Téma: Produkcia bielkovín. Získanie bielkovín v strave

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://allbest.ru

DEFINÍCIE

bielkovinová potravinová biotechnológia

V tejto práci na kurze sa používajú nasledujúce pojmy s príslušnými definíciami:

Asepsa - súbor opatrení zameraných na zamedzenie vstupu cudzích mikroorganizmov do prostredia alebo objektu.

Fermentácia- biologický proces rozkladu zložitých organických látok. V závislosti od typu mikroorganizmov zapojených do procesu sa rozlišujú fermentácie kyseliny mliečnej, kyseliny octovej, kyseliny propiónovej, alkoholovej a inej fermentácie.

Biotechnológia - súbor prírodných alebo umelo vytvorených technologických metód vytvárania biologických systémov alebo ich využívania na priemyselné vedecké účely.

Membrána - vysoko porézna alebo neporézna plochá alebo rúrkovitá prepážka vytvorená z polymérnych alebo anorganických materiálov a schopná účinne oddeľovať častice. Membrána má veľký počet pórov (až 10 10 -10 11 na 1 m 2), ktorých priemer nepresahuje 0,5 mikrónu.

Mikrofiltrácia - použitie membrán s priemerom pórov od 0,1 do 10 mikrónov na oddelenie malých častíc tuhej fázy, vrátane

zrážky - proces stratifikácie rozptýlených systémov pod vplyvom gravitácie.

Stabilizátory- látky pridávané do krvi, séra, vakcíny atď. aby sa zachovali ich vlastnosti.

Sterilizácia- ničenie mikróbov pomocou vysokej teploty alebo chemických vlastností.

Tepelná sterilizácia - použitie vodnej pary pri rôznych tlakoch a teplotách.

Tepelná labilita - nedostatok tepelnej odolnosti a tepelnej stability v materiáli.

Tepelná stabilita - schopnosť materiálu dlhodobo odolávať zahrievaniu pri určitej teplote bez zmeny vlastností produktu (bez jeho rozkladu).

Tepelná odolnosť - schopnosť materiálu odolávať ohrevu na teplotu, pri ktorej dochádza k nezvratnej zmene jeho kvality (deštrukcia fyzikálnej alebo chemickej štruktúry).

Ultrafiltrácia - separácia buniek a molekúl pomocou membrán s priemerom pórov od 0,001 do 0,1 μm.

Odparovanie - proces zahusťovania kvapalných roztokov čiastočným odstránením rozpúšťadla odparovaním pri zahrievaní kvapaliny.

Chemická sterilizácia - ošetrenie prvkov zariadenia chemikáliami (formaldehyd, peroxid vodíka, kyseliny, alkoholy atď.)

Extrakcia - proces oddeľovania zmesi tuhých a kvapalných látok pomocou selektívnych rozpúšťadiel (extraktantov).

ÚVOD

Ako viete, dospelý človek s miernou fyzickou aktivitou potrebuje denne prijať asi 12,5 kJ (3000 kalórií) z potravy. Túto energetickú potrebu dokáže pokryť 75 g cukru. Jedlo nám však poskytuje viac ako len kalórie. Telo potrebuje materiál na rast a regeneráciu zastaraných buniek a tkanív, takže jedlo musí obsahovať bielkoviny, tuky, sacharidy a vitamíny. Skutočnosť, že ľudia sa orientovali najmä na spotrebu poľnohospodárskych, živočíšnych a rybárskych produktov, sa vysvetľuje tým, že v týchto oblastiach výroby potravín bolo možné svojho času dosahovať vysokú produktivitu práce. Podľa najkonzervatívnejších odhadov sa celosvetový nedostatok bielkovín v strave odhaduje na 15-25 miliónov ton. ročne, čo súvisí s nedostatkom a menejcennosťou potravín. Hlavným spôsobom zníženia a odstránenia tohto nedostatku je produkcia bielkovín pomocou mikrobiálnej syntézy, ktorá má tieto výhody: 1) mikroorganizmy majú vysokú mieru akumulácie biomasy (500 kg kvasiniek za deň vyprodukuje 80 ton bielkovín, pričom za býk rovnakej hmotnosti za rovnaké obdobie prírastok bielkovín je 400-500 g); 2) mikrobiálne bunky sú schopné akumulovať veľmi veľké množstvo bielkovín (kvasinky - až 60%, baktérie - až 75% hmotnosti); 3) proces mikrobiálnej syntézy je menej náročný na prácu a ekonomický v porovnaní s chemickou syntézou proteínov. Všetky tieto výhody predurčili rýchly rozvoj technológie výroby mikrobiálnych bielkovín, ktorá je najrozsiahlejším odvetvím biotechnológie.

Účel Táto práca je zameraná na štúdium metód získavania potravinových bielkovín.

Na dosiahnutie tohto cieľa boli stanovené tieto úlohy:

1) Štúdium charakteristík potravinových bielkovín;

2) Opis funkčných vlastností potravinového proteínu;

3) Výskum metód výroby potravinových bielkovín

4) Prezentácia technologickej schémy výroby potravinového proteínu na príklade.

1. HLAVNÁ ČASŤ

bielkovinová potravinová biotechnológia

1.1 Všeobecná charakteristika potravinových bielkovín

Proteín je najdôležitejšou životne dôležitou zložkou výživy a v potravinách plní dve hlavné funkcie. Schopnosť proteínu vykonávať potravinovú alebo nutričnú funkciu je charakterizovaná jeho biologickou hodnotou. Druhá funkcia je štrukturálna. Poskytuje potrebnú štruktúru, ako aj komplex reologických a iných fyzikálnych a chemických vlastností spracovaných potravinových systémov a hotových potravinárskych výrobkov. Tým sa nastavuje konzistencia, technologické a iné kvality potravinárskych výrobkov. Schopnosť proteínu vykonávať štrukturálne funkcie, ktoré poskytujú požadované spotrebiteľské vlastnosti potravinárskeho produktu, sa vyznačuje širokým rozsahom fyzikálno-chemických charakteristík, ktoré spája pojem „funkčné vlastnosti proteínu“. Proteín, ktorý plní nutričnú funkciu, zabezpečuje primeranosť potravinového produktu fyziologickým potrebám tela, zatiaľ čo jeho plnenie štrukturálnych funkcií má zabezpečiť spotrebiteľské vlastnosti potravinového produktu a jeho primeranosť sociálno-kultúrnym potrebám ľudí. Je dôležité, že skutočný dopyt po potravinárskych výrobkoch je určovaný predovšetkým ekonomickými a sociokultúrnymi faktormi, preto je do značnej miery determinovaný nákladmi a spotrebiteľskými (komoditnými) charakteristikami potravinárskeho výrobku, a nie jeho biologickou alebo nutričnou hodnotou, o ktorej spotrebiteľ je zvyčajne málo informovaný. Spotrebiteľské vlastnosti produktu zabezpečujú jeho nákup a spotrebu, čo znamená uvedomenie si biologickej hodnoty tohto produktu. Preto sú štrukturálne funkcie bielkovín prvoradé, zabezpečujú spotrebiteľské kvality potravinového produktu a určujú možnosť realizácie nutričnej funkcie bielkovín.

Biologická hodnota bielkovín, ktoré ľudia nekonzumujú, je nulová. Zvyšuje sa približne na 10 % maxima realizovaného v prípade skrmovania živočíšnych bielkovín z nových netradičných zdrojov v súlade s účinnosťou premeny kŕmnych bielkovín na mäsové. Biologická hodnota netradičného alebo nedostatočne využitého proteínu sa môže naplno prejaviť pri jeho spracovaní na potravinárske produkty. V dôsledku toho je najracionálnejšie využitie potravinového proteínu na výživu, keď sa spracuje na potravinárske produkty, ktoré sú lacné a atraktívne pre spotrebiteľa. Z toho vyplýva popredná dôležitosť štrukturálnej funkcie bielkovín a problém získavania bielkovín s potrebnými funkčnými vlastnosťami, zabezpečujúcimi tak hospodárnosť ich spracovania na potravinárske produkty, ako aj ich spotrebiteľské vlastnosti. dôležitým kritériom jeho kvality sú náklady. Určuje možnosť získať pomerne lacné potravinové výrobky na masovú spotrebu na báze bielkovín. Okrem nákladov na potravinové bielkoviny sú významné aj náklady na ich spracovanie na potraviny, teda poskytnutie potrebných spotrebiteľských vlastností. Náklady na spracovanie bielkovín do značnej miery závisia od ich funkčných vlastností, ktoré následne ovplyvňujú výber technológie spracovania bielkovín. Vo väčšine prípadov vedie zvýšenie stupňa čistenia proteínu počas jeho izolácie k zvýšeniu jeho funkčných vlastností, nákladov a často aj k zníženiu biologickej hodnoty. Nárast ceny bielkovín a pokles ich biologickej hodnoty sú zároveň kompenzované skutočnosťou, že zlepšené funkčné vlastnosti umožňujú spracovať tento proteín s nižšími nákladmi do širšej škály potravinových produktov rôzneho zloženia a nutričných hodnôt. hodnotu vrátane najdrahších kombinovaných mäsových a mliečnych výrobkov a ich analógov. Navyše, bielkoviny, ktoré sú viac čistené, majú tendenciu sa ľahšie uchovávať, majú dlhšiu trvanlivosť a majú vyšší štandard, čo pomáha znižovať náklady na ich spracovanie na potraviny. V dôsledku toho medzi množstvom indikátorov kvality bielkovín zohrávajú dominantnú úlohu funkčné vlastnosti. Vo všetkých prípadoch zostávajú biologická hodnota a cena proteínu rovnaké.

1.2 História štúdia

Proteín sa stal predmetom chemického výskumu pred 250 rokmi. V roku 1728 taliansky vedec Jacopo Bartolomeo Beccari získal z pšeničnej múky prvý proteínový prípravok – lepok. Lepok podrobil suchej destilácii a presvedčil sa, že produkty takejto destilácie sú zásadité. To bol prvý dôkaz jednoty prírody látok rastlinnej a živočíšnej ríše. Výsledky svojej práce publikoval v roku 1745 a bola to prvá práca o proteíne.

V 18. - začiatkom 19. storočia boli opakovane opísané bielkovinové látky rastlinného a živočíšneho pôvodu. Zvláštnosťou takýchto opisov bola konvergencia týchto látok a ich porovnanie s anorganickými látkami.

Je dôležité poznamenať, že v tomto čase, ešte pred príchodom elementárnej analýzy, sa vyvinula myšlienka, že proteíny z rôznych zdrojov sú skupinou jednotlivých látok s podobnými všeobecnými vlastnosťami.

V roku 1810 Joseph Gay-Lussacque a Louis Thénard prvýkrát určili elementárne zloženie bielkovinových látok. V roku 1833 J. Gay-Lussac dokázal, že bielkoviny nevyhnutne obsahujú dusík a čoskoro sa ukázalo, že obsah dusíka v rôznych bielkovinách je približne rovnaký. V tom istom čase sa anglický chemik John Dalton pokúsil zobraziť prvé vzorce proteínových látok. Predstavoval si ich ako pomerne jednoducho štruktúrované látky, ale aby zdôraznil ich individuálne rozdiely s rovnakým zložením, uchýlil sa k zobrazeniu molekúl, ktoré by sa teraz nazývali izomérne. Pojem izoméria však v Daltonových časoch ešte neexistoval.

Jednou z najrozšírenejších teórií preštrukturálnej organickej chémie bola teória radikálov – nezmenených zložiek príbuzných látok. V roku 1836 Holanďan G. Mulder navrhol, že všetky proteíny obsahujú rovnaký radikál, ktorý nazval proteín (z gréckeho slova „prvý“, „zaujať prvé miesto“).

V polovici 19. storočia boli vyvinuté mnohé metódy na extrakciu proteínov, ich čistenie a izoláciu v roztokoch neutrálnych solí. V roku 1847 objavil K. Reichert schopnosť bielkovín vytvárať kryštály. V roku 1836 objavil T. Schwann pepsín, enzým, ktorý štiepi bielkoviny. V roku 1856 objavil L. Corvisart ďalší podobný enzým – trypsín. Štúdiom pôsobenia týchto enzýmov na bielkoviny sa biochemici pokúsili odhaliť záhadu trávenia. Najväčšiu pozornosť však vzbudzovali látky vznikajúce pôsobením proteolytických enzýmov (proteázy, medzi ne patria aj vyššie uvedené enzýmy) na proteíny: niektoré z nich boli fragmenty pôvodných molekúl proteínov (nazývali sa peptóny), iné neboli podrobené k ďalšiemu štiepeniu proteázami a patril k už známym zo začiatku storočia do triedy zlúčenín - aminokyselín (prvý derivát aminokyseliny - asparagínamid bol objavený v roku 1806 a prvá aminokyselina - cystín v roku 1810). Aminokyseliny v bielkovinách prvýkrát objavil v roku 1820 francúzsky chemik Henri Braconneau. Použil kyslú hydrolýzu bielkovín a objavil v hydrolyzáte sladkastú látku, ktorú nazval glycín. V roku 1839 bola dokázaná existencia leucínu v proteínoch a v roku 1849 F. Bopp izoloval z proteínu ďalšiu aminokyselinu – tyrozín.

Do konca 80. rokov. V 19. storočí už bolo z hydrolyzátov bielkovín izolovaných 19 aminokyselín a pomaly sa začal upevňovať názor, že informácie o produktoch hydrolýzy bielkovín nesú dôležité informácie o štruktúre molekuly bielkovín. Aminokyseliny sa však považovali za esenciálnu, no nepodstatnú zložku bielkovín.

Nemecký chemik E. Fischer vyvinul teóriu peptidov, ktorá získala všeobecné uznanie po celom svete.

Je dôležité, že Fisher skonštruoval výskumný plán, ktorý sa výrazne líšil od toho, čo sa uskutočnilo predtým, ale zohľadnil všetky v tom čase známe skutočnosti. V prvom rade prijal ako najpravdepodobnejšiu hypotézu, že proteíny sú postavené z aminokyselín spojených amidovou väzbou:

Obr. 2 - Amidová väzba podľa Fischerovej koncepcie

Fischer nazval tento typ väzby (analogicky s peptónmi) peptidová väzba. Navrhol, že proteíny sú polyméry aminokyselín spojené peptidovými väzbami. Dokázanie peptidového typu spojenia aminokyselinových zvyškov. E. Fischer vychádzal z nasledujúcich pozorovaní. Po prvé, ako pri hydrolýze bielkovín, tak aj pri ich enzymatickom rozklade, vznikali rôzne aminokyseliny. Iné zlúčeniny bolo mimoriadne ťažké opísať a ešte ťažšie ich získať. Okrem toho Fischer vedel, že proteíny nemajú prevahu ani kyslých, ani zásaditých vlastností, čo znamená, ako usúdil, že amino a karboxylové skupiny v zložení aminokyselín v molekulách proteínov sú uzavreté a akoby sa navzájom maskovali. (amfoterita bielkovín, ako by sa teraz povedalo).

Fischer rozdelil riešenie problému proteínovej štruktúry a zredukoval ho na tieto ustanovenia:

1) Kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie produktov úplnej hydrolýzy bielkovín.

2) Stanovenie štruktúry týchto finálnych produktov.

3) Syntéza polymérov aminokyselín so zlúčeninami amidového (peptidového) typu.

4) Porovnanie takto získaných zlúčenín s prírodnými proteínmi.

Následne bola Fischerova peptidová teória početne revidovaná a doplnená.

1.3 Funkčné vlastnosti bielkovín

Pojem funkčných vlastností proteínu bol prvýkrát predstavený Circle a Johnson v roku 1962. Funkčné vlastnosti proteínu sú chápané ako fyzikálno-chemické vlastnosti, ktoré určujú jeho správanie pri spracovaní na potravinárske produkty, ako aj poskytovanie požadovanej štruktúry, technologického a spotrebiteľské vlastnosti hotových potravinárskych výrobkov. Táto oblasť vedeckého výskumu je kľúčová pre vývoj technológie na premenu bielkovín na nové formy potravín. K najdôležitejším funkčným vlastnostiam proteínu patrí rozpustnosť a napučiavanie, schopnosť stabilizovať dispergované systémy (peny, emulzie a suspenzie), tvorba gélov, adhézne a reologické vlastnosti proteínových systémov, zvlákňovateľnosť proteínových roztokov atď. Bielkoviny, ktoré sú vysoko rozpustné v vodné médiá sa vyznačujú vysokými funkčnými vlastnosťami, schopnými vytvárať vysoko koncentrované roztoky, suspenzie a gély, ako aj účinne stabilizovať emulzie a peny. Je nevyhnutné, aby sa tieto vlastnosti mohli prejaviť pri pH, teplote a zložení systémov typických pre procesy spracovania a extrakcie bielkovín, ako aj pre hotové potravinárske produkty. Proteíny s nízkymi funkčnými vlastnosťami sú slabo rozpustné, nerozpustné a nenapučiavajú vo vodnom prostredí (bez chemickej modifikácie, deštrukcie alebo hydrolýzy), nie sú schopné vytvárať viskózne koncentrované suspenzie (testovacie hmoty), gély ani stabilizovať peny a emulzie. Takéto bielkoviny sa zvyčajne používajú na získavanie potravinových hydrolyzátov vo forme malých prísad do potravinárskych výrobkov a tiež ako súčasť krmiva.

Pojem „funkčné vlastnosti proteínu“ pokrýva široký rozsah fyzikálno-chemických charakteristík vodných systémov obsahujúcich proteín. Tento pojem sa spravidla vzťahuje na vlastnosti vysoko koncentrovaných viaczložkových systémov obsahujúcich proteíny. Keďže v týchto prípadoch nie je možné predpovedať funkčné vlastnosti systémov na základe molekulárnych charakteristík proteínu, pri ich hodnotení zohrávajú dominantnú úlohu empirické metódy. Funkčné charakteristiky sa preto študujú najmä pomocou empiricky vybraných metód a len niektoré z nich sú štandardizované. Získané kvantitatívne výsledky pre skúmaný proteín sa porovnávajú s výsledkami štúdia iných proteínov vybraných na porovnanie.

Štúdium funkčných vlastností bielkovín je kľúčovým vedeckým smerom v problematike získavania nových foriem potravín, zabezpečenia vývoja receptúr pre viaczložkové potravinové systémy, výberu procesov a spôsobov ich spracovania na potravinárske produkty. Napriek značnému úsiliu, ktoré v tejto oblasti vynakladá veľké množstvo vedeckých tímov, sú vedecké a aplikované aspekty problematiky štúdia funkčných vlastností bielkovín mimoriadne nedostatočne rozvinuté, čo je spôsobené jej výnimočnou komplexnosťou.

Táto oblasť výskumu je v procese formovania, takže ani všeobecne akceptovaná terminológia ešte nebola vyvinutá. V poslednom desaťročí došlo k výraznému pokroku v oblasti modelovania viaczložkových potravinových systémov, posudzovania a regulácie funkčných vlastností bielkovín.

2 . Biotechnológia potravinových bielkovín

2.1 Spôsoby získavania bielkovín

2.1.1 Príprava mikrobiálneho proteínu na nižších alkoholoch

Kultivácia v metanole. Hlavnou výhodou tohto substrátu je jeho vysoká čistota a absencia karcinogénnych nečistôt, dobrá rozpustnosť vo vode, vysoká prchavosť, vďaka ktorej sa dajú ľahko odstrániť jeho zvyšky z hotového výrobku. Biomasa získaná metanolom neobsahuje nežiaduce nečistoty, čo umožňuje vylúčiť z technologickej schémy stupne čistenia.

Pri vykonávaní procesu je však potrebné vziať do úvahy také vlastnosti metanolu, ako je horľavosť a možnosť tvorby výbušných zmesí so vzduchom.

Kvasinkové aj bakteriálne kmene boli študované ako producenti využívajúci metanol v konštruktívnom metabolizme. Na výrobu boli odporúčané kvasinky Candidaboidinii, Hansenulapolymorpha a Piehiapastoris, optimálne podmienky, pre ktoré (t=34-37°C, pH=4,2-4,6) umožňujú uskutočnenie procesu s ekonomickým koeficientom asimilácie substrátu do 0,40 pri prietoku v rozmedzí 0,12-0,16 h. - 1. Medzi bakteriálnymi kultúrami sa používa Methylomonasclara, Pseudomonas rosea a iné, schopné vývoja pri t=32-34°C, pH=6,0-6,4 s ekonomickým koeficientom asimilácie substrátu do 0,55 pri prietoku do 0,5 h-1.

Zvláštnosti kultivačného procesu sú do značnej miery určené použitým kmeňom producenta (kvasinky alebo baktérie) a aseptickými podmienkami. Množstvo zahraničných spoločností ponúka použitie kmeňov kvasiniek a kultiváciu bez prísnej asepsie. V tomto prípade technologický proces prebieha vo vstrekovacom fermentore s kapacitou 75 ton DIA denne a merná spotreba metanolu je 2,5 t/t DAS.

V mnohých krajinách sa ako producenti využívajú bakteriálne kmene, proces prebieha za aseptických podmienok v erlifitových alebo tryskových fermentoroch s kapacitou 100-300 t/deň a spotrebou metanolu do 2,3 t/t DIA. Fermentácia prebieha v jednom stupni pri nízkych koncentráciách alkoholu (do 12 g/l) s vysokým stupňom využitia metanolu.

Najperspektívnejším vo svojom dizajne je prúdový fermentor Ústavu technickej chémie Akadémie vied NDR. Fermentor s objemom 1000 m 3 pozostáva zo sekcií umiestnených nad sebou a navzájom spojených šachtovými prepadmi. Fermentačné médium zo spodnej časti fermentora je privádzané tlakovým potrubím odstredivými obehovými čerpadlami do horných šachtových prepadov, cez ktoré prechádza do spodnej časti, kde nasáva vzduch z plynového potrubia. Médium teda prúdi zo sekcie do sekcie a neustále nasáva nové časti vzduchu. Padajúce prúdnice v banských prepadoch zabezpečujú intenzívne prevzdušňovanie prostredia.

Živné médium sa nepretržite dodáva do oblasti horných prepadov bane a mikrobiálna suspenzia sa odstraňuje zo vzdialených okruhov. V štádiu izolácie je zabezpečená granulačná separácia pre všetky typy výrobcov s cieľom získať hotový produkt v granulách.

kvasnice ( Candidautilis Sacharomyceslambica, Hansenulaanomala, Acinetobactercalcoaceticus). Kultivačný proces prebieha v jednom stupni vo fermentoroch s vysokou charakteristikou prenosu hmoty pri koncentrácii etanolu maximálne 15 g/l.

Kvasinky pestované na etanole obsahujú (%): surový proteín 60-62; lipidy 2-4; popol 8-10; vlhkosť do 10.

2.1.2 Výroba bielkovinových látok zo sacharidových surovín

Historicky jedným z prvých substrátov používaných na získavanie kŕmnej biomasy boli hydrolyzáty rastlinného odpadu, predhydrolyzáty a sulfitový výluh – odpad z celulózo-papierenského priemyslu. Záujem o sacharidové suroviny ako hlavný obnoviteľný zdroj uhlíka sa výrazne zvýšil aj z environmentálneho hľadiska, keďže môže slúžiť ako základ pre vytvorenie bezodpadovej technológie spracovania rastlinných produktov.

Vzhľadom na skutočnosť, že hydrolyzáty sú komplexný substrát pozostávajúci zo zmesi hexóz a pentóz, druhy kvasiniek sa rozšírili medzi priemyselne vyrábané kmene C.utilis, C.scottii A C.tropicalis, schopné asimilovať pentózy spolu s hexózami a tiež tolerovať prítomnosť furfuralu v médiu.

Zloženie živného média v prípade pestovania na uhľovodíkových surovinách sa výrazne líši od toho, ktoré sa používa pri pestovaní mikroorganizmov na uhľovodíkovom substráte. Hydrolyzáty a sulfitové lúhy obsahujú malé množstvá takmer všetkých mikroelementov potrebných pre rast kvasiniek. Chýbajúce množstvá dusíka, fosforu a draslíka sa zavádzajú vo forme všeobecného roztoku ammofosových solí, chloridu draselného a síranu amónneho.

Fermentácia prebieha v transportných zariadeniach Lefrancois-Marie s objemom 320 a 600 m3. Proces kultivácie kvasiniek prebieha nepretržite pri pH 4,2-4,6. Optimálna teplota je od 30 do 40°C.

2.1.3 Hubový proteín (mykoproteín)

Mykoproteín je potravinový výrobok pozostávajúci hlavne z mycélia húb. Kmeň použitý pri jeho výrobe je Fusarium graminearum, izolované z pôdy. Mykoproteín sa dnes vyrába v poloprevádzkovom zariadení metódou kontinuálnej kultivácie. Ako substrát sa používa glukóza a iné živiny a zdrojom dusíka sú amoniak a amónne soli. Po ukončení fermentačnej fázy sa kultúra podrobí tepelnému spracovaniu, aby sa znížil obsah ribonukleovej kyseliny, a potom sa mycélium oddelilo vákuovou filtráciou.

Ak porovnáte tvorbu mykoproteínu s procesom syntézy živočíšnych bielkovín, ukáže sa množstvo jeho výhod. Okrem toho, že je tu vyššia rýchlosť rastu, dochádza k premene substrátu na bielkovinu neporovnateľne efektívnejšie ako pri trávení potravy domácimi zvieratami.

Pozitívnym faktorom je aj vláknitá štruktúra pestovanej plodiny; textúra hmoty mycélia je blízka prírodným produktom, preto je možné vo výrobku napodobniť textúru mäsa a pomocou prísad napodobniť jeho chuť a farbu. Hustota produktu závisí od dĺžky hýf pestovanej huby, ktorá je určená rýchlosťou rastu.

Po rozsiahlom výskume nutričnej hodnoty a bezpečnosti mykoproteínu ministerstvo poľnohospodárstva, rybolovu a výživy povolilo jeho predaj v Anglicku. Jeho obsah živín je uvedený v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Priemerné zloženie mykoproteínu a porovnanie so zložením hovädzieho mäsa.

2.2 Získavanie potravinových bielkovín zo sójového šrotu

Technológie na získavanie proteínových produktov z rastlinných surovín sú založené na dvoch hlavných technologických prístupoch:

1. Hĺbková frakcionácia makroživín surovín s maximalizáciou výťažku bielkovín, ich prečistenie, zahustenie a v prípade potreby úprava funkčných a biomedicínskych charakteristík.

2. Optimálna frakcionácia makro- a mikronutrientov surovín na získanie proteín-lipidových a proteín-sacharidových kompozitov daného zloženia s maximálnym zachovaním fytochemického potenciálu sprievodných mikroživín.

Hoci konzumácia sójových bôbov v potravinách je známa už niekoľko tisíc rokov, pozostávala najmä z plnotučných sójových produktov – sójové mlieko, tofu, tempeh a pod.Až v 20. storočí. Začali sa rozvíjať technológie na výrobu koncentrovaných sójových bielkovín. Začiatkom storočia sa objavila sójová múka, ktorá sa získavala z celých semien, tlačeniek, neskôr z odtučneného sójového šrotu. Výrazná fazuľová príchuť obmedzovala rast trhu so sójovou múkou, preto sa vynaložilo značné úsilie na vývoj technológií „odstránenia zlej chuti“.

Široký rozvoj technológií výroby sójových bielkovín sa objavil až po vývoji technológie extrakcie rozpúšťadlovým olejom. V roku 1937 boli zavedené komerčné sójové izoláty, ktoré sa používali ako spojivá pre pigmenty v náteroch papiera a ako „penová prikrývka“ na hasenie požiarov. V 50. rokoch sa objavili koncentráty, ktoré boli vnímané ako medzizložky medzi múkou a izolátmi. Nízkotučné sójové produkty možno rozdeliť do troch hlavných skupín, ktoré sa líšia obsahom bielkovín.

Približné zloženie sójových proteínových produktov, ktoré poskytuje Soy Protein Council, je uvedené v tabuľke. 1.

Obr. 1 - Zovšeobecnený diagram technológie výroby sójových bôbov s produkciou potravinových bielkovín

Sójová múka má obmedzenia pri použití vo výžive kvôli nadúvaniu čriev. Ľudia nemajú enzýmy schopné hydrolyzovať α-galaktozidové väzby rafinózy a stachózy prítomné v sójových bôboch za vzniku jednoduchých cukrov. Preto sa tieto sacharidy dostávajú do črevného traktu, kde sú vystavené baktériám a metabolity tejto interakcie spôsobujú tvorbu plynov.

Izoláty a koncentráty sú čistejšie formy sójových bielkovín. Vo výžive sa využívajú bez obmedzenia a v kombinácii s ďalšími zložkami potravy môžu slúžiť ako hlavný zdroj bielkovín v ľudskej strave.

Technológie na získanie sójových bielkovín

Priemyselné technológie na výrobu sójových bielkovín majú svoje know-how Počet kombinácií spôsobov výroby rôznych produktov je neobmedzený Aj pri výrobe jedného druhu produktu sa technológie a zariadenia od rôznych výrobcov líšia, čo spôsobuje malé rozdiely vo výrobkoch Jedlé sójové bielkoviny sa zvyčajne vyrábajú na samostatných výrobných linkách a nie na rovnakých linkách, ktoré sa používajú na výrobu oleja a kŕmnej múčky, keď sa kŕmna múčka získava z rozdrvených a nedostatočne kvalitných semien sóje počas procesu extrakcie. Niektorí výrobcovia umývajú sójové bôby, aby odstránili nečistoty a malé kamene.

Doteraz sa väčšina sójových proteínových produktov na svete vyrába z bieleho okvetného lístka (BL – hexánom odtučnený okvetný lístok, získaný z potravinárskych lúpaných semien sóje).

Na výrobu okvetných lístkov s vysokým PDI/NSI sa zvyčajne používa systém rýchleho odstraňovania pár alebo prehriateho rozpúšťadla, niekedy označovaný ako „systém bielych plátkov“. Žiadny z domácich podnikov nemá takéto systémy na odstraňovanie rozpúšťadla z múky.

V Rusku sa sójový šrot vyrába v továrňach hlavne podľa schémy predlisovania a extrakcie, keď sa olej pred extrakciou predbežne odstráni na lisoch. Rozpúšťadlo sa z jedla destiluje pomocou hriankovačov a odparovačov typu vaňa. Extrakčné produkty majú NSI 50 alebo nižšie v dôsledku denaturácie sójového proteínu v dôsledku vlhkosti a vysokých teplôt. Podľa týchto schém je možné pomocou existujúcich zariadení v Rusku získať iba testovanú sójovú múčku a z nej iba praženú sójovú múku.

Sójová múka a krupica. Odtučnená sójová múka sa získava mletím a preosievaním odtučnených sójových peliet. Biely okvetný lístok sa zvyčajne melie na drť pomocou kladivových drvičov, vírivých mlynov alebo triedičov. Rozptyl veľkosti častíc je riadený triedením vzduchu a ak je potrebný užší rozsah veľkosti častíc, používajú sa sitá. Odtučnená sójová múka obsahuje približne 38 % celkových sacharidov, vrátane 15 % rozpustných mono- a oligosacharidov a 13 % polysacharidov, ktoré možno ďalej extrahovať na výrobu koncentrátov alebo izolátov sójových bielkovín. Múka so zníženým obsahom tuku alebo lecitínová sójová múka obsahuje pôvodnú múku a pridaný olej alebo lecitín. Múka so zníženým obsahom tuku sa získava pridaním ďalšieho tuku k sójovej múke v množstve 1 až 15 %, aby sa znížila tvorba prachu a pridalo sa dodatočné množstvo tuku požadované receptúrou produktu. Rafinovaný olej sa používa na výkrm múky získanej z extrahovaného materiálu. Lecitínová múka sa vyrába s prídavkom 3, 6 a 15 % lecitínu. Lecitín zlepšuje dispergovateľnosť múky a ďalších prísad v cukrovinkách a studených nápojoch.

3 . Získanie bielkovín v strave

Zlepšenie chuti a vône potravín pri súčasnom zvýšení obsahu bielkovín pomocou mikroskopických húb - plesní sa už dlho používa pri výrobe potravín (miso, sufu, tempeh) konzumovaných v ázijských krajinách. Jedným z východiskových produktov sú sójové bôby. V Indonézii sa sójové koláče jedia s plesňami rodu Rhizopus-tempeh, ktorý obsahuje až 55% bielkovín a chutí ako mäsové výrobky. Výroba tempehu trvá 2-3 dni. Sójové bôby sa najskôr ošúpu (aby sa odstránili šupky), potom sa varia pol hodiny, aby sa zničili inhibítory žalúdočnej kyseliny trypsínu, ktoré spôsobujú, že surové sójové bôby sú pre ľudí nepožívateľné. Fazuľa sa potom vysuší a naočkuje spórami plesní Rhizopusoligosporus. Fermentácia trvá 36-38 hodín pri 30°C. Výsledkom je kompaktné svetlohnedé jedlo (fazuľové pyré). Tempeh sa zvyčajne konzumuje ako plochý chlieb vyprážaný na kokosovom oleji.

Obsah bielkovín sa zvyšuje a dosahuje 50-55% v porovnaní s 20-25% v sójových bôboch. Tempeh je považovaný za najvýživnejšie a ľahko stráviteľné jedlo. Z ďalších orientálnych jedál získaných pomocou foriem možno vyzdvihnúť japonské miso, ktoré sa pripravuje zo sójových bôbov s Aspergillusorisae, čínske sufu - výrobok podobný syru získaný pestovaním sójových bôbov s plesňou rodu Mucor. Nepostrádateľné korenie v orientálnej kuchyni - sójová omáčka sa pripravuje pomocou plesne. Aspergillusorisae, baktérie mliečneho kvasenia Pediococcus , droždie Saccharomyces, Torula. Vďaka tomu je produkt obohatený o mliečne a iné kyseliny, etanol a získava špecifickú chuť a vôňu

Obr. 2 - Schéma prípravy tempehu

Príprava fermentáciou sójová omáčka

Obr. 3 - Schéma prípravy sójovej omáčky

Tradičné sójové omáčky sa vyrábajú fermentáciou zmesi fazule a obilnín s plesňami. Aspergillus oryzae a ďalšie. V Japonsku sa samotný štartér aj fermentačná hmota nazývajú koji V dávnych dobách bola kvasiaca hmota v 20. storočí vystavená slnku, teplota a vlhkosť sa zvyčajne kontrolujú v špeciálnych inkubačných komorách.

1. Namáčanie a varenie: Fazuľa sa namočí do vody a potom sa uvarí do mäkka. Pšenica sa opraží a rozdrví.

2. Kombinovanie prísad: zmieša sa rovnaké množstvo uvarenej fazule a pražených drvených zŕn, potom sa na ne vysejú spóry niekoľkých druhov húb Aspergillus a iných mikroorganizmov:

· A. oryzae, Sója: Plodiny s vysokým obsahom proteázy sa široko používajú pri výrobe sójovej omáčky;

· A. tamai: Používa sa na výrobu sójovej omáčky tamari;

· Saccharomyces cerevisiae kvasinky obsiahnuté v tejto kultúre premieňajú cukry na etanol, ktorý môže podstúpiť vedľajšiu reakciu, ktorá vedie k tomu, že sa do sójovej omáčky dostanú ďalšie zložky;

· Bacillus spp.(rod): v dôsledku činnosti týchto baktérií získava sójová omáčka charakteristický zápach;

· Druhy Lactobacillus: Kyselina mliečna produkovaná týmito baktériami zvyšuje kyslosť omáčky.

3. Fermentácia: Zmes fazule a zŕn sa navlhčí soľankou (pre mokré kvasenie) alebo posype soľou a potom sa nechá kvasiť po dobu 40 dní až 2-3 rokov. V priebehu času mikroorganizmy rozkladajú suslanové proteíny na voľné aminokyseliny, proteínové fragmenty a škrob na jednoduché cukry. Tieto aminoglykozidové reakcie dodávajú omáčke tmavohnedú farbu. Laktobacily fermentujú cukry na kyselinu mliečnu a kvasinky produkujú etanol, ktorý prechádza sekundárnou reakciou a obohacuje omáčku o nové prísady. Ak sa proces v tejto fáze zastaví, produkt sa nazýva sójová pasta.

4. Lisovanie: Plne vykvasená kaša sa umiestni pod ťažké nádoby obalené látkou a stlačí sa, aby sa oddelila sójová omáčka od tuhého odpadu, ktorý sa potom používa na hnojenie pôdy alebo kŕmenie hospodárskych zvierat.

5. Pasterizácia: Surová omáčka sa zahrieva, aby zabila plesne a kvasinky. Omáčka sa potom prefiltruje a plní do fliaš na predaj.

Americkí vedci prispôsobili výrobný proces na výrobu indonézskeho tempehu pre obilniny. Takže pšenica fermentovaná rovnakou plesňou Rizopus do 20 hodín pri 30 0 C sa premení na produkt obsahujúci 6-7 krát viac bielkovín ako obyčajná pšenica. Vyvinuli tiež metódu obohatenia ďalšieho produktu obsahujúceho potravinový škrob, manioku, proteínom založeným na raste plesne Aspergillus. Po 30 hodinách fermentácie pri 38 °C sa obsah bielkovín v produkte zvýši z 5 % na 18 % a obsah sacharidov klesne zo 65 % na 28 %.

Miso alebo sójová pasta je jednou z najčastejšie používaných ingrediencií v japonskej kuchyni. Technológia prípravy Miso je založená na procese fermentácie (fermentácie) sóje, obilnín a špeciálneho druhu huby „koji-kin“. Výsledkom je hustá pasta, ktorá sa používa na prípravu rôznych japonských jedál, napríklad japonských Miso polievka.

V Japonsku, Miso polievka, rovnako ako riasa chuka, je neoddeliteľnou súčasťou raňajok, obeda a večere. Polievka sa zvyčajne podáva pred hlavným chodom, či už je to ľahké dopoludňajšie občerstvenie alebo sada sushi na obed. Polievka je doplnková tekutá potravina, ktorá vyrovnáva proces trávenia a robí ho prospešnejším.

Okrem vitamínov A a D obsahuje sójová pasta veľké množstvo vápnika, železa a zinku. Dnes v Japonsku existujú minimálne 3 druhy miso polievok: ryža, sója a pšenica. Každý druh polievky má svoje vlastné chuťové rozdiely a oblasť pôvodu.

V tomto materiáli vám povieme, ako pripraviť tradičnú miso polievku, ktorú môžete vyskúšať vo väčšine japonských reštaurácií. Polievka bude užitočná pre tých, ktorí sledujú svoju postavu a radšej jedia zdravo. Miso polievka z morských rias sa pripravuje z nasledujúcich ingrediencií:

Dasi - 1,5 lyžičky

Miso - 0,5 šálky (sójová pasta)

Tofu - 0,5 šálky (kocky)

Zelená cibuľa - 2 lyžice (jemne nakrájaná)

Voda - 4 poháre

Morské riasy - 1 polievková lyžica. lyžica (špeciálna sušená morská riasa do polievky)

Uvedené údaje nepokrývajú všetky oblasti využitia plesní, ale charakterizujú zásadné možnosti ich využitia ako zdroja potravinových bielkovín.

Na získanie potravinového proteínu sa aktívne používajú aj iné mikroorganizmy - riasy. Národy tichomorského pobrežia jedia morské a oceánske riasy odpradávna. Obyvatelia Havajských ostrovov využívajú 60 zo 115 druhov rias, ktoré žijú v priestoroch miestnych oceánov. Modrozelené riasy sú obzvlášť cenené v Číne Nostoc, ktoré vzhľadom pripomínajú slivku a chuťou sa zaraďujú medzi čínske pochúťky. V japonských kulinárskych príručkách je viac ako 300 receptov obsahujúcich morské riasy. Veľmi intenzívne využívanie rias na potravinárske účely však neumožňuje prirodzenú obnovu plantáží. V tomto ohľade sa riasy začali umelo pestovať v podvodných záhradách. Akvakultúra je prosperujúce biotechnologické odvetvie. Pozornosť odborníkov na výživu púta modrozelená jednobunková riasa spirulina, ktorá rastie v Afrike (Čadské jazero) a Mexiku (jazero Texcoco). Miestni obyvatelia ich používajú v sušenej forme - sušienky alebo dikhe. Produkt sa vyznačuje veľmi vysokým obsahom bielkovín - až 70%. Jazero Texcoco a jazero Čad sú jediné alkalické jazerá na svete (pH do 11). Pri tomto pH spirulina rýchlo rastie a rastie ako monokultúra. Vďaka prítomnosti plynom naplnených vakuol v bunkách sa riasy vznášajú a vietor ich odnáša na breh jazera, kde guľôčky rias vyschnú pod slnkom. Analýza vzoriek spiruliny v laboratórnych podmienkach ukázala obsah bielkovín do 70% a sacharidov - 19%. Mexická spoločnosť Texcoco sa od roku 1967 úzko zaoberá zberom spiruliny a jej premenou na múku. V súčasnosti produkcia múky spirulina dosahuje 1000 ton ročne a dováža sa do USA, Japonska a európskych krajín pre firmy špecializujúce sa na predaj proteínových koncentrátov a dietetických potravín. Biomasa spiruliny je ekvivalentná štandardom potravinových bielkovín, ktoré stanovila FAO WHO. V Taliansku je továreň, kde sa spirulina pestuje na ploche 20 hektárov v uzavretom systéme z polyetylénu (s príslušným pH) a dosahujú vysoké výnosy (20 g biomasy na 1 m 3 za deň). V Uzbekistane (Samarkand) sa spirulina pestovala vo vodách tepelných elektrární bohatých na CO 2 . Úroda bola 30-60 ton z hektára za rok.

Ľudia používajú droždie ako zdroj bielkovín v strave len v extrémnych podmienkach (horolezci, námorníci), ako zložku suchých dávok. Jedným z dôvodov je pomerne hrubá bunková stena kvasiniek, ktorá bráni ich vstrebávaniu ľudským organizmom.

ZÁVER

V súčasnosti existuje viac ako 300 produktov využívajúcich sójové bielkoviny. Vyvinuté formulácie potravinárskych výrobkov prešli príslušnými testami a sú odporúčané na použitie ministerstvom zdravotníctva. Väčšina produktov zo sójových bielkovín sa spotrebuje v mäsovom priemysle. Okrem toho sa sójové bielkoviny široko používajú v mliekarenskom, olejovom a tukovom priemysle, cukrárstve, pekárenskom priemysle, vo verejnom stravovaní, ako aj v detskej, liečebnej a preventívnej, liečebnej a diétnej výžive.

V domácom poňatí zdravej výživy zohráva významnú úlohu využitie rastlinných bielkovín pri výrobe potravinárskych produktov. Vo všeobecnosti sa produkty s pridanými rastlinnými bielkovinami považujú za zdravé potraviny so zlepšenou rovnováhou živín v porovnaní s tradičnými produktmi. V tomto smere neustále rastie záujem o sójové proteíny a zvyšuje sa produkcia produktov s obsahom sójových proteínov.

Preto sa domnievam, že kombinované produkty umožňujú riešiť problémy racionálneho využívania živočíšnych surovín a efektívne využiť vysokú biologickú a nutričnú hodnotu sójových bielkovín a ich funkčné vlastnosti. Zavedenie sójových bielkovín umožňuje urobiť ľudskú výživu racionálnejšou a zdravšou.

BIBLIOGRAFIA

1. Eskendirova S.Z. „Biotechnológia mikroorganizmov“

2..Biotechnológia: princípy a aplikácie. Ed. I. Higgens a ďalší Moskva: „Mir“, 1988.

3.Biotechnológia. Produkcia bielkovín. V.A. Bykov, M.N. Manakov a ďalší, Moskovská „vyššia škola“, 1987.

4. Vorobyová A.I. Priemyselná mikrobiológia. Ed. Moskovská univerzita.

5. Dyusenova G.T., Kukhar E.V.

6. Butenko R.G., Gusev M.V., Kirkin A.V. Biotechnológia. Kniha 3. Bunkové inžinierstvo. M. Vyššia škola.

7. Kolychev N.M., Gosmanov R.G. Veterinárna mikrobiológia a imunológia. Omsk. Ed. OmSAU.

Uverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Zloženie a vlastnosti kŕmneho kvasnicového proteínu. Výroba kŕmnych kvasníc z obilných a zemiakových výpalkov. Technológia spracovania obilných výpalkov na suché kŕmne kvasnice s použitím nepatogénneho kmeňa Rhodosporium diobovatum. Pestovanie komerčných kvasníc.

prezentácia, pridané 19.03.2015


Hygienické a veterinárne požiadavky na mliečne výrobky. Vplyv ročného obdobia, obdobia laktácie, krmiva a metabolizmu v organizme kráv na obsah tuku a bielkovín v mlieku. Metódy identifikácie falšovaných produktov a nekvalitných surovín.

prezentácia, pridané 13.06.2014


Využitie separátorov v mliekarenskom priemysle na spracovanie a homogenizáciu mlieka, jeho čistenie od nečistôt, na výrobu smotany, separáciu bielkovín a tuku zo srvátky. Technologické a energetické výpočty, montáž a prevádzka odlučovača.

kurzová práca, pridané 24.01.2016


Proces vulkanizácie gumy, jeho všeobecná charakteristika. Klasifikácia gumy, vlastnosti jej použitia v Rusku. Špecifické vlastnosti gumy. Technológia výroby, spôsoby ovplyvňovania ich vlastností. Popis a vlastnosti hotových výrobkov z gumy.

abstrakt, pridaný 28.12.2009


Tepelná úprava mlieka, jej vplyv na zloženie a technologické vlastnosti. Mliečne bielkoviny, spôsoby ich izolácie pri výrobe syrov. Organoleptické vlastnosti termokyslých syrov pri použití proteínových koagulantov rastlinného pôvodu.

práca, pridané 21.06.2015


Zásady navrhovania receptúr pre pečivo s vyváženým chemickým zložením. Kritériá optimálnosti pre frakčné zloženie bielkovín a lipidov v chlebe. Použitie štartovacej kultúry na báze baktérií kyseliny propiónovej vo fermentovaných mliečnych výrobkoch.

abstrakt, pridaný 23.08.2013


Príprava vody na výrobu liehovaru. Základná technologická schéma výroby vodky. Miešanie nápojov, kaskádová filtrácia alkoholických nápojov. Technológia výroby potravinárskeho octu. Výroba pevného oxidu uhličitého.

návod, pridaný 2.9.2012


Vlastnosti a použitie molybdénu, charakteristika surovín na jeho výrobu. Oxidačné praženie molybdenitových koncentrátov. Rozklad kyselinou dusičnou. Výber a štúdia uskutočniteľnosti navrhovanej technológie výroby oxidu molybdénového.

kurzová práca, pridané 08.04.2012


Metódy získavania nanomateriálov. Syntéza nanočastíc v amorfných a usporiadaných matriciach. Výroba nanočastíc v nulových a jednorozmerných nanoreaktoroch. Zeolity štruktúrneho typu. Mezoporézne hlinitokremičitany, molekulové sitá. Vrstvené dvojité hydroxidy.

kurzová práca, pridané 12.01.2014


História a hlavné etapy vývoja výroby chemických vlákien. Vlastnosti umelých a syntetických vlákien. Priemyselné metódy ich výroby. Vlastnosti a spôsoby výroby polyuretánových nití. Štruktúra a rozsah materiálu lycra.

Majitelia patentu RU 2281656:

Vynález sa týka biotechnológie. Biomasa lariev hmyzu je rozdrvená. Extrakcia proteínu z biomasy sa uskutočňuje 0,01-0,5% alkalickým roztokom, v pomere 1:3-1:11, pri teplote 20-100°C a za stáleho miešania počas 10-60 minút. Extrakt sa oddelí od nerozpustných častíc suspenzie. Proteín sa izoluje okyslením extraktu kyselinou. Usadený proteín sa oddelí. Proteínový prípravok sa vyznačuje vysokým obsahom vysokohodnotných bielkovín. 2 plat súbory, 2 tabuľky.

[0001] Vynález sa týka biotechnológie, týka sa výroby proteínu z biomasy mušieho hmyzu a môže byť použitý v potravinárskom a krmivárskom priemysle.

Je známy spôsob výroby proteínových potravinárskych aditív zo živočíšnych surovín (rozdrvené zmrazené orgány a tkanivá cicavcov) extrakciou v alkalickom roztoku, odstránením balastných látok, okyslením extraktu, premývaním sedimentu a sušením (1).

Nevýhodou tohto známeho spôsobu je, že neposkytuje produkt s vysokým obsahom bielkovín, obsah proteínu v suchom produkte nie je vyšší ako 26 %.

Najbližší z hľadiska súboru podstatných znakov dosiahnutému výsledku je spôsob získavania proteínového prípravku z rastlinných surovín (prototyp 2), vrátane extrakcie surovín, separácie extraktu a izolácie proteínu z neho acidifikáciou a odstreďovanie.

Nevýhody tejto metódy sú:

Nízky obsah bielkovín v surovine, otruby obsahujú 16,8-17,0% bielkovín;

Prítomnosť polysacharidov v otrubách vyžaduje ich predbežné vyzrážanie okyslením extraktu s následným oddelením sedimentu, čo má za následok stratu niektorých proteínových zložiek;

Rastlinný proteín je obmedzený množstvom esenciálnych aminokyselín;

Trvanie a nízka účinnosť procesu výroby bielkovín;

Sezónnosť dodávok rastlinných surovín.

Je známe, že proteínové prípravky získané z rastlinných surovín obsahujú množstvo antinutričných zlúčenín (tioglykozidy, saponíny, taníny atď.).

Podstatou vynálezu je spôsob výroby proteínu na báze nového typu vysokoproteínovej suroviny - larvy hmyzu a súbor spôsobov extrakcie proteínu, zvýšenie kvality, výťažnosti a zníženie ceny cieľového produktu.

Technickým výsledkom vynálezu je, že bola navrhnutá nová vysokobielkovinová surovina, ktorej použitie umožňuje dosiahnuť viac ako celkový výsledok v obsahu bielkovín a aminokyselín v cieľovom prípravku na potravinárske a kŕmne účely. Dosiahlo sa racionálne spracovanie sekundárneho produktu recyklácie odpadu z výroby potravín a poľnohospodárstva – lariev hmyzu, ako aj odpadových vôd z výroby mlieka – srvátky.

Technický výsledok je dosiahnutý tým, že pri známom spôsobe, ktorý zahŕňa extrakciu rastlinných surovín, separáciu extraktu a vyzrážanie proteínu z neho kyselinou chlorovodíkovou, sa podľa vynálezu používa ako východisková biomasa lariev hmyzu. extrakcia proteínov z homogenizovanej biomasy sa uskutočňuje pri 0,01-0,5% - alkalickom roztoku, v pomere 1:3-1:11, teplote 20°C-100°C a za stáleho miešania 10-60 minút. Extrakt sa oddelí od nerozpustných častíc suspenzie. Proteín sa izoluje pridaním kyslého roztoku alebo použitím 8-10% srvátky s kyslosťou 200-300°T ako zrážacieho činidla, kým sa nedosiahne pH 4,0-6,0, vyzrážaný proteín sa oddelí a vysuší.

Biomasa lariev hmyzu sa líši v tom, že keď sa proteín extrahuje na vzduchu pri izbovej teplote, biomasa rýchlo stmavne a proteín získa tmavú farbu. Charakteristickým rysom novej metódy sú podmienky extrakcie bielkovín zo surovín, a to vykonávanie procesu extrakcie bielkovín pri zvýšených teplotách až do 100 °C. Navrhovaný teplotný režim zvyšuje organoleptické vlastnosti konečného produktu a stupeň extrakcie proteínových zložiek.

Optimálny súbor navrhnutých fyzikálnych a chemických metód získavania proteínu z biomasy hmyzu nám umožňuje dosiahnuť maximálny výsledok z hľadiska stupňa extrakcie, obsahu a kvality proteínu.

Suchý proteínový prípravok získaný navrhovaným spôsobom obsahuje 78-96 % proteínu.

V tabuľke 1 sú uvedené údaje charakterizujúce dosiahnutie stanoveného cieľa pomocou navrhovanej metódy v porovnaní s prototypom.

Navrhovaná metóda s použitím lariev rôznych druhov hmyzu ako surovín na produkciu bielkovín poskytuje super-celkové výsledky, pokiaľ ide o obsah esenciálnych aminokyselín v bielkovinovom koncentráte a výťažok bielkovín. Metóda umožňuje rozširovať surovinovú základňu, racionálne využívať lacný druhotný produkt spracovania priemyselného odpadu a odpadu - larvy hmyzu, znižovať náklady na bielkoviny, racionálne využívať odpad z výroby mlieka a využívať srvátku.

Výťažnosť bielkovín závisí od ich celkového obsahu v surovine. Použitie lariev hmyzu ako surovín umožňuje dosiahnuť vyššie hodnoty parametrov technologického procesu, pretože ich biomasa obsahuje viac ako 58% bielkovín. Z biomasy lariev sa extrahuje až 62,0 % bielkovín.

Zlepšenie kvality proteínového koncentrátu je dosiahnuté použitím vysokobielkovinových surovín – lariev hmyzu, zvýšením obsahu bielkovín a esenciálnych aminokyselín v koncentráte (tab. 2).

Výsledky výskumu naznačujú, že navrhovaná metóda umožňuje získať proteín so zlepšeným zložením. Použitie lacného sekundárneho produktu uvoľneného pri spracovaní poľnohospodárskeho a priemyselného odpadu a odpadovej vody ako suroviny na výrobu bielkovín znižuje cenu cieľového produktu, t.j. poskytuje riešenie problému.

Príklad 1. 1 kg biomasy lariev muchy domácej Musca domestica rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 3 litrov 0,01 % roztoku NaOH pri 20 °C za stáleho miešania počas 110 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5 % roztokom HCI na pH 4,0 a centrifugoval pri 2000 ot./min. počas 5 minút.

Proteínový prípravok má vzhľad tmavosivého, drobivého prášku, obsahuje 78%, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 49,5%.

Príklad 2. 1 kg odtučnenej biomasy lariev muchy domácej Musca domestica rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 9 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 60 °C za stáleho miešania počas 60 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5 % roztokom HCI na pH 5,0 a centrifugoval pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Proteínový prípravok má vzhľad sivého, drobivého prášku, obsahuje 86% bielkovín, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 50,0%.

Príklad 3. 1 kg biomasy lariev muchy domácej Musca domestica rozdrvených v mixéri sa extrahoval do 11 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 100 °C za stáleho miešania počas 30 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil zavedením srvátky s kyslosťou 200 °T na pH 5,0 a centrifugoval sa pri 3000 otáčkach za minútu počas 5 minút.

Proteínový prípravok má vzhľad bieleho drobivého prášku, obsahuje 89% bielkovín, množstvo esenciálnych aminokyselín je 50,2%.

Príklad 4. 1 kg odtučnenej biomasy lariev termitov Cryptotermes domesticus rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 8 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 95 °C za stáleho miešania počas 50 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil pridaním 10 % srvátky s kyslosťou 200 °T na pH 5,0 a centrifugoval sa pri 3000 ot./min. počas 5 minút.

Proteínový prípravok má vzhľad bieleho drobivého prášku, obsahuje 96% bielkovín, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 50,4%.

Príklad 5. 1 kg odtučnenej biomasy lariev múčneho červa Tenebrio molitor rozdrvených v mixéri sa extrahoval do 9 1 0,4 % roztoku NaOH pri teplote 95 °C za stáleho miešania počas 60 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5% roztokom HCI na pH 4,5 a centrifugoval pri 3000 ot./min. počas 5 minút.

Príklad 6. 1 kg biomasy lariev kobylky Locusta migratoria rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 9 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 95 °C za stáleho miešania počas 60 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5% roztokom HCI na pH 4,5 a centrifugoval pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Proteínový prípravok má vzhľad bieleho drobivého prášku, obsahuje 96% bielkovín, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 50,5%.

Príklad 7. 1 kg odtučnenej biomasy lariev zelenej muchy Lucilia sericata rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 8 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 95 °C za stáleho miešania počas 30 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5% roztokom HCI na pH 4,5 a centrifugoval pri 3000 ot./min. počas 5 minút.

Proteínový prípravok má vzhľad bieleho drobivého prášku, obsahuje 96% bielkovín, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 50,5%.

Príklad 8. 1 kg odtučnenej biomasy lariev modráska Calliphora vicina rozdrvenej v mixéri sa extrahoval do 8 litrov 0,5 % roztoku NaOH pri teplote 95 °C za stáleho miešania počas 30 minút. Suspenzia bola centrifugovaná pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Výsledný extrakt sa okyslil 5% roztokom HCI na pH 4,5 a centrifugoval pri 3000 ot./min. počas 5 minút. Proteínový prípravok má vzhľad tmavosivého, drobivého prášku, obsahuje 96% bielkovín, súčet esenciálnych aminokyselín bielkovín je 50,5%.

Literatúra

1. RF patent, č. 2075944, C1, A 23 J 1/2, BI č. 9, 27. 3. 97.

2. AC ZSSR, č. 1177966, A 23 J 1/12. Spôsob získavania bielkovín z otrúb. BI č. 29, 08.07.86.

1. Spôsob získavania proteínu, zahŕňajúci extrakciu surovín, separáciu extraktu a izoláciu proteínu z neho, vyznačujúci sa tým, že ako zdroj surovín sa používa drvená biomasa lariev hmyzu, extrakcia proteínu sa vykonáva s 0,01 -0,5% alkalický roztok v pomere biomasa a extraktant 1:3-1:11, teplota 20-100°C a stále miešanie 10-60 minút, odstrániť nerozpustené častice, vyzrážať proteín z extraktu pridaním zrážadla.

PROTEÍNY sú dusíkaté vysokomolekulárne organické látky s komplexom

zloženie a štruktúra molekúl.

Proteín možno považovať za komplexný polymér aminokyselín.

Proteíny sú súčasťou všetkých živých organizmov, ale zohrávajú obzvlášť dôležitú úlohu

v živočíšnych organizmoch, ktoré pozostávajú z určitých foriem bielkovín (svaly,

kožné tkanivá, vnútorné orgány, chrupavka, krv).

Rastliny syntetizujú proteíny (a ich základné a-aminokyseliny) z oxidu uhličitého

Plyn CO 2 a voda H 2 O v dôsledku fotosyntézy, asimilácia

ďalšie bielkovinové prvky (dusík N, fosfor P, síra S, železo Fe, horčík Mg) z

rozpustné soli nachádzajúce sa v pôde.

Živočíšne organizmy získavajú predovšetkým hotové aminokyseliny z potravy a ich

bielkoviny ich tela sú postavené na báze. Množstvo aminokyselín (neesenciálne aminokyseliny)

môžu byť syntetizované priamo živočíšnymi organizmami.

Charakteristickým znakom proteínov je ich rôznorodosť spojená s

množstvo, vlastnosti a spôsoby spojenia obsiahnuté v ich molekule

aminokyseliny. Proteíny plnia funkciu biokatalyzátorov – enzýmov,

regulácia rýchlosti a smeru chemických reakcií v tele. IN

komplex s nukleovými kyselinami zabezpečuje rast a prenosové funkcie

dedičné vlastnosti, sú štrukturálnym základom svalov a vykonávajú

svalová kontrakcia.

Molekuly proteínov obsahujú opakujúce sa amidové väzby C(0)-NH tzv

peptid (teória ruského biochemika A.Ya. Danilevského).

Proteín je teda polypeptid obsahujúci stovky resp

tisícky jednotiek aminokyselín.

Štruktúra bielkovín:

Špeciálny charakter každého druhu proteínu je spojený nielen s dĺžkou, zložením a

štruktúru polypeptidových reťazcov obsiahnutých v jeho molekule, ale aj ako tieto

reťaze sú orientované.

V štruktúre akéhokoľvek proteínu existuje niekoľko stupňov organizácie:

1. Primárna štruktúra proteínu je špecifická sekvencia aminokyselín

v polypeptidovom reťazci.

Sekundárna štruktúra proteínu je spôsob, akým je polypeptidový reťazec zložený

priestor (v dôsledku vodíkovej väzby medzi vodíkom amidovej skupiny -NH- a

karbonylová skupina - CO-, ktoré sú oddelené štyrmi aminokyselinami

fragmenty).

Terciárna štruktúra proteínu je skutočná trojrozmerná skrútená konfigurácia

špirály polypeptidového reťazca v priestore (závitnica stočená do špirály).

Terciárna štruktúra proteínu určuje špecifické biologické

aktivita molekuly proteínu. Terciárna štruktúra proteínu je udržiavaná o

v dôsledku interakcie rôznych funkčných skupín polypeptidového reťazca:

· disulfidový mostík (-S-S-) medzi atómami síry,

· esterový mostík – medzi karboxylovou skupinou (-CO-) a

hydroxyl (-OH),

· soľný mostík - medzi karboxylovými (-CO-) a aminoskupinami (NH 2).

Napríklad hemoglobín je komplex štyroch makromolekúl

Fyzikálne vlastnosti

Proteíny majú veľkú molekulovú hmotnosť (10 4 -10 7), veľa

proteíny sú rozpustné vo vode, ale tvoria spravidla koloidné roztoky z

ktoré vypadávajú so zvyšujúcou sa koncentráciou anorganických solí, pričom sa pridávajú

soli ťažkých kovov, organické rozpúšťadlá alebo pri zahrievaní

(denaturácia).

Chemické vlastnosti

1. Denaturácia – deštrukcia sekundárnej a terciárnej štruktúry proteínu.

2. Kvalitatívne reakcie na proteín:

n biuretová reakcia: fialové sfarbenie pri pôsobení solí medi v

alkalické prostredie (poskytnite všetky bielkoviny),

n xantoproteínová reakcia: žltá farba po pôsobení

koncentrovaná kyselina dusičná, pri vystavení sa zmení na oranžovú

amoniak (nie všetky bielkoviny poskytujú),

n tvorba čiernej zrazeniny (obsahujúcej síru) pri pridávaní octanu olovnatého

(II), hydroxid sodný a zahrievanie.

3. Hydrolýza bielkovín – pri zahrievaní v alkalickom alebo kyslom roztoku s

tvorba aminokyselín.

Syntézy bielkovín

Proteín je komplexná molekula a jeho syntéza sa javí ako náročná úloha. IN

V súčasnosti bolo vyvinutých mnoho metód ukončenia [GMV1]

a-aminokyseliny na peptidy a syntetizované najjednoduchšie prírodné proteíny – inzulín,

ribonukleáza atď.

Veľká zásluha na vytvorení mikrobiologického priemyslu pre výrobu

umelé potravinárske výrobky patria sovietskemu vedcovi

A.N.

Literatúra:

"CHÉMIA" M., "WORD" 1995.

G.E.Rudzitis, F.G.Feldman

"Chémia 11. Organická chémia"

M., „Osvietenie“, 1993.

A.I.Artemenko, I.V. Tikunova

„Chémia 10-11. Organická chémia"

M., „Osvietenie“ 1993.

Aminokyseliny sú karboxylové kyseliny, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených aminoskupinami v uhľovodíkovom radikále. V závislosti od relatívnej polohy karboxylových a aminoskupín sa rozlišujú a -, b -, g - atď. aminokyseliny. Napríklad ,

Najčastejšie sa termín "aminokyselina" používa na označenie karboxylových kyselín, v ktorých sa nachádza aminoskupina a - poloha, t.j. Pre a - aminokyseliny. Všeobecný vzorec a - aminokyseliny môžu byť zastúpené nasledovne:

V závislosti od povahy radikálu ( R ) – aminokyseliny sa delia na alifatické, aromatické a heterocyklické.

V tabuľke sú uvedené najdôležitejšie aminokyseliny, ktoré tvoria bielkoviny.

Tabuľka. Najdôležitejšie a - aminokyseliny

*Esenciálne a-aminokyseliny

izomerizmus

Spolu s izomériou v dôsledku štruktúry uhlíkového skeletu a polohy funkčných skupín sa a-aminokyseliny vyznačujú optickou (zrkadlovou) izomériou. Všetky a-aminokyseliny, okrem glycínu, sú opticky aktívne. Napríklad alanín má jeden asymetrický atóm uhlíka (označený hviezdičkou),

čo znamená, že existuje vo forme opticky aktívnych enantiomérov:

L - alanín

Všetky prírodné a - aminokyseliny patria do L - série.

Potvrdenie

1)Najdôležitejším zdrojom aminokyselín sú prírodné bielkoviny, ktorých hydrolýzou vznikajú zmesi a - aminokyseliny. Oddelenie tejto zmesi je pomerne náročná úloha, ale ako obvykle, jedna alebo dve aminokyseliny sa tvoria v oveľa väčších množstvách ako všetky ostatné a dajú sa celkom jednoducho izolovať.

2)Syntéza aminokyselín z halogénovaných kyselín pôsobením amoniaku

3)Mikrobiologická syntéza. Sú známe mikroorganizmy, ktoré počas svojich životných procesov produkujú a - aminokyseliny bielkovín.

Fyzikálne vlastnosti

Aminokyseliny sú kryštalické látky s vysokými (nad 250 °C) bodmi topenia, ktoré sa medzi jednotlivými aminokyselinami málo líšia, a preto sú necharakteristické. Topenie je sprevádzané rozkladom látky. Aminokyseliny sú vysoko rozpustné vo vode a nerozpustné v organických rozpúšťadlách, čo ich robí podobnými anorganickým zlúčeninám. Mnoho aminokyselín má sladkú chuť.

Chemické vlastnosti

1)Niektoré vlastnosti aminokyselín, najmä vysoká teplota topenia, sú vysvetlené ich jedinečnou štruktúrou. Kyslé (– COOH) a hlavné (– NH 2 ) skupiny v molekule aminokyseliny navzájom interagujú a vytvárajú vnútorné soli (bipolárne ióny). Napríklad pre glycín

2)V dôsledku prítomnosti kyslých a zásaditých funkčných skupín v molekulách aminokyselín a - aminokyseliny sú amfotérne zlúčeniny, t.j. tvoria soli s kyselinami aj zásadami.

3) Pri reakcii s alkoholmi vznikajú estery.

Etylester alanínu

4)a - Aminokyseliny je možné acylovať, najmä acetylovať anhydridom kyseliny octovej alebo acetylchloridom. Ako výsledok, N - acylové deriváty a - aminokyseliny (symbol " N "" znamená, že acyl je naviazaný na atóm dusíka).

N-acetylalanín

5)a - Aminokyseliny vstupujú do polykondenzačnej reakcie medzi sebou, čo vedie k amidom kyselín. Produkty takejto kondenzácie sa nazývajú peptidy. Pri interakcii dvoch aminokyselín vzniká dipeptid:

Pri kondenzácii troch aminokyselín vzniká tripeptid atď.

Peptidy. Veveričky

Peptidy a proteíny sú vysokomolekulárne organické zlúčeniny postavené zo zvyškov a-aminokyselín, ktoré sú navzájom spojené peptidovými väzbami.

Žiadny z nám známych živých organizmov sa nezaobíde bez bielkovín. Bielkoviny slúžia ako živiny, regulujú metabolizmus, pôsobia ako enzýmy – metabolické katalyzátory, podporujú prenos kyslíka v tele a jeho vstrebávanie, hrajú dôležitú úlohu vo fungovaní nervovej sústavy, sú mechanickým základom svalovej kontrakcie, podieľajú sa na prenos genetickej informácie atď. d. Ako vidíte, funkcie bielkovín v prírode sú univerzálne. Proteíny sú súčasťou mozgu, vnútorných orgánov, kostí, kože, vlasov atď. Hlavným zdrojom a-aminokyselín pre živý organizmus sú potravinové bielkoviny, ktoré v dôsledku enzymatickej hydrolýzy v gastrointestinálnom trakte produkujú a-aminokyseliny. Mnoho a-aminokyselín sa syntetizuje v tele, ale niektoré a-aminokyseliny potrebné na syntézu bielkovín sa v tele nesyntetizujú a musia pochádzať zvonku. Takéto aminokyseliny sa nazývajú esenciálne. Patria sem valín, leucín, treonín, metionín, tryptofán atď. (pozri tabuľku). Pri niektorých ľudských ochoreniach sa zoznam esenciálnych aminokyselín rozširuje.

Peptidy a proteíny sa rozlišujú v závislosti od ich molekulovej hmotnosti. Bežne sa predpokladá, že peptidy obsahujú až 100 aminokyselinových zvyškov v molekule (čo zodpovedá molekulovej hmotnosti do 10 000) a proteíny obsahujú viac ako 100 aminokyselinových zvyškov (molekulová hmotnosť od 10 000 do niekoľkých miliónov). V tomto prípade sa peptidy rozlišujú medzi oligopeptidmi obsahujúcimi nie viac ako 10 aminokyselinových zvyškov v reťazci a polypeptidmi obsahujúcimi až 100 aminokyselinových zvyškov.

Dizajn polypeptidového reťazca je rovnaký pre celú škálu peptidov a proteínov. Tento reťazec má nerozvetvenú štruktúru a pozostáva zo striedajúcich sa metínových (CH) a peptidových (CONH) skupín. Rozdiely v takomto reťazci spočívajú vo vedľajších radikáloch spojených s metínovou skupinou a charakterizujúcich jednu alebo druhú aminokyselinu. Jeden koniec reťazca s voľnou aminoskupinou sa nazýva N-koniec, druhý, ktorý obsahuje aminokyselinu s voľnou karboxylovou skupinou, sa nazýva C-koniec. Peptidové a proteínové reťazce sa píšu od N konca. Niekedy sa používajú špeciálne označenia: na N - konci je napísaná NH - skupina alebo iba atóm vodíka - H a na C - konci - buď karboxylová skupina COOH - alebo len hydroxylová skupina OH -.

Polypeptidy a proteíny sa vyznačujú štyrmi úrovňami priestorovej organizácie, ktoré sa zvyčajne nazývajú primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry.

Primárna proteínová štruktúra- špecifická sekvencia aminokyselín, t.j. poradie striedania a-aminokyselinových zvyškov v polypeptidovom reťazci.

Sekundárna štruktúra bielkovín - konformácia polypeptidového reťazca, t.j. metóda krútenia reťazca v priestore v dôsledku vodíkových väzieb medzi skupinami NH a CO . Jedným z modelov sekundárnej štruktúry je a - špirála.

Terciárna štruktúra proteínu - trojrozmerná konfigurácia skrútenej špirály v priestore, vytvorená vďaka disulfidovým mostíkom– S – S – medzi cysteínovými zvyškami a iónovými interakciami.

Štruktúra kvartérneho proteínu- štruktúra vytvorená interakciou medzi rôznymi polypeptidovými reťazcami. Kvartérna štruktúra je charakteristická len pre niektoré proteíny, napríklad hemoglobín.

Chemické vlastnosti

1) Denaturácia. Strata prirodzenej (natívnej) konformácie proteínu, zvyčajne sprevádzaná stratou jeho biologickej funkcie, sa nazýva denaturácia. Z hľadiska štruktúry proteínu ide o deštrukciu sekundárnych a terciárnych štruktúr proteínu vplyvom kyselín, zásad, tepla, žiarenia atď. Primárna štruktúra proteínu je počas denaturácie zachovaná. Denaturácia môže byť reverzibilná (tzv. renaturácia) a nevratná. Príkladom nevratnej denaturácie vplyvom tepla je koagulácia vaječného albumínu pri varení vajec.

2) Hydrolýza proteínu – deštrukcia primárnej štruktúry proteínu pôsobením kyselín, zásad alebo enzýmov, čo vedie k vzniku a – aminokyselín, z ktorých bol zložený.

3) Kvalitatívne reakcie na bielkoviny:

a) Biuretová reakcia - fialové sfarbenie pôsobením solí medi (II) v alkalickom roztoku. Všetky zlúčeniny obsahujúce peptidovú väzbu spôsobujú túto reakciu.

b) Xantoproteínová reakcia - vznik žltej farby pri pôsobení koncentrovanej kyseliny dusičnej na bielkoviny obsahujúce zvyšky aromatických aminokyselín (fenylalanín, tyrozín).

KONIEC SEKCIE

Získanie kvasinkového proteínu

Z technologického hľadiska sú najlepšími výrobcami krmív a potravinových bielkovín kvasinky . Ich výhoda spočíva predovšetkým vo „vyrobiteľnosti“: kvasinky sa ľahko pestujú vo výrobných podmienkach. Bunky kvasiniek sú väčšie ako baktérie a ľahšie sa oddeľujú od kvapaliny centrifugáciou. Vyznačujú sa vysokou rýchlosťou rastu, odolnosťou voči cudzej mikroflóre, sú schopné absorbovať akýkoľvek zdroj potravy, ľahko sa oddeľujú a neznečisťujú vzduch spórami. Bunky kvasiniek obsahujú až 25 % sušiny. Najcennejšou zložkou kvasinkovej biomasy je proteín, ktorý je zložením aminokyselín lepší ako proteín z obilných zŕn a len mierne horší ako proteín z mlieka a rybej múčky. Biologická hodnota kvasinkového proteínu je určená prítomnosťou významného množstva esenciálnych aminokyselín. Čo sa týka obsahu vitamínov, kvasnice prevyšujú všetky bielkovinové krmivá, vrátane rybej múčky. Okrem toho kvasinkové bunky obsahujú stopové prvky a značné množstvo tuku, v ktorom dominujú nenasýtené mastné kyseliny. Pri podávaní kŕmnych kvasníc kravám sa zvyšuje dojivosť a obsah tuku v mlieku a zlepšuje sa kvalita srsti kožušinových zvierat.

Pestovanie kvasnicovej biomasy na sacharidových surovinách. Historicky jedným z prvých substrátov používaných na získavanie kŕmnej biomasy boli hydrolyzáty rastlinného odpadu, predhydrolyzáty a sulfitový výluh – odpad z celulózo-papierenského priemyslu.

Vzhľadom na skutočnosť, že hydrolyzáty sú komplexný substrát pozostávajúci zo zmesi hexóz a pentóz, druhy kvasiniek sa rozšírili medzi priemyselne vyrábané kmene C. utilis, C. scottii A C. tropicalis, schopné asimilovať pentózy spolu s hexózami a tiež tolerovať prítomnosť furfuralu v médiu Hydrolyzáty a sulfitové lúhy obsahujú v malých množstvách takmer všetky mikroelementy potrebné na rast kvasiniek. Chýbajúce množstvá dusíka, fosforu a draslíka sa zavádzajú vo forme všeobecného roztoku ammofosových solí, chloridu draselného a síranu amónneho. Proces kultivácie kvasiniek sa uskutočňuje v kontinuálnom režime pri pH 4,2 - 4,6. Optimálna teplota je od 30 do 40 o C. Kŕmne kvasnice získané kultiváciou na hydrolyzátoch rastlinných surovín a sulfitových výluhoch majú nasledovné zloženie (%): bielkoviny 43 – 58; lipidy 2,3 – 3,0; sacharidy 11 – 23; popol - do 11. Pestovanie kvasinkovej biomasy na nižších alkoholoch. Kultivácia v metanole. Hlavnou výhodou tohto substrátu je jeho vysoká čistota a absencia karcinogénnych nečistôt, dobrá rozpustnosť vo vode, vysoká prchavosť uľahčujúca odstránenie jeho zvyškov z hotového výrobku. Biomasa získaná metanolom neobsahuje nežiaduce nečistoty, čo umožňuje vylúčiť z technologickej schémy stupne čistenia. Pri realizácii procesu je však potrebné brať do úvahy také vlastnosti metanolu, ako je horľavosť a možnosť tvorby výbušných zmesí so vzduchom. Ako výrobcovia využívajúci metanol v konštruktívnej výmene boli študované kmene kvasiniek a baktérií. Na výrobu boli odporúčané kvasinky Candid boidinii, Hansenula polymorpha A Piehia pastoris, optimálne podmienky, pre ktoré (T 34 - 37 o C, pH 4,2 - 4,6) umožňujú realizovať proces s ekonomickým koeficientom asimilácie substrátu do 0,40 pri prietoku v rozmedzí 0,12 - 0,16 hod etapová izolácia pre všetky typy výrobcov, je zabezpečené oddelenie granulácie za účelom získania hotového produktu v granulách. Kultivácia v etanole. Okrem metanolu používajú etanol, ktorý má nízku toxicitu, dobrú rozpustnosť vo vode, malé množstvo nečistôt Kvasinky možno použiť ako mikroorganizmy - producenti bielkovín používajúci ako jediný zdroj uhlíka etylalkohol Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala.Kŕmne kvasnice získané z alkoholov majú nasledovné percentuálne zloženie: dusíkaté látky 56 – 62; lipidy 5 – 6; popol 7-11.

Pestovanie kvasnicovej biomasy na uhľovodíkových surovinách. Kvasinkové bunky sú schopné ako zdroj uhlíka pre rast využívať nerozvetvené uhľovodíky s počtom 10 až 30 atómov uhlíka na molekulu. Sú zastúpené najmä kvapalnými frakciami ropných uhľovodíkov s bodom varu 200 - 320 °C (normálne parafíny a ropné destiláty, zemný plyn, alkoholy, rastlinné hydrolyzáty a priemyselné odpady).

Pri pestovaní kvasníc na ropných parafínoch sa do živného média z nich pripraveného pridávajú makro- a mikroprvky, esenciálne vitamíny a aminokyseliny. Pri ich použití môže výťažok biomasy dosiahnuť až 100 % hmotnosti substrátu. Kvalita produktu závisí od čistoty parafínov. Kvasinky pestované na nedostatočne vyčistených parafínoch obsahujú nemetabolizované zložky. Pri použití parafínov dostatočnej čistoty je možné výslednú kvasnicovú hmotu úspešne použiť ako doplnkový zdroj bielkovín v živočíšnej strave.

Sušená kvasnicová hmota sa granuluje a používa sa ako proteínovo-vitamínový koncentrát (PVC) s obsahom až 50–60 % bielkovinových látok na kŕmenie hospodárskych zvierat.

Optimálna miera pridávania kvasnicovej hmoty do krmiva hospodárskych zvierat zvyčajne nie je väčšia ako 5-10% sušiny.

Spolu s technológiou využívania kvasinkových bielkovín ako kŕmnej prísady v potrave hospodárskych zvierat boli vyvinuté technológie na výrobu potravinové bielkoviny. V niektorých krajinách pivovarské a výživné kvasnice (Saccharomyces cerevisiae, Candida arborea, C. utilis)široko používané ako proteínové prísady do rôznych potravinárskych výrobkov. Tak bola vyvinutá receptúra ​​na prípravu klobás z morčacieho mäsa s prídavkom 25% bielkovín. V dôsledku fermentácie glukózy získanej z kukuričného škrobu bunkami kvasiniek bol syntetizovaný proteínový produkt mukoproteín, ktorý sa používa pri výrobe údenín ako náhrada hlavnej suroviny (Veľká Británia).

Príprava kvasnicového autolyzátu. Cenné zložky kvasinkovej biomasy - aminokyseliny, bielkoviny, vitamíny a pod. - možno využiť na prípravu prírodných a polosyntetických médií používaných ako v laboratóriách, tak aj pre potreby priemyselnej mikrobiologickej syntézy. Väčšina cenných zložiek bunky je však vo forme rôznych proteínových komplexov, takže pridávanie natívnych kvasiniek do média nemá žiadny efekt.

Hydrolýza proteínov sa môže uskutočňovať enzymaticky alebo pomocou kyselín a zásad. Počas alkalickej hydrolýzy proteínov môžu byť niektoré aminokyseliny zničené alebo izomerizované. D-formy, ktoré nie sú plne využívané v biologických systémoch. Treba si uvedomiť, že niektoré vitamíny sú v zásaditom prostredí inaktivované. Kyslá hydrolýza bielkovín ničí esenciálnu aminokyselinu tryptofán a niektoré vitamíny skupiny B. Hydrolýzu bielkovín je možné uskutočniť pomocou proteolytických enzýmových prípravkov. Okrem toho samotné kvasinkové bunky obsahujú aktívne proteolytické enzýmy, ktoré môžu za určitých podmienok prostredia ničiť bunkové proteíny (autolýza).

Na prípravu kvasnicového autolyzátu najskôr získajte kvasnicovú pastu s obsahom vlhkosti 65 – 76 %. V reaktore sa pripraví suspenzia z kvasnicovej pasty a vody (50 °C) v pomere 1:1, ktorá sa udržiava 1–2 dni pri teplote 45 °C. V tomto čase dochádza k autolýze buniek. Proces autolýzy možno aktivovať pridaním fosfátov alebo pridaním 2,5 % chloridu sodného (na suchú hmotnosť kvasníc) do suspenzie kvasiniek vo vode.

Výsledná tekutá hmota sa okyslí pridaním 0,25 l koncentrovanej kyseliny sírovej na každých 100 litrov autolyzátu, ktorý sa 4x predriedi. Potom sa autolyzát varí 15-20 minút. Po vychladnutí je pripravený na konzumáciu.

Po autolýze 10–12 % (na sušinu) suspenzie kvasiniek počas 24 hodín pri 45 °C obsahuje tekutá frakcia autolyzátu až 5 % sušiny. Z celkového množstva dusíka vo filtráte je 50 % amínový dusík aminokyselín tyrozín, tryptofán, metionín, cysteín, arginín, histidín atď.. Okrem toho do filtrátu prechádzajú vitamíny skupiny B.

Odparením vo vákuu a následným lyofilizáciou alebo sušením rozprašovaním tekutého kvasnicového autolyzátu môžete získať suchý prípravok, ktorý je vhodné skladovať. Špeciálne spracovaný autolyzát je možné využiť v medicíne na parenterálnu výživu ako zdroj aminokyselín a vitamínov.