Tesis sobre microorganismos y fabricación de alimentos.
Microorganismos y fabricación de alimentos Zheng Da Seguridad y pruebas de alimentos y medicamentos (publicidad)
Resumen
Los microorganismos son un recurso biológico precioso y abundante. Se utiliza ampliamente en muchas industrias, como la alimentaria, la fermentación, la farmacéutica, la protección del medio ambiente, la metalurgia y la agricultura. Si esos recursos pueden desarrollarse más científica y racionalmente, seguramente crearán una enorme riqueza material para la humanidad. La comida es lo más importante para la gente y la comida es la base de la supervivencia humana. En los últimos años, debido al aumento de la población y la mejora del nivel de vida en todo el mundo, se han impuesto mayores exigencias a la calidad y cantidad de los alimentos. Con la utilización continua de los recursos alimentarios, el desarrollo de nuevos recursos alimentarios ha atraído cada vez más el pensamiento de la gente. En el proceso de búsqueda de nuevos recursos alimentarios, aunque la gente todavía está acostumbrada a centrarse principalmente en la expansión de la plantación, la cría de animales y la acuicultura, las características únicas de los microorganismos han despertado un gran interés y han abierto nuevos campos para las personas que buscan nuevos campos. fuentes de alimento. Después de una continua investigación y desarrollo, se han lanzado uno tras otro una gran cantidad de alimentos producidos utilizando microorganismos. Los microorganismos desempeñan un papel cada vez más importante a la hora de enriquecer los tipos de alimentos, aumentar o mejorar el contenido de nutrientes y mejorar el sabor de los alimentos. Muestran amplias perspectivas de aplicación y realizan gradualmente la transformación de los alimentos desde una estructura bidimensional de plantas y animales a. una estructura tridimensional de plantas, animales y microorganismos. Transformación estructural.
Texto
Fermentación microbiana
La principal tecnología utilizada por la gente hoy en día es utilizar la fermentación microbiana para producir alimentos. La fermentación microbiana es el proceso de utilizar microorganismos para convertir materias primas en productos necesarios para los humanos a través de vías metabólicas específicas en condiciones adecuadas. Las cepas microbianas son el factor fundamental en la fermentación. A través de la mutación y la selección de cepas, se pueden obtener cepas excelentes de alto rendimiento y también se pueden obtener equipos de producción que son difíciles de producir con métodos convencionales. La fermentación tiene tres elementos de proceso principales: 1. Temperatura 2, valor de PH 3 y oxígeno.
Contenidos de la ingeniería de fermentación microbiana moderna
⑴Utilice medios modernos para detectar y transformar microorganismos para formar mejores microbios industriales. tecnología de reproducción para nuevas cepas que satisfacen las necesidades de la producción industrial, que incorpora algunos elementos de ingeniería genética e ingeniería celular. Las cepas microbianas que han sido modificadas para satisfacer las necesidades de las personas generalmente se denominan bacterias de ingeniería.
⑵ La producción. de células microbianas, es decir, utilizar tecnología de producción avanzada para realizar una gran cantidad de cultivos puros de un determinado microorganismo a alta velocidad, es decir, la clonación de bacterias de ingeniería
⑶ Separar sustancias útiles de los microorganismos, como el uso Los microorganismos utilizan algunos desechos baratos como sustratos para producir proteínas unicelulares;
⑷ Producción de fermentación de metabolitos primarios y secundarios microbianos, como la producción de aminoácidos, antibióticos y otras sustancias fisiológicamente activas; /p>
⑸Separación, purificación y posprocesamiento de productos de fermentación;
⑹El uso de microorganismos para controlar o participar en la producción industrial, como la minería, la metalurgia, etc.; de biorreactores microbianos, nuevos dispositivos de fermentación y biosensores y la tecnología de fermentación continua automatizada mediante control informático, etc.
Microorganismos y productos elaborados
1. Aplicación de bacterias ácido acéticas - producción de vinagre
Sabemos que el vinagre es un condimento en la vida diaria de nuestro pueblo. Es uno de los productos y un producto antiguo elaborado por microorganismos en mi país. En el sector privado, el vinagre se produce mediante fermentación natural utilizando bacterias de ácido acético que existen en la naturaleza en las fábricas; para mejorar la producción y la calidad y evitar la contaminación por bacterias diversas, se utiliza la inoculación artificial pura para la fermentación.
Las bacterias que se han utilizado durante mucho tiempo en la producción de vinagre incluyen Acetobacter striata (Acetobacter aceti) y Acetobacter shuchini. Pero los más utilizados en la actualidad son Acetobacter putida var opacidad (AS1.41) y Acetobacter pasteurianus subsp. Las bacterias del ácido acético crecen y se reproducen bajo la condición de un suministro suficiente de oxígeno y oxidan el etanol en la matriz en ácido acético. Este es un proceso de oxidación biológica y se omite la fórmula de reacción. Dependiendo de la cepa, se puede producir una pequeña cantidad de otros ácidos orgánicos y ésteres aromáticos durante el proceso de fermentación, lo que le da al vinagre un buen sabor. Por lo tanto, seleccionar cepas excelentes es muy importante para la producción de vinagre.
Los métodos de elaboración de vinagre generalmente se pueden dividir en dos categorías: fermentación en estado sólido y fermentación líquida. Los métodos de elaboración de cerveza tradicionales en mi país utilizan principalmente fermentación en estado sólido. El vinagre producido con este método tiene mejor sabor, pero requiere muchos materiales auxiliares, un ciclo de fermentación largo, baja tasa de utilización de materia prima y alta intensidad de mano de obra
(1) Materias primas Hay muchas Materias primas que se pueden utilizar para la producción de vinagre, incluidos cereales, frutas frescas y secas, frutas silvestres azucaradas o con almidón, etc. Por ejemplo: azúcar, miel, sorgo, arroz, maíz, boniato, harina de arroz glutinoso, peras, caquis, dátiles, etc. El vinagre generalmente famoso todavía se elabora principalmente a partir de materias primas de cereales como el arroz glutinoso, el arroz y el sorgo.
(2) Flujo del proceso Mezclar materias primas → Agregar agua, mezclar bien, cocinar → Agregar salvado de koji y vino después de enfriar → Sacarificación y fermentación → Agregar bacterias de ácido acético → Fermentación de ácido acético → Agregar sal y envejecer → Lixiviación ácida → Envejecimiento (Epidificación, mejora del aroma, aumento del contenido de sólidos y color, y aumento del ácido acético por encima de 5) → mezcla → esterilización → envasado y producto terminado. Son muchas las variedades de vinagre que se producen en nuestro país, y existen muchos productos famosos y de gran calidad. Como el vinagre maduro de Shanxi, el vinagre balsámico de Zhenjiang, el vinagre de salvado de Sichuan, el vinagre de rosas de Jiangsu y Zhejiang, el vinagre de levadura roja de Fujian y el vinagre blanco del noreste de China. Varios vinagres tienen sus propias características en términos de selección de materiales, proceso de fermentación, ingredientes del condimento final y envejecimiento.
2. Fermentación de aminoácidos Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. Hay ocho tipos de aminoácidos que el cuerpo (cuerpo humano) no puede sintetizar pero que son necesarios. Por lo general, estos ocho tipos de aminoácidos se denominan aminoácidos esenciales y el cuerpo humano sólo puede obtenerlos a través de los alimentos. Además, en la industria alimentaria se pueden utilizar aminoácidos como condimentos, como el glutamato de sodio-glutamato monosódico, que se utiliza como aromatizante y el triptófano se puede utilizar como edulcorantes; Agregar ciertos aminoácidos a los alimentos puede mejorar el valor nutricional de los mismos. Por ejemplo, agregar lisina al arroz puede mejorar la utilización de las proteínas. Para mejorar la calidad de la alimentación del ganado y las aves de corral, a menudo se añaden aminoácidos esenciales como lisina y metionina. Por tanto, la producción de aminoácidos es de gran importancia. Inicialmente, la producción de aminoácidos se produce mediante la hidrolización de proteínas. Desde que la fermentación directa de azúcares por microorganismos para producir ácido glutámico tuvo éxito en 1957 y se puso en producción industrial, la investigación y producción de aminoácidos se ha desarrollado rápidamente. Unas diez especies han entrado en la producción a escala industrial. 1963. Producción por fermentación de ácidos.
(1) Producción de glutamato de sodio (GMS): Bacterias fermentadoras del ácido glutámico: Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium chromiferans, etc. Las cepas de producción utilizadas en mi país son: Corynebacterium Beijing, AS1.299; Corynebacterium obtusifolia, AS1.542. Las características únicas de estas bacterias son: el cuerpo bacteriano es esférico, tiene forma de bastón corto o bastón, no tiene flagelos, no se mueve, no forma esporas, tiene una tinción de Gram positiva, requiere biotina para crecer y produce glutamina cuando se cultiva. en condiciones de aireación ácida. El proceso bioquímico de la fermentación del ácido glutámico: primero, la glucosa genera piruvato a través de la glucólisis y las vías de ramificación de hexosa monofosfato, piruvato → acetil-CoA → ciclo tricarboxílico → genera α-cetoglutarato, en glutamato Bajo la acción de la aminoácido deshidrogenasa, el ácido L-glutámico es generado en presencia de NH4. 1. Materias primas: Las materias primas para producir glutamato de sodio mediante fermentación incluyen almidón de maíz, batata, trigo, arroz, etc. Entre ellas, el almidón de batata es el más utilizado. Además, la melaza también se puede utilizar como fuente de carbono para medios de fermentación. La fuente de nitrógeno puede ser urea o amoníaco. 2. Flujo del proceso: Materias primas con almidón → sacarificación → enfriamiento y filtración → agregar licor de maíz y otros nutrientes para preparar un medio de cultivo adecuado → bacterias de fermentación según la especie → fermentación → líquido de fermentación → extracción (método del punto isoeléctrico, método de intercambio iónico, etc. )→Cristalización del ácido glutámico→Neutralización de Na2CO3→Glutamato de sodio (MSG)→Después de la eliminación del hierro, decoloración, filtración, concentración, cristalización (MSG)→secado, se obtiene el producto terminado.
3. Fermentación de alimentos con ácido láctico de verduras y frutas Las verduras y frutas fermentadas por bacterias del ácido láctico no solo pueden obtener productos nutritivos y sabrosos, sino también un método de procesamiento de alimentos con una larga historia; . Con la mejora gradual de la comprensión de la gente sobre el valor nutricional de los alimentos de fermentación de ácido láctico de frutas y verduras y sus efectos beneficiosos en el cuerpo humano, la industria de procesamiento de fermentación de ácido láctico de frutas y verduras se ha desarrollado no solo ha aumentado la variedad, sino también el procesamiento. El proceso también ha pasado gradualmente de una industria artesanal de estilo familiar a la mecanización de la producción industrial.
El pueblo chino tiene una larga historia en la elaboración de productos de frutas y verduras fermentadas con ácido láctico, incluidos encurtidos deliciosos y nutritivos, encurtidos agrios, chucrut encurtido, así como una amplia variedad de encurtidos con diferentes sabores, jugos de frutas y verduras fermentados con ácido láctico, etc. ., por ejemplo Demasiados para mencionarlos.
La aplicación de la levadura en la fabricación de alimentos La levadura se utiliza ampliamente en la fabricación de alimentos (producción de alcohol y pan), proteínas unicelulares, industria farmacéutica y química (producción de ácidos nucleicos y vitaminas), fermentación de hidrocarburos del petróleo. , etc. La levadura está estrechamente relacionada con la vida humana. Durante mucho tiempo, la gente la ha utilizado para elaborar alimentos, pan, diversas bebidas alcohólicas y otros alimentos, por lo que ocupa una posición extremadamente importante en la industria alimentaria. A continuación se presenta la aplicación de la levadura en los alimentos
Producción de pan La mayoría de la población urbana y rural de mi país casi siempre come pan y bollos al vapor. Están hechos de harina fermentada con levadura y tienen un sabor suave. Textura, fragante y delicioso, pero la materia prima del pan es más razonable y horneada, por lo que es más delicioso y nutritivo, y además es fácil de transportar y almacenar. La levadura utilizada para hacer pan, la levadura de cerveza, se puede obtener en las cervecerías, pero existen fábricas profesionales que producen productos de levadura. Los productos de levadura utilizados específicamente para producir pan incluyen levadura prensada (levadura fresca), levadura seca activa (ADY) y, en general,. Utilice más levadura prensada. La fabricación de pan utiliza harina como materia prima principal, agregando agua y levadura para mezclarla hasta formar una masa y fermentarla a aproximadamente 30°C. La levadura usa la amilasa de la harina para descomponer el almidón y producir trigo, uvas, frutas. y sacarosa, produciendo dióxido de carbono, alcohol, aldehídos y algunos ácidos orgánicos y otros productos. El dióxido de carbono hace que la masa se expanda. Después de amasar la masa fermentada y agregar los ingredientes, se le da forma y se coloca en un horno para hornear a altas temperaturas. La expansión térmica del dióxido de carbono convierte el pan en una estructura porosa similar a una esponja, lo que le da al producto una textura suave. Los ácidos orgánicos, alcoholes, aldehídos, etc. producidos durante la fermentación dan al pan su sabor único. Algunos también añaden diversos sabores comestibles, nueces, frutas en conserva y otros materiales auxiliares para formar diferentes variedades.
La aplicación de enzimas microbianas en la industria alimentaria Las enzimas se han utilizado en la fabricación de alimentos durante mucho tiempo, pero su comprensión es un logro importante de la ciencia moderna. Con el desarrollo de la industria alimentaria, se han planteado mayores requisitos en cuanto a variedad, cantidad y calidad de las enzimas. Por lo tanto, los países de todo el mundo generalmente conceden importancia a la investigación y producción de enzimas.
1. Ventajas de la producción microbiana de preparados enzimáticos Generalmente se cree que las células M pueden producir al menos 2.500 enzimas diferentes. La producción de enzimas microbianas es selectiva (selección de cepa), lo que facilita la producción industrial y no está restringida por la estación, el clima, la geografía y otras condiciones, la capacidad de producción también puede ser ilimitada y el ciclo de crecimiento de M es corto, lo que permite; asegurar el suministro de enzimas.
2. Enzimas microbianas y su aplicación en la industria alimentaria 1. Microorganismos utilizados para la producción de enzimas: Los preparados de enzimas microbianas pueden ser producidos por bacterias, actinomicetos, levaduras, mohos, etc. 2. Tipos de enzimas: Existen muchos tipos de enzimas microbianas, incluidas la amilasa, proteasa, lipasa, celulasa, pectinasa, catalasa, etc. Varias enzimas desempeñan diferentes funciones en la industria alimentaria.
Aplicación de la ingeniería de fermentación en la industria alimentaria:
Existen tres categorías principales de productos. Una es la producción de productos fermentados tradicionales, como cerveza, vino de frutas, vinagre, etc. .; Los aditivos alimentarios; en tercer lugar, ayudan a resolver los problemas alimentarios.
En la industria alimentaria, los microorganismos no solo se utilizan para producir productos alimenticios, sino que también se utilizan como uno de los indicadores de prueba en las normas de higiene alimentaria para juzgar la calidad higiénica de los alimentos, garantizando así de forma efectiva la calidad del producto y una mejor calidad. para orientar el consumo y proteger la salud humana.
En términos de fermentación microbiana coexisten beneficios e inconvenientes, y coexisten desarrollo y desafíos. Lo que tenemos que hacer es buscar ventajas y evitar desventajas mediante el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, y sólo afrontando los desafíos podremos. lograr el desarrollo. Aunque muchos de los productos que disfrutamos hoy en día todavía son inseparables de la industria de fermentación tradicional, la ingeniería microbiana moderna ha impactado varias industrias, incluida la industria tradicional de fermentación de alimentos, la industria farmacéutica, la industria de fabricación de ácidos orgánicos, la industria de piensos, etc.