- •О. Ю. Сартакова
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •1 Основы микробиологии ................................................... 7
- •2 Основы биотехнологии ................................................... 42
- •3 Типовая схема и основные стадии
- •4 Основные понятия биокатализа и53
- •5 Ферментация....................................................................... 65
- •6 Области применения биотехнологии........................... 69
- •Введение
- •1 Основы микробиологии
- •1.1 Общие сведения о микроорганизмах
- •1.2 Распространение микроорганизмов в природе
- •1.3 Морфологическая характеристика отдельных групп микроорганизмов
- •1.3.1 Структура эукариотической клетки
- •Ской мембраны
- •1.3.2 Структура прокариотической клетки
- •1.3.3 Ультрамикробы
- •1.3.4 Бактерии
- •1.3.4.1 Спорообразование у бактерий
- •1.3.4.2 Движение бактерий
- •1.3.4.3 Размножение бактерий
- •1.3.4.4 Питание бактерий
- •1.3.4.5 Типы питания
- •1.3.4.6 Систематика бактерий
- •1.3.5 Актиномицеты
- •1.3.6 Грибы
- •1.3.7 Водоросли
- •1.3.8 Простейшие
- •1.3.9 Коловратки
- •2 Основы биотехнологии
- •2.1 Объекты биотехнологии
- •2.2 Прошлое и настоящее биотехнологии
- •2.3 Перспективы развития биотехнологии
- •2.4 Основные виды биотехнологической деятельности микроорганизмов
- •2.5 Преимущества биотехнологических процессов
- •3 Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств
- •4 Основные понятия биокатализа и биотрансформации
- •4.1 Основные группы биотрансформаций
- •4.2 Основные виды реакций биокатализа
- •4.3 Классификация ферментов
- •4.4 Преимущества и недостатки биокаталитических процессов
- •4.5 Основные понятия иммобилизации ферментов
- •4.6 Методы иммобилизации ферментов
- •Го связывания с носителем
- •«Сшивки»
- •4.7 Оценка качества иммобилизованных ферментов и метода иммобилизации
- •4.8 Примеры использования ферментов
- •5 Ферментация
- •5.1 Классификация процессов ферментации
- •Ферментация бывает:
- •5.2 Основные параметры периодической ферментации
- •5.3 Понятие скорости роста
- •5.4 Фазы периодической ферментации
- •5.5 Преимущества и недостатки периодической ферментации
- •6 Области применения биотехнологии
- •6.1 Биотехнологические процессы в решении экологических задач
- •6.2 Примеры блок-схем микробиологической очистки стоков
- •6.3 Биохимические методы очистки воды
- •6.3.1 Микробная ассоциация и технологические условия ме-
- •6.3.2 Очистка воды в аэротенках
- •6.3.3 Очистка воды в биофильтрах
- •6.3.4 Комбинированные сооружения аэробной биохимической очистки воды
- •6.3.5 Процессы нитрификации и денитрификации
- •6.3.6 Методы обработки осадка
- •6.3.7 Аэробная стабилизация осадка
- •6.3.8 Метановое брожение (биометаногенез)
- •6.3.8.1 Этапы метанового брожения
- •Биогаз (сн4, co2 )
- •6.3.8.2 Химизм процесса метанового брожения
- •6.3.8.3 Микробная ассоциация биометаногенеза
- •6.3.8.4 Сырье биометаногенеза
- •6.3.8.5 Технологические режимы и аппаратурное оформление процесса метанового брожения
- •6.4 Биоценозы как индикаторы сапробности водоемов
- •6.5 Применение биотехнологии в медицине
- •6.5.1Антибиотики
- •6.5.2. Гормоны
- •6.5.3 Вакцины, иммунные сыворотки и иммуноглобулины
- •6.5.4 Ферменты
- •6.5.5 Биодатчики в медицине
- •6.6 Применение биотехнологии в энергетике
- •6.6.1 Законы биоэнергетики
- •6.6.2 Биологические мембраны, как преобразователи энергии
- •6.6.3 Характеристика растительного сырья как источника энергии
- •6.6.4 Альтернативные источники энергии и их получение
- •6.7 Производство пищевых продуктов и напитков
- •6.7.1 Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве
- •6.7.2 Биотехнология приготовления пива
- •6.7.3 Производство вина и спиртсодержащих продуктов
- •6.7.4 Биотехнология приготовления кисломолочных продуктов и сметаны
- •6.7.5 Биотехнологические процессы в сыроделии
- •6.7.6 Биотехнология приготовления маргарина
- •6.8 Химическая промышленность и биотехнология
- •6.9 Сельское хозяйство и биотехнология
- •6.10 Биогеотехнология
- •6.10.1Биогидрометаллургия
- •6.10.2 Выщелачивание куч и отвалов
- •6.10.3 Бактериальное выщелачивание in situ
- •6.10.5 Микробиологический способ извлечения золота
- •6.10.4 Выщелачивание минеральных концентратов
- •6.10.6 Биосорбция металлов из растворов
- •6.10.7 Обогащение руд
- •6.10.8 Извлечение нефти
- •6.11 Безопасность биотехнологических процессов
- •Глава 1
- •Главы 2, 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
6.7.5 Биотехнологические процессы в сыроделии
Наиболее сложным из пищевых производств является сыроде- лие. Здесь тесно связаны и взаимосвязаны физические, химические и биологические факторы. Сыры – это пищевые продукты, получаемые путем концентрирования и биотрансформации основных компонентов молока под воздействием энзимов, микроорганизмов и физических факторов. Производство сыров включает коагуляцию молока, отделе- ние сырной массы от сыворотки, формование прессованием под дей- ствием внешних нагрузок или собственного веса, посолку. Употребле- ние в пищу производится сразу после выработки (в свежем виде) или после созревания (выдержки) при определенной температуре и влаж- ности в анаэробных или аэробных условиях. Работа по совер- шенствованию технологических процессов производства различных видов сыра с целью создания высокоэффективных, малооперационных
143
и ресурсосберегающих технологий проводятся на всех этапах техноло- гического процесса, направлены на решение частных задач с помощью биотехнологических методов. Технологический поток состоит из не- скольких технологических операций преобразования исходного сырья
и процессов транспортирования его промежуточных продуктов между операциями (рис. 38 ).
1-насос самовсасывающий; 2-фильтр; 3-воздухоотделитель; 4-счетчик молока; 5-весы; 6-резервуар молокогреющий; 7-электронасос;
8-резервуар хранения молока; 9-подогреватель; 10-сепаратор- молокоочиститель; 11-охладитель; 12-сепаратор молокоотделитель-па- стеризатор;13-установка пастеризационноотделительная; 14-заквасоч- ник; 15-ванна сыродельная; 16-формовочный аппарат; 17-отделитель сыворотки; 18-тележка с формами; 19-пресс; 20-контейнер для посол- ки; 21-бассейн посолки сыра; 22-контейнер для хранения и созревания
сыра; 23- мойка сыра; 24- сушка сыра; 25-парафинар.
Рисунок 38 - Технологическая линия производства сыра
6.7.6 Биотехнология приготовления маргарина
Маргарин представляет собой физико-химическую систему, в ко- торой один из основных компонентов – вода (дисперсная фаза) рас- пределен в другом – жире (дисперсионной среде) в виде мельчайших капелек, образуя эмульсию типа «вода в жире». По физико-химиче- ским показателям маргарин должен содержать не менее 82% жира. В
144
настоящее время выпускается маргарин с низким содержанием жира
(70%–80%), его можно использовать для диетического питания.
Основным сырьем служат высококачественные пищевые рас-
тительные масла–жидкие (подсолнечное, хлопковое, соевое) и твердые
(кокосовое, пальмовое), а также животные жиры (сливочное масло). Молоко, добавляемое в маргарин, предварительно пастеризуют и сква- шивают молочнокислыми бактериями, что сообщает продукту молоч- ный вкус и аромат. Закваски состоят из нескольких чистых куль- тур молочнокислых бактерий (заквасочные наборы). В их состав вхо- дят мезофильные молочнокислые стрептококки: ароматобразующий
(Streptococcus diacetilactis), молочный (S. lactis) и сливочный (S. cremoris), которые являются активными кислотообразователями. Мо- лочный и сливочный стрептококки относятся к гомоферментативным молочнокислым бактериям и в процессе брожения образуют только молочную кислоту. Ароматобразующий стрептококк играет большую роль в образовании вкуса и аромата при сквашивании молока. Он отно- сится к гетероферментативным молочнокислым бактериям и образует при брожении CO2 , летучие жирные кислоты. Технологический про- цесс производства маргарина включает: подготовку жирового сырья, подготовку молока, сквашивание молока, приготовление эмульсии, по- лучение маргарина и его пластическую обработку, фасование и упа- ковывание продукции (рис.39) .
4-уравнительный бак; 5-насос высокого давления; 6 - переохладитель;
7-распределительное устройство; 8-фильтр; 9-кристаллизатор;
10-фасовочный автомат; 11-автомат для укладки пачек в короба;
12-автомат обандероливания коробок.
Рисунок 39 - Производство маргарина методом переохлаждения
145
