий Молочно-кислые участвуют в созревании сыров Молочно-кислые бактерии подавляют при созревании нежелательные масляно-кислые бактерии.

. Биологическое консервирование растительных продуктов.Сквашиванию подвергают овощи и фрукты и консервируют растительные корма в процессе силосования и приготовления сенажа. Добавление в силосную массу заквасок молочно-кислых бактерий приводит к подавлению гнилостного и масляно-кислого брожения, которое может приводить к порче растительной массы. Первые дни после закладки в силосе преобладают из молочно-кислых бактерий кокки, затем начинают появляться молочно-кислые палочки. Особо важную роль играют стрептококки, так как они способны конкурировать с грамотрицательными бактериями в начальный период силосования. В основных и конечных стадиях брожения силоса ведущую роль играют палочковидные молочно-кислые бактерии. В силосе с небольшим количеством сахара, рост молочно-кислых бактерий прекращается в более ранние сроки,.. В закваски входят: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Streptococcus lactis diacetilactis, обладающих высокой ферментативной активностью.. Корма приготовленные с использованием молочно-кислых бактерий благоприятно действуют на кишечник животных, на их здоровье и показатели.

При сквашивании капусты процесс идет в присутствии NaCl, который добавляется в количестве 1,5% к нарезанной капусте. Это позволяет извлечь сок из растительных тканей и подавить развитие нежелательных м-о, делая более благоприятными условия для развития молочно-кислых бактерий. К концу третьих суток брожения начинают развиваться молочно-кислые гетероферментативные кокки Leuconostoc mesenteroides. Через 4-6 суток брожения кокковые формы сменяются гомоферментативными молочно-кислыми палочками Lactobacillus plantarum, которые доводят процесс молочно-кислого брожения до конца. они устраняют горький привкус. В промышленных условиях квашения применяют закваски из молочно-кислых бактерий. При удачном подборе заквасок и правильном их применении улучшаются органолептические свойства капусты, в ней длительное время сохраняются питательные вещества и витамины.

При квашении яблок используют закваски с молочно-кислыми бактериями Lactobacillus plantarum и холодостойкими шампанскими расами Saccharomyces cerevisiae. Закваски добавляются в количестве 0,5%. Яблоки с применением заквасок имеют более высокие показатели при длительном хранении, чем без применения заквасок.

Молочно-кислые бактерии применяют при засолке помидоров, огурцов, свеклы, маслин и различных овощей.

Молочнокислые бактерии находятся в мясных продуктах, прошедших термическую обработку и охлажденных. При приготовлении сырокопченых ферментированных колбас при созревании играют основную роль молочнокислые бактерии. Они создают специфический букет, подавляют рост гнилостных микроорганизмов, оказывают благоприятное воздействие на консистенцию и цвет фарша. Количество молочнокислых бактерий резко возрастает в процессе созревания колбас. После высушивания в колбасах содержатся практически одни лактобациллы. В мясных копченых, свиных продуктах (бекон, окорок, грудинка, корейка) после посола преобладают молочнокислые бактерии. При посоле окороков закваска состоит из Streptococcus lactis, Lactobacillus plantarum. Основную роль молочнокислые бактерии играют при созревании посоленной рыбы. Сельдевые после посола приобретают в процессе хранения новый букет и новые вкусовые качества за счет развития гетероферментативных ароматобразующих кокков. Микробиологические процессы в рыбных силосах из отходов переработки рыбы, включающих измельченную рыбу, солодовую и зерновую муку близки к процессам, происходящим в силосах из зеленых растительных кормов.

Получение молочной кислоты и декстрана молочной кислоты: При получении молочной кислоты применяются различные молочнокислые бактерии в зависимости от применяемого сырья. В России пищевую молочную кислоту получают с помощью Lactobacillus delbrueckii на среде из следующих компонентов: кормовая или рафинадная патока, солодовые ростки, фосфорнокислый аммоний. Процесс ведут при 49-50⁰С, образующуюся молочную кислоту нейтрализуют мелом и выделяют. Декстран – глюкан, который в большом количестве производят бактерии Leuconostoc mesenteroides, его используют в пищевой промышленности в качестве стабилизаторов сиропов, кондитерских изделий, мороженного и других продуктов. Для получения декстрана применяют селекционный штамм Leuconostoc mesenteroides,кот. выращивают на очищенных средах с сахарозой.Молочнокислые бактерии вызывают скисание мясных продуктов, что выражается в их позеленении, ослизнении, образовании мути в рассоле Молочнокисл. бактерии играют значительную роль в порче рыбных изделий, вызывая бомбаж присервы и маринада.

Производство сахара: в различных субстратах сахарного производства обнаруживается большое разнообразие молочнокислых бактерий: Lactobacillus fermentum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus leihmanii, Leuconostoc mesenteroides и Leuconostoc dextranicum. Размножаясь в диффузионном соке, вызывают прямые потери сахара, путем его разложения. Лейконостоки сбраживают сахарозу с образованием слизи – декстрана. На спиртовых заводах Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus delbrueckii размножаются в субстратах, снижают бродильную активность дрожжей, уменьшают выход спирта, повышают содержание в нем посторонних примесей. Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei, Pediococcus damnosus принимают участие в порче пива, его помутнении, ослизнении, скисании.Вызывают скисание и помутнение вина.

20 Плесневые грибы- продуценты ферментных препаратов. Ассортимент и номенклатура ферментных препаратов. Поверхностный способ получения ферментных препаратов в промышленности. Глубинный способ получения ферментных препаратов в промышленности.

Источниками ферментов могут быть животные, растения, микроорганизмы (плесневые грибы и бактерии). Преимущества микробных ферментных препаратов: дешевизна и простота выращивания микроорганизмов по сравнению с животными и растениями; клетки микроорганизмов могут удваиваться за 20 – 30 минут; широкий ассортимент ферментов, продуцируемых микробной клеткой на дешевом и доступном сырье; высокая активность микробных ферментов, наличие у микроорганизмов таких ферментов, которых нет у животных и растений; возможность при изменение условий выращивания микроорганизмов менять, усиливая или ослабляя их ферментные системы.

В бродильной промышленности активно применяют ферментные препараты из плесневых грибов и бактерий, которые позволяют повысить выход и качество продукции и дают значительный экономический эффект. В пивоварении часть солода из высококачественного зерна с помощью ферментных препаратов можно заменить несоложенным зерном. В спиртовом производстве ферментные препараты могут заменить солод при осахаривании. Протеолитические ферменты и фермент – глюкозооксидаза повышают стойкость пива, пектолитические ферменты в производстве плодово-ягодных соков для производства ликероводочных и безалкогольных напитков повышают выход сока на 8-15% и максимально осветляют соки. Ассортимент и номенклатура ферментных препаратов: все ферментные препараты делятся на четыре основных вида: 1- сухие культуры микроорганизмов; 2- технические ферментные препараты; 3- очищенные; 4- кристаллические и гомогенные. Наименование ферментных препаратов образуется из названия основного фермента в сочетании с видовым названием микроорганизма - продуцента с окончанием ин. После названия могут присутствовать буквы: П – поверхностный способ получения, Г – глубинный способ получения; далее могут быть х - сухие культуры микроорганизмов, 2х - технические ферментные препараты в виде упаренного сиропа, полученного из сухой культуры, 3х- технический препарат в виде порошка, полученный на распылительной сушилки, 10х- ферментный препарат в виде порошка, полученного осаждением этиловым спиртом, 15х-20х- наиболее высокой степени чистоты.

В бродильной промышленности продуцентами ферментов могут быть Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus niger, Aspergillus usamii, Aspergillus batatae, Trichothecium roseum. На основе Aspergillus oryzae можно получить амилоризин Пх, на основе Aspergillus awamori – глюкоаваморин, Trichothecium roseum – цитороземин Пх. Способы выращивания плесневых грибов: источниками углерода для плесневых грибов могут быть углеводы, многоатомные спирты, карбоновые кислоты. Для получения амилолитических ферментов в состав среды добавляют крахмал, декстрины или мальтозу. Для получения пектолитических ферментов в среде присутствует свекловичный жом - источник пектина. Источником азота служат белки и продукты их гидролиза, нитраты, соли аммония. Из минеральных соединений в среде должны содержаться соединения P, Mg, S, K, из микроэлементов – Cu ,Zn, B, Mn, Fe, Co, J, Se, V, Мо. Аспергиллы и другие плесневые грибы – типичные аэрофилы, т.е. способны развиваться при активном доступе кислорода на поверхности твердой или жидкой питательной среды при поверхностном способе, либо во всей толще жидкой питательной среды при активном перемешивании и аэрации. Для развития гриба необходима высокая влажность, температура 30 – 32 ⁰С для роста и накопления ими амилолитических ферментов. Плесневые грибы развиваются в той же области pH , что и посторонние бактерии, поэтому производство ферментных препаратов стерильное. Стерилизуют оборудование, коммуникации, воздух, питательные среды. Выращивание ведут поверхностным и глубинным способами. При поверхностном способе – мицелий гриба растет на поверхности субстрата в тонком влажном слое, соприкасающимся с воздухом. Выращивание гриба на жидком субстрате поверхностным способом для накопления амилолитических ферментов не применяется, т.к. содержащиеся в питательной среде сахара в этих условиях превращаются в карбоновые кислоты, инактивирующие амилазу. Поэтому амилолитические ферменты получают на твердых субстратах поверхностным способом. Глубинный способ требует активного продувания стерильного воздуха через толщу питательной среды. При этом воздух очищают в 3 стадии: 1 стадия - фильтры грубой очистки от пыли и крупных частиц; 2- масляные фильтры для очистки от более мелких частиц; 3 – микробиологические фильтры с порами, соизмеримыми с размерами микроорганизмов. Поверхностный способ прост в аппаратурном оформлении, выросшую культуру легко высушить, в сухом состоянии она легко транспортируется, кроме того концентрация ферментов, образующихся в поверхностных культурах намного выше, чем в фильтратах глубинных культур, поэтому для осахаривания 100 кг крахмала в спиртовом производстве требуется 5 кг поверхностной культуры или 80 – 90 л глубинной культуры. Недостатки поверхностного способа: трудность механизации и автоматизации, дорогая питательная среда – пшеничные отруби. Глубинный способ легко механизировать и автоматизировать, используется дешевая питательная среда в виде зерновой или картофельной барды. Недостатки глубинного способа: трудности при соблюдении строго стерильных условий культивирования, особенно в сочетании с интенсивной аэрацией среды; более сложная аппаратура; готовая глубинная культура содержит 6% сухих веществ, поэтому не пригодна для длительного хранения. Фильтраты глубинных культур применяют на тех же заводах, на которых производят. Поверхностный способ: культуры плесневых грибов, выращенные поверхностным способом, используют в соковой, пивоваренной и спиртовой промышленности. В пивоваренной промышленности на основе плесневых грибов Aspergillus oryzae; в спиртовой – Aspergillus oryzae и Aspergillus awamori; в соковой – Aspergillus awamori. Питательная среда для Aspergillus oryzae и Aspergillus awamori - пшеничные отруби, для Aspergillus awamori в соковой промышленности - свекловичный жом и пшеничные отруби. Питательную среду стерилизуют, охлаждают, засевают маточной культурой гриба, увлажняют до определенной влажности, раскладывают в кюветы с сетчатым дном из оцинкованного железа, которые представляют собой противни 600×800мм. Высота питательной среды в кюветах 20-25 мм кюветы устанавливают в несколько ярусов на этажерки, которые направляют в растильные камеры для выращивания гриба - герметично закрывающееся помещение, снабжаемые обеспложенным воздухом с определенной температурой и влажностью. По окончании выращивания выросшую культуру гриба дробят, высушивают и получают ферментный препарат для дальнейшего использования. В спиртовой промышленности сушки нет, сразу дробление и направляют на осахаривание. Кюветы, этажерки, растильные камеры тщательно моют и стерилизуют.

21 Производство вакцин. Требования к вакцинам. Получение брюшнотифозной вакцины. Получение очищ препарата Ви-антигена. Особенности получя анатоксина и использование аттенуированных штаммов. Особен-и вирусных препаратов

Вакцины способствуют созданию активного иммунитета у человека и животных. Получают из патогенных микроорганизмов или используют продукты их жизнедеятельности. Введение вакцин может быть с профилактической и лечебной целью. Виды вакцин: 1)живые вакцины – ослабленные или наследственно измененные возбудители заболеваний; 2)убитые – из убитых различными способами возбудителей; 3)анатоксины – продукты жизнедеятельности микроорганизмов, обработанные формалином и повышенной температурой; 4)химические вакцины – различные, извлеченные химическим путем, компоненты микробной клетки. Убитые вакцины получают нагреванием или при действии других физ. или хим. факторов на клетки микроорганизмов. Этапы производства: 1)накопление биомассы микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности; 2)инактивация микроорганизмов различными методами; 3)концентрирование, очистка и лиофилизация. Фасовка: таблетки, драже, ампулы. Контролируют на специфическую стерильность, густоту микробной взвеси, иммуногенность и др.

Требования к вакцинам: 1)должны обладать специфической стерильностью (не должны содержать посторонних агентов); 2)должны быть безвредны; 3)должны быть стандартны (все ампулы серии должны содержать одинаковое количество вакцины и обладать одинаковой антигенностью и иммуногенностью); 4)должны обладать умеренной реактогенностью (реакцией организма на введение вакцины); 5)антигенность и иммуногенность вакцин.

Получение брюшнотифозной вакцины. Применяют штаммы бактерий возбудителей брюшного тифа Salmonella typhi 4446. Стадии: получение маточной культуры, выращивание нотивной культуры, инактивация микробной взвеси, приготовление вакцины, розлив в ампулы, лиофильное высушивание, запайка ампул. Брюшнотифозные бактерии культивируют в условиях аэрации на белковогидролизатных или полусинтетических средах. Регламентировано использование в качестве ПС бульона из гидролизата казеина. Вакцину производят методом глубинного культивирования в ферментерах из нерж. стали с рубашками для стерилизации или термостатирования. В процессе культивирования осуществляют аэрирование и перемешивание среды. Культивирование до концентрации бактерий 40 – 60 млрд/мл. Для интенсификации размножения периодически вводят 40%-ный раствор глюкозы. Автоматически регулируют температуру, интенсивность аэрации, добавление глюкозы. При приготовлении спиртовой вакцины взвесь микроорганизмов обрабатывают при тщательном перемешивании в специальных мерниках стерильным раствором 96%-ного этанола двоекратно: 1)1:4; 2)1:10. После проверки культуры на специфическую стерильность и иммуногенность биомассу разводят изотоническим раствором NaCl, розливают в ампулы, лиофильно высушивают, запаивают под вакуумом. В 1 мл вакцины должно быть 5 млрд кл. Сухая спиртовая брюшнотифозная вакцина может использоваться в чистом виде или после обогащения Ви-антигеном.

Получение очищенного препарата Ви-антигена. Ви-антиген в комплексе с О-антигеном создают в организме полноценный иммунитет. Их выделяют из микробной клетки или оставляют в клетке и создают условия, обеспечивающие их макс. активность. Ви-антиген можно выделить в нетоксичной форме, он имеет ведущее значение при формировании иммунитета к брюшному тифу. Увеличение концентрации Ви-антигена в БТВ может увеличить ее иммуногенность. В микробной клетке Ви-антиген находится в поверхностном слое и легко выделяется всреду. Принцип получения - изолирование Ви-антигена из водного экстракта сухой массы брюшнотифозных бактерий троекратным переосаждением спиртом в различных условиях. Стадии: 1)выращивание брюшнотифозных бактерий в ферментере; 2)высушивание бактерий спиртом; 3)экстрагирование дистиллированной водой; 4)осаждение спиртом с концентрацией 27 – 71% в насыщенном растворе NaCl; 5)диализ и переосаждение спиртом с концентрацией 27 – 71% или рН 3,0; 6)гидролиз в 1М уксусной кислоте для разрушения О-антигена, диализ; 7)переосаждение спиртом с концентрацией 27 – 52%; 8)лиофилизация. Сухой Ви-антиген разводится изотоническим раствором NaCl до концентрации 400мкг/мл, розливается в ампулы по 5 мл, используется вместо физ. раствора, прилагается к сухой БТВ.

Возбудитель столбняка – спорообразующий анаэроб Clostridium tetani бразует сильный экзотоксин нейротропного действия. Анатоксин – препарат, сохраняющий антигенные и иммуногенные свойства без токсичности. В медицине применяется очищенный столбнячный анатоксин, адсорбированный на гидроокиси Al – беловатая или желтоватая гомогенная суспензия. Действующее начало – очищенный от балластных белков токсин столбнячной палочки, обезвреженный формалином и сорбированный на Al(OH)₃. Консервант – мертиолат 0,01%-ый или фенол 0,25%-ый. В 1мл препарата должно быть 20 единиц связывания (ЕС). Разовая прививочная доза 10 ЕС (0,5 мл). При производстве анатоксина используют штаммы Clostridium tetani, которые культивируют на казеиновой кислотно-гидролизатной среде. В ПС добавляют автолизат отрубей и дрожжевой экстракт. Этапы производства: 1)выращивание бактерий в анаэробных условиях; 2)инактивация токсина; 3)очистка различными методами; 4)адсорбция на Al(OH)₃, расфасовка , контроль. Важную роль играют вакцины на основе аттенуированных наследственно измененных штаммов соответствующих микроорганизмов. ВЦЖ – живая вакцина против туберкулеза из аттенуированного штамма, туляремийная сухая живая вакцина для накожного применения из наследственно измененного стойко аттенуированного штамма.

Особенности вирусных препаратов. Культивирование вирусов проводят на куриных, утиных, перепелиных эмбрионах, культурах клеток и тканей животных. Эмбрионы используют не только для заражения но и для приготовления тканевых культур. Все операции с вирусами требуют стерильности, изоляции от других работ. Эмбрионы берут из материалов незараженных другими вирусами, строго определяется видовая принадлежность животных для получения культур тканей. Для культивирования тканей подбирают среды сложного состава. Накопление вируса на культуре ткани осуществляют в стеклянных сосудах, для увеличения выхода вируса сосуды вращают и встряхивают. При приготовлении вирусных вакцин проводят концентрирование и очистку накопленной массы вирусов. Освобождение от грубых примесей – сепарированием. Последующее получение вакцины путем стерилизующей фильтрации вирусосодедержащей жидкости. После тщательного контроля расфасовывают и используют в жидком виде или лиофильно высушивают. Для перорального применения – драже (полеомелитная сухая вакцина). Вирусы могут быть убитыми, например, для очистки и концентрации вируса гриппа при приготовлении убитой гриппозной вакцины используют способ хроматографии на широкопористом стекле.