Глава 2. Объекты биотехнологии в пищевой промышленности

Грибы

Грибы нашли в биотехнологии широкое и разнообразное применение. В первую очередь это продуценты антибиотиков - актиномицеты (Streptomyces, Micromonospora) и пенициллы.

Как известно, взрослому человеку при умеренной физической нагрузке ежедневно необходимо с пищей получать около 12,5 кДж (3 тыс. кал). Эту потребность в энергии могут покрыть 75 г сахара. Но пища обеспечивает нас не только калориями. Организму нужен материал для роста и регенерации устаревших клеток и тканей, поэтому пища должна содержать белки, жиры, углеводы и витамины. По самым скромным подсчетам в масштабах планеты дефицит пищевого белка оценивается в 15 млн т в год.[3]

Такими источниками пищевого белка могут быть биомасса грибов. Съедобные грибы являются строго сапрофитными организмами. В ходе эволюции грибы сформировали сложные симбиотические взаимоотношения с другими обитателями почвы - микроорганизмами и растениями. Это учли биотехнологи, когда в середине 50-х годов начали эксперименты по выращиванию мицелия высших грибов в биореакторе подобно тому, как удалось в индустриальных условиях выращивать мицелий микромицетов.[6]

Дрожжи давно заняли свою нишу в пищевой промышленности. Это производство спиртных напитков и хлеба (Saccharomyces cerevisiae), пищевой белок (Saccharomycopsis lipolytica), каротиноид астаксантин (Phaffia rhodozyma).

Также немыслима пищевая промышленность и без плесневых грибов. И это не только сыры с плесенью, хотя в сыроделии пенициллы широко используются. Плесневые грибы сбраживают сою, рис, солод, пшеницу, производя соевый соус (Aspergillus oryzae), саке, ферментированные бобы. Получают из них и органические кислоты, и промышленные ферменты (амилаза, пектиназа).

Простейшие

Простейшие пришли в биотехнологию недавно и не сразу были оценены по достоинству. Сначала их использовали только для очистки сточных вод. Затем стали выращивать на кормовой белок. И лишь в последнее время в них увидели источник биологически активных веществ.[18]

Водоросли

Народы Тихоокеанского побережья с давних пор употребляют в пищу морские и океанские водоросли. Жители Гавайских островов из 115 видов водорослей, обитающих в местных океанских пространствах, используют в питании 60 видов. В Китае также высоко ценят съедобные водоросли. Особенно ценятся сине-зеленые водоросли Nostocpruniforme, по внешнему виду напоминающие сливу и по вкусовым качествам причисленные к китайским лакомствам. В кулинарных справочниках Японии встречается более 300 рецептур, в состав которых входят водоросли. На Дальнем Востоке весьма интенсивно используют водоросли в пищевых целях и плантации не успевают восстанавливаться естественным путем. В связи с этим все чаще водоросли культивируют искусственно, в подводных садах. Выращивание аквакультур - процветающая отрасль биотехнологии. Водоросли используют также в виде сырья для промышленности

В последнее время внимание специалистов, занимающихся вопросами питания, привлекает сине-зеленая водоросль спирулина (Spirulinaplatensis и Spirulinamaxima), растущая в Африке (оз. Чад) и в Мексике (оз. Тескоко). Для местных жителей спирулина является одним из основных продуктов питания, так как содержит много белка, витамины А, С, D и особенно много витаминов группы В. Биомасса спирулины приравнивается к лучшим стандартам пищевого белка, установленным ФАО. Спирулину можно успешно культивировать в открытых прудах или в замкнутых системах из полиэтиленовых труб и получать высокие урожаи (примерно 20 г биомассы в пересчете на СВ с 1 м3 в сут).[13]

Растения

Из одноклеточных особенно удобны для выращивания сине-зеленые водоросли: хлорелла, спирулина, анабена. Применяют их обычно как источник белка для людей и животных.

Продукт	Примеры	Применение в пищевой промышленности
Аминокислоты	Цистеин, метионин, лизин	Повышение питательной ценности пищи (в том числе белка одноклеточных)
	Глутамат	Усиление аромата мясных, рыбных, грибных изделий
	Глицин, аспартат	Придание кондитерским изделиям и напиткам кисло-сладкого вкуса
Олигопептиды	Аспартам, тауматин, монеллин	Низкокалорийные, очень сладкие вещества
Ферменты	a-Амилаза	Гидролиз крахмала при производстве спирта, вин, в пивоварении, хлебопечении, изготовлении кондитерских изделий и детского питания
	Глюкоамилаза	Получение глюкозы, удаление остаточных декстринов из пива
	Инвертаза	Производство кондитерских изделий
	Пуллуланаза	Производство мальтозных (в сочетании с a-амилазой) или глюкозных (в сочетании с глюкоамилазой) сиропов из крахмала, предварительно обработанного a-амилазой
	b-Галактози-даза	Производство безлактозного молока, освобождение молочной сыворотки от лактозы, приготовление мороженого
	Целлюлозы	Приготовление растворимого кофе, морковного джема, улучшение консистенции грибов и овощей, обработка цитрусовых
	Пектиназы	Осветление вин и фруктовых соков, обработка цитрусовых
	Микробные протеазы	Сыроварение, ускорение созревания теста, производство крекеров
	Пепсин, па-паин	Осветление пива
	Фицин, трипсин, бромелаин	Ускорение маринования рыбы, удаление мяса с костей
	Липазы	Придание специфического аромата сыру, шоколаду, молочным продуктам, улучшение качества взбитых яичных белков
	Глюкозооксидаза в сочетании скаталазой	Удаление кислорода из сухого молока, кофе, пива, майонезов, лимонных, апельсиновых и виноградных соков
Витамины	А, В1, В2, В6, В12, С, D, Е, никотиновая кислота С, Е	Повышение питательной ценности пищевых продуктов Антиоксиданты
Терпены и родственные соединения	Гераниол, нерол	Ароматизаторы
Органические кислоты	Уксусная, бензойная, молочная,глюконовая, лимонная	Консерванты, ароматизаторы

Таблица 1 .Перспективы использования биотехнологических продуктов в пищевой промышленности (по П. П. Клесову, 1984; М. Haas, 1984; J. Kas, 1984; О. Volfova, 1984; О.Sahai, M. Knuth, 1985)