Файл: 1. классификация пищевых процессов и основные законы, лежащие в их основе классификация пищевых процессов.pdf

взвешенных частиц в соке, сусле, вине, что приводит к образованию устойчивой неоседающей мути, придает соку высокую вязкость и затрудняет его осветление и фильтрование. Обработка плодов и ягод пектолитическими ферментами ведет к значительному расщеплению пектиновых веществ, прежде всего пектина, что увеличивает и ускоряет сокоотдачу, снижает вязкость сока, облегчает процесс его фильтрования и осветления.
Пектолитические ферменты применяют также в качестве дополнительного компонента при кормлении сельскохозяйственных животных и птиц, особенно если в кормах присутствует свекловичный жом, что резко повышает их усвояемость.
1.5. Микробиологические процессы пищевых производств
Микробиологические процессы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. В их основе лежит использование в промышленности биологических систем и процессов, ими вызываемых. В основе многих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов.
В настоящее время с помощью микроорганизмов производят кормовые белки, ферменты, витамины, аминокислоты и антибиотики, органические кислоты, липиды, гормоны, препараты для сельского хозяйства и т. д.
В пищевой промышленности микроорганизмы используются при получении ряда продуктов. Так, алкогольные напитки: вино, пиво, коньяк, спирт – и другие продукты получают при помощи дрожжей. В хлебопекарной промышленности используют дрожжи и бактерии, в молочной промышленности – молочно-кислые бактерии и т. д.
Среди многообразия вызываемых микроорганизмами процессов одним из существенных является брожение, т.е. превращение углеводов и некоторых других органических соединений в новые вещества под воздействием ферментов, продуцируемых микроорганизмами. Известны различные виды брожения (спиртовое, молочно-кислое, уксусно-кислое и др.).
Многие виды брожения: спиртовое, молочно-кислое, ацетонобутиловое, уксуснокислое, лимонно-кислое и другие, вызываемые различными микроорганизмами, – используют в промышленности. Например, в производстве этилового спирта,

хлеба, пива, вина применяют дрожжи, в производстве лимонной кислоты – плесневые грибы, в производстве уксусной и молочной кислот, ацетона – бактерии. Основная цель указанных производств – превращение субстрата (питательной среды) под действием ферментов микроорганизмов в необходимые продукты. К основным группам микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, относятся бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.
1.
Бактерии.
Культурные молочно-кислые бактерии используют при получении молочной кислоты, в хлебопечении, иногда в спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту. В производстве ржаного хлеба важная роль принадлежит молочнокислым бактериям.
В спиртовой промышленности молочно-кислое брожение может применяться для подкисления дрожжевого сусла.
Уксусно-кислые бактерии используют для получения уксуса
(раствора уксусной кислоты), так как они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту.
2. Дрожжи. Дрожжи широко применяются в качестве возбудителей брожения при получении спирта и пива, в виноделии, в производстве хлебного кваса, а также в хлебопечении для разрыхления теста. Для пищевых производств имеют значение дрожжи – сахаромицеты, которые образуют споры, и несовершенные дрожжи – несахаромицеты (дрожжеподобные грибы), не образующие спор.
Различают дрожжи верхового и низового брожения. В каждой из этих групп имеется несколько отдельных рас.
Дрожжи верхового брожения в стадии интенсивного брожения выделяются на поверхности сбраживаемой среды в виде довольно толстого слоя пены и остаются в таком состоянии до окончания брожения. Затем они оседают, но не дают плотного осадка.
Из культурных дрожжей к дрожжам низового брожения относится большинство винных и пивных дрожжей, а к дрожжам верхового брожения – спиртовые, хлебопекарные и некоторые расы пивных дрожжей.
Дрожжи обладают способностью сбраживать весьма высокие концентрации сахара – до 60%. Они выносят также высокие концентрации спирта.

В спиртовом производстве применяют верховые дрожжи вида
S. cerevisiae, которые обладают наибольшей энергией брожения, образуют максимум спирта и сбраживают моно- и дисахариды, а также часть декстринов.
В хлебопекарных дрожжах ценят быстроразмножающиеся расы, обладающие хорошей подъемной силой и стойкостью при хранении. Подъемная сила определяется как особенностями рас дрожжей, так и способом ведения производства.
В пивоварении используют дрожжи низового брожения, приспособленные к сравнительно низким температурам. Пивные дрожжи должны быть микробиологически чистыми, а также обладать способностью к хлопьеобразованию, быстро оседать на дно бродильного аппарата и давать прозрачный напиток с определенными вкусом и ароматом.
Зигомицеты играют большую роль в качестве продуцентов ферментов. Грибы рода Aspergillus продуцируют амилолитические, протеолитические, пектолитические и другие ферменты, которые используют в производстве спирта вместо солода для осахаривания крахмала, в пивоваренном производстве при частичной замене солода несоложенным зерном и т. д.
Типы энергетического обмена у микроорганизмов. Для развития, роста и размножения микроорганизмов необходима энергия. Микроорганизмы, добывающие энергию только за счет окисления кислородом, называют облигатными аэробами. Но есть микроорганизмы, которые получают энергию без участия кислорода воздуха, а за счет сопряженного окисления – восстановления неорганических и органических соединений, находящихся в субстрате.
Такие микроорганизмы называют облигатными анаэробами. Кислород подавляет их развитие. Существуют также промежуточные формы микроорганизмов: факультативные аэробы и анаэробы.
Микроорганизмы, обладающие лабильным обменом веществ, т.е. живущие за счет окисления кислородом воздуха и сопряженных окислительно-восстановительных реакций без участия кислорода воздуха, называют факультативными аэробами. При недостатке кислорода они могут переходить на анаэробный способ существования.
Микроорганизмы, которые могут жить как при доступе воздуха, так и без него, называют факультативными анаэробами.

Они живут за счет сопряженного окисления-восстановления различных соединений, без вовлечения кислорода. Кислород для них не ядовит или слабо ядовит. Известны факультативные анаэробы
(например, дрожжи), способные в зависимости от условий развития переключаться с анаэробного на аэробный тип получения энергии.
Анаэробные микроорганизмы, к которым принадлежат многие бактерии и некоторые дрожжи, получают энергию для жизнедеятельности в процессе брожения.
Факторы, регулирующие обмен веществ микроорганизмов.
Один из важных факторов – питательная среда. Микроорганизмам требуется целый ряд необходимых элементов питания (углерод, азот, фосфор, макро- и микроэлементы, биологически активные вещества и др.). Источниками углерода для гетеротрофных микроорганизмов могут быть углеводы (моно- и полисахариды), спирты, кислоты и др.
Для микробиологических процессов большое значение имеет реакция среды (рН). Для каждой культуры микроорганизмов есть свои пределы оптимума, максимума и минимума рН. Так, ацидофильным микроорганизмам (некоторые плесени, дрожжи, бактерии) необходимы рН 1,5–4,5, нейтрофильным – рН 6,5–8,0 и базофильным – рН 8,5–9,5. Но большинство микроорганизмов лучше всего развиваются в нейтральной среде при рН 7,0.
Большое значение в жизнедеятельности микроорганизмов имеет кислород. Для аэробных микроорганизмов он жизненно необходим, а для анаэробных является ядом.
Только для факультативно-анаэробных микроорганизмов, например, дрожжей, это не имеет существенного значения.
Потребление кислорода зависит от концентрации клеток. Чем она выше, тем больше требуется кислорода. Режим аэрации должен обеспечивать скорость растворения кислорода, которая полностью соответствовала бы расходу.
Очень велико значение температуры для роста и развития микроорганизмов. Большинство используемых в промышленности микроорганизмов являются по отношению к температуре мезофилами – их развитие происходит при температуре 25–37ºС.
Психрофильные микроорганизмы растут в интервале температур от
0 до 15ºС, а термофильные –в интервале температур от 55 до 75ºС.
Нормальное функционирование клетки, т.е. обмен веществ, рост и размножение, может происходить только тогда, когда в ней

содержится достаточное количество воды и клетки погружены в водную среду с растворенными в ней питательными веществами.
При уменьшении содержания воды снижается интенсивность биохимических реакций, а, следовательно, и интенсивность жизненных процессов.