Глава 1
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
К важнейшим отраслям биоиндустрии (рис. 1.1) следует отнести некоторые отрасли пищевой промышленности (широкомасштабное выращивание дрожжей, водорослей и бактерий для получения белков, аминокислот, витаминов, ферментов); сельское хозяйство (клонирование и селекция сортов растений, производство биоинсектицидов, выведение трансгенных животных и растений); фармацевтическую промышленность (разработка вакцин, синтез гормонов, антибиотиков, интерферонов, новых лекарственных препаратов); экологию — защиту окружающей среды и устранение загрязнений (очистка сточных вод, переработка хозяйственных отходов, изготовление компоста и др.).
Биотехнология призвана не только совершенствовать традиционные методы, широко используемые в пищевой промышленности при производстве молочнокислых продуктов, сыра, пищевых кислот, алкогольных напитков, но и создавать современные технологии для синтеза полимеров, искусственных приправ, сырья (текстильная промышленность), для получения метанола, этанола, биогаза и водорода, для извлечения некоторых металлов из руд.
1.1. ПРОИЗВОДСТВО КОРМОВОГО БЕЛКА
В соответствии с нормами питания человек должен ежедневно получать с пищей 60 — 120 г полноценного белка; в рационе сельскохозяйственных животных на каждую кормовую единицу нужно не менее 110 г полноценного белка. Для поддержания жизненных функций организма, построения клеток и тканей необходим постоянный синтез различных белковых соединений. Если растения и большинство микроорганизмов способны синтезировать все белковые аминокислоты из углекислоты, воды, аммиака и минеральных солей, то человек и животные не могут синтезироват
ьМикроклональное
размножение
растений
Генетическая инженерия
Промышленное
получение
биопестицидов,
бактериального
удобрения,
стимуляторов
роста растений
Микробиологический синтез кормового белка, отдельных аминокислот, витаминов, гормонов
Создание научных основ диагностики, профилактики и лечения болезней с/хживотны
х
Ускоренное
размножение
ценных
Растениеводство и животноводство
Снабжение человека пищей
Продукция водоемов
производителей
Переработка
пищевых
продуктов
Средства для борьбы с потерями пищевых продуктов
Использование моно- клональныхантител для определения токсических веществ или инфекции в пищевых продуктах
М икробиологически й синтез технических белков, липидов, приводящий к сокращению затрат пищевых продуктов на технические нужды
Микробиологический синтез пищевого белка, аминокислот, витаминов, углеводов, вкусовых добавок и других веществ для пищевой промышленности
Применение ферментов в пищевой промышленности (получение глюкозо- фруктозного сиропа
)
Создание замкнутых систем жизнеобеспечения в космосе
Активное управление первичными производителями органики морей
Микробиологический синтез кормовых добавок для ры
б
Рис. 1.1. Перспективные направления биотехнологии в снабжении человечества продовольствием
некоторые аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, лизин, ме- тионин, треонин, триптофан и фенилаланин), которые называют незаменимыми. Эти аминокислоты должны поступать в организм в готовом виде с пищей; их отсутствие вызывает тяжелые заболевания человека и снижение продуктивности сельскохозяйственных животных.
Для человека главные источники незаменимых аминокислот — белки животного и растительного происхождения, входящие в состав пищи, а для животных — в основном растительные белки. Все незаменимые аминокислоты должны содержаться в белка
х
пиши в определенных соотношениях, отвечающих потребностям данного организма.
Если содержание белков в растительном корме ниже нормы, то по избежание перерасхода кормов и повышения себестоимости животноводческой продукции количество белка в корме компенсируют введением белковых добавок в виде препаратов незаменимых аминокислот либо белковой массы с более высоким содержанием ряда аминокислот по сравнению с эталоном. Незаменимые аминокислоты наиболее сбалансированы в белках семян сои. Относительно высокую биологическую ценность имеют также белки зерна риса и гороха. В белках зерна пшеницы и ячменя очень мало лизина, метионина и изолейцина, а в белках кукурузы еще и триптофана. Для балансирования кормов (в которых основной компонент — зерно злаковых культур) по белку и незаменимым аминокислотам применяют концентрированные белковые добавки — комбикорма. Для их приготовления используют мясокостную и рыбную муку, отходы мясной и молочной промышленности, жмыхи масличных растений, отруби, шроты зернобобовых культур.
Особый интерес представляет использование микроорганизмов в качестве источника белка и витаминов при производстве пищевых продуктов. Перспектива и экономическая целесообразность употребления микроорганизмов в технологии производства пищевых продуктов диктуются рядом факторов:
возможностью использования самых разнообразных химических соединений, в том числе отходов производства, для культивирования микроорганизмов;
высокой интенсивностью синтеза белков;
относительно несложной технологией культивирования микроорганизмов, которое можно осуществлять круглосуточно и во все сезоны года;
относительно высоким содержанием белка и витаминов, а также углеводов, липидов и препаратов на основе микробов;
повышенным содержанием незаменимых аминокислот по сравнению с растительными белками (табл. 1.1);
возможностью направленного генетического влияния на химический состав микроорганизмов в целях совершенствования белковой и витаминной ценности продукта.
Использование белка микробного происхождения для изготовления пищевых продуктов позволяет экономить высокоценные животные и растительные белки, а также повышать биологическую ценность готового продукта.
Для промышленного производства пищевых продуктов и их использования на основе микроорганизмов необходимы тщательные медико-биологические исследования. Пищевые продукты, получаемые с добавлением микробных препаратов, должны пройти
Достарыңызбен бөлісу: |