КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Вопрос № 1. Общие сведения
Лекция № 33 БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Литература: 1. Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы и аппараты пищевой технологии».- М., КолосС, 2008.-591 с.: ил. 2. Плаксин Ю.М. и др. Процессы и аппараты пищевых производств. – 2 –е изд. перераб. и доп. – М.: КолосС, 2006. – 760с.: ил.
План лекции: 1. Общие сведения. 2. Кинетика биохимических процессов. 3. Массообмен в процессе ферментации. 4. Аппаратура для проведения процессов ферментации. 5. Пастеризация и стерилизация. 6. Мойка оборудования. Контрольные вопросы: 1. В каких производствах пищевой промышленности используются биохимические процессы? 2. В чем суть биохимических процессов? 3. В каких случаях не возникает проблем со стерилизацией воды, воздуха, оборудования? 4. Какими параметрами характеризуется и какими уравнениями описывается кинетика роста микроорганизмов? 5. Какими условиями описывается кинетика биосинтеза продуктов метаболизма? 6. Как устроены и работают аппараты для ферментации? 7. Какие факторы и параметры определяют процессы пастеризации, стерилизации и мойки оборудования?
Биохимические процессы осуществляются с помощью живых микроорганизмов, которые потребляют из окружающей среды — субстрата — питательные вещества — сахарозу, глюкозу, лактозу и другие углеводы. Микроорганизмы дышат, растут, размножаются, выделяют газообразные и жидкие продукты метаболизма, в результате чего и происходит накопление биомассы или продуктов метаболизма, ради чего и проводится процесс ферментации. Так, при производстве дрожжей, белково-витаминных концентратов целевым продуктом является биомасса, а в других случаях, например при производстве антибиотиков, ферментов и др., — продукты метаболизма, синтезируемые клетками микроорганизмов. При этом продукт жизнедеятельности микроорганизмов может накапливаться в клетке либо выделяться в культуральную жидкость.
Микробиологический синтез используют для получения многих ценных продуктов, производство которых методами химической технологии невозможно или экономически нецелесообразно. Например, получение ферментов, бактериальных препаратов, белка, антибиотиков, некоторых витаминов возможно только путем микробиологического синтеза. В пищевой промышленности микроорганизмы используют в хлебопекарном производстве при брожении теста, в бродильных производствах (виноделие, пивоварение, производство пищевого спирта, лимонной, молочной и уксусной кислот, дрожжей), в консервировании, а также при переработке сельскохозяйственного сырья. Производство дрожжей связано с получением больших количеств биомассы. Дрожжи, а также некоторые органические кислоты получают методом глубинной ферментации микроорганизмов в кислой среде. При этом не требуется высокой степени асептики, так как возможность развития посторонней микрофлоры мала. Питательные среды и культуральные жидкости содержат сахар, спирты и другие компоненты в концентрациях, при которых рост многих микроорганизмов затруднен. В отдельных случаях применяют анаэробные бактерии, для культивирования которых не требуется кислород, что также затрудняет рост посторонней микрофлоры. В связи с этим отпадает необходимость в стерилизации больших количеств жидкости, оборудования, его герметизации, тонкой очистке воздуха. Выделение готового продукта происходит в сепараторах в жидком виде с последующей сушкой в распылительных сушилках. При получении бактериальных препаратов и веществ, обладающих физиологической активностью, таких, как антибиотики, ферментные препараты, закваски, удобрения, витамины, аминокислоты, гормональные препараты и др., требуется защита рабочей среды на стадии ферментации и на других стадиях технологического процесса от попадания посторонней микрофлоры.
Посторонняя микрофлора может попасть в рабочую среду с культуральной жидкостью, воздухом, подаваемым в ферментатор, или может развиваться в самом аппарате при недостаточной его стерилизации и герметизации. В качестве продуцентов используется не смесь штаммов, а, как правило, один определенный штамм. Проведение технологического процесса в условиях, сопутствующих развитию посторонней микрофлоры при t=25...35°С, рН 6,2...7,2, и в отсутствии строгой стерилизации и герметизации оборудования может привести к полному подавлению роста целевого продукта или к резкому снижению его. Поэтому в этих условиях предъявляют повышенные требования к асептике: тонкой очистке воздуха, стерилизации оборудования и культуральной жидкости. Синтез проводят в аппаратах с мешалками непрерывного и периодического действия, которые называются ферментаторами. Целевой продукт выделяют из культуральной жидкости путем фильтрования, сепарирования, экстракции, выпаривания и сушки. Наиболее распространенными методами сушки являются распылительная, сублимационная, вакуумная и сушка в псевдо-ожиженном слое. Анализ и расчет ферментаторов основывается на информации о микрокинетике процесса ферментации, который включает кинетику роста биомассы в зависимости от концентрации компонентов субстрата и других параметров, а также на изучении закономерностей массотеплообмена. Особенности биохимических процессов следующие: образование или разрушение различных продуктов при помощи живых микроорганизмов, саморегулирование, которое обычно направлено на ускорение роста биомассы. Кроме того, все внутриклеточные процессы протекают и регулируются белковыми биокатализаторами — ферментами. Клеточные оболочки мембраны обладают избирательной проницаемостью, на внешнее воздействие регуляторные механизмы клетки реагируют приспособительной реакцией, направленной обычно в благоприятную для жизнедеятельности микроорганизмов сторону.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1090; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |