Виробництво білка

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ

Сиктивкарський ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра ботаніки

Реферат на тему:

ВИРОБНИЦТВО БІЛКА

Виконавець: студентка 243 гр.

Аниськин Марія

Викладач: к.б.н., доцент,

Шергіна М.М.

Сиктивкар 2000


ЗМІСТ

СОДЕРЖАНІЕ_______ 2

ВВЕДЕНІЕ__________ 3

1.Белок одноклітинних організмів 4

1.1.Полученіе мікробного білка на нижчих спіртах__ 4

1.2. Отримання білкових речовин на вуглеводному сирье____ 7

2.Грібной білок (мікопротеін )________ 8

ЛІТЕРАТУРА_______ 10

ВСТУП

Мікроорганізми почали використовувати у виробництві білкових продуктів задовго до виникнення мікробіології. Досить згадати всілякі різновиди сиру, а також продукти, одержані шляхом ферментації соєвих бобів. І в першому, і в другому випадку живильної основою є білок. При виробленні цих продуктів за участю мікробів відбувається глибока зміна властивостей белоксодержащего сировини. У результаті отримують харчові продукти, які можна довше зберігати (сир) або зручніше споживати (соєвий сир). Мікроби грають роль у виробництві деяких м'ясних продуктів, призначених для зберігання. Так, при виготовленні деяких сортів ковбаси використовується кислотне бродіння, зазвичай за участю комплексу молочнокислих бактерій. Новоутворена кислота сприяє схоронності продукту і робить внесок у формування його особливого смаку.

Цим, мабуть, і обмежується використання мікроорганізмів у переробці білків. Можливості сучасної біотехнології в цих виробництвах невеликі, за винятком сироваріння. Інша справа - вирощування і збір мікробної маси, що переробляється в харчові продукти: тут біотехнологія може проявити себе у всій повноті.


1.Белок одноклітинних організмів

За багатьма важливими показниками біомаса мікроорганізмів може мати дуже високу поживну цінність. Неабиякою мірою ця цінність визначається білками: у більшості видів вони становлять значну частку сухої маси клітин. Протягом десятиліть активно обговорюються і досліджуються перспективи збільшення частки білку мікроорганізмів в загальному балансі виробленого в усьому світі білка.

Виробництво такого білка пов'язане з великомасштабним вирощуванням певних мікроорганізмів, які збирають і переробляють у харчові продукти. Щоб здійснити можливо більш повне перетворення субстрату в біомасу мікробів, потрібно багатосторонній підхід. Вирощування мікробів у харчових цілях представляє інтерес з двох причин. По-перше, вони ростуть набагато швидше, ніж рослини і тварини: час подвоєння їх чисельності вимірюється годинами. Це скорочує терміни, потрібні для виробництва певної кількості їжі. По-друге, залежно від вирощуваних мікроорганізмів в якості субстратів можуть використовуватися різноманітні види сировини. Що стосується субстратів, то тут можна йти по двох головних напрямках: переробляти низькоякісні непридатні продукти або орієнтуватися на легкодоступні вуглеводи і одержувати за їх рахунок мікробну біомасу, яка містить високоякісний білок.

1.1.Полученіе мікробного білка на нижчих спиртах

Культивування на метанолі. Основна перевага цього субстрату - висока чистота і відсутність канцерогенних домішок, хороша розчинність у воді, висока летючість, що дозволяє легко видаляти його залишки з готового продукту. Біомаса, отримана на метанолі, не містить небажаних домішок, що дає можливість виключити з технологічної схеми стадії очищення.

Однак, необхідно враховувати при проведенні процесу і такі особливості метанолу, як горючість і можливість утворення вибухонебезпечних сумішей з повітрям.

Як продуцентів, що використовують метанол в конструктивному обміні, були вивчені як дріжджові, так і бактеріальні штами. У дріжджів були рекомендовані до виробництва Candida boidinii, Hansenula polymorpha і Piehia pastoris, оптимальні умови для яких (t = 34-37 ° C, рН = 4,2-4,6) дозволяють проводити процес з економічним коефіцієнтом засвоєння субстрату до 0,40 при швидкості протоку в інтервалі 0,12-0,16 год-1. Серед бактеріальних культур застосовується Methylomonas clara, Pseudomonas rosea та ін, здатні розвиватися при t = 32-34 ° C, рН = 6,0-6,4 з економічним коефіцієнтом засвоєння субстрату до 0,55 при швидкості протоку до 0,5 год- 1.

Особливості процесу культивування багато в чому обумовлені застосовуваним штамом-продуцентом (дріжджі або бактерії) і умовами асептики. Ряд зарубіжних фірм пропонує використовувати дріжджові штами і проводити вирощування у відсутності суворої асептики. У цьому випадку технологічний процес протікає в ферментере ежекційні типу продуктивністю 75 т АСВ на добу, а питома витрата метанолу складає 2,5 т / т АСВ.

При культивуванні дріжджів в асептичних умовах рекомендовані апарати колонного або ерлтфітного типу продуктивністю 75-100 т АСВ / добу при витраті метанолу до 2,63 т / т АСВ. У тому і іншому випадку процес культивування проводиться одностадійно, без стадії «дозрівання» з невисокою концентрацією субстрату (8-10 г / л).

У ряді країн в якості продуцентів застосовуються бактеріальні штами, процес проводиться в асептичних умовах у ферментерах ерліфітного або струминного типів продуктивністю 100-300 т / добу і витратою метанолу до 2,3 т / т АСВ. Ферментація здійснюється одностадійно при невисоких концентраціях спирту (до 12 г / л) з високим ступенем утилізації метанолу.

Найбільш перспективним за своєю конструкцією є струменевий ферментер Інституту технічної хімії АН НДР. Ферментер об'ємом 1000м3 складається з секцій, розташованих одна над іншою і з'єднаних між собою шахтними переливами. Ферментаційне середовище з нижньої секції ферментера по напірному трубопроводу подається відцентровими циркуляційними насосами у верхні шахтні переливи, через які проходить в низлежащих секцію, подсасивая при цьому повітря з газоводами. Таким чином, середа протікає із секції в секцію, постійно подсасивая нові порції повітря. Падаючі струменя в шахтних переливах забезпечують інтенсивне аерування середовища.

Живильне середовище безперервно подається в зону верхніх шахтних переливів, а мікробна суспензія відводиться з виносних контурів. На стадії виділення для всіх видів продуцентів передбачено відділення грануляції з метою отримання готового продукту в гранулах.

Кормові дріжджі, отримані на метанолі, мають наступний процентний склад: сирий протеїн 56-62; ліпіди 5-6; зола 7-11; волога 8-10; нуклеїнові кислоти 5-6. Бактеріальна біомаса характеризується наступним складом: сирий протеїн 70-74; ліпіди 7-9; зола 8-10; нуклеїнові кислоти 10-13; вологість 8-10.

Крім метанолу, як високоякісної сировини використовують етанол, який має малу токсичність, гарну розчинність у воді, невелика кількість домішок.

В якості мікроорганізмів - продуцентів білка на етиловому спирті як єдиному джерелі вуглецю можуть використовуватися дріжджі (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus). Процес культивування проводять одностадійно в ферментерах з високими масообмінних характеристик при концентрації етанолу не більше 15 г / л.

Дріжджі, вирощені на етанолі, містять (%): сирого протеїну 60-62; ліпідів 2-4; золи 8-10; вологи до 10.

1.2. Отримання білкових речовин на вуглеводневій сировині

Історично одним з перших субстратів, що використовуються для одержання кормової біомаси, були гідролізати рослинних відходів, предгідралізати і сульфітний луг - відходи целюлозно-паперової промисловості. Інтерес до вуглеводного сировині як основного поновлюваному джерелу вуглецю значно зріс ще і з екологічної точки зору, так як воно може служити основою для створення безвідходної технології переробки рослинних продуктів.

У зв'язку з тим, що гідролізати являють собою складний субстрат, що складається з суміші гексоз і пентоз, серед промислових штамів-продуцентів набули поширення види дріжджів C.utilis, C.scottii і C.tropicalis, здатні поряд з гексоз засвоювати пентози, а також переносити наявність фурфуролу в середовищі.

Склад живильного середовища у разі культивування на вуглеводневому сировину значно відрізняється від застосовуваного при вирощуванні мікроорганізмів на вуглеводневому субстраті. У гидролизатах і сульфітний луг є в невеликій кількості практично всі необхідні для росту дріжджів мікроелементи. Відсутні кількості азоту, фосфору і калію вводяться у вигляді загального розчину солей амофосу, хлориду калію і сульфату амонію.

Ферментація здійснюється в ерліфтних апаратах конструкції Лефрансуа-Марій об'ємом 320 і 600 м3. Процес культивування дріжджів здійснюється у безперервному режимі при рН 4,2-4,6. Оптимальна температура від 30 до 40 ° С.

Кормові дріжджі, отримані при культивуванні на гидролизатах рослинної сировини і сульфітний луг, мають наступний склад (%): білок 43-58; ліпіди 2,3-3,0; вуглеводи 11-23; зола - до 11; вологість - не більше 10 .

Одним з перспективних субстратів у виробництві кормової біомаси є гідролізати торфу, що мають у своєму складі велику кількість легкозасвоюваних моносахаров і органічних кислот. Додатково до складу живильного середовища вводяться лише невеликі кількості суперфосфату і хлориду калію. Джерелом азоту служить аміачна вода. За якістю кормова біомаса, отримана на гидролизатах торфу, перевершує дріжджі, вирощені на відходах рослинної сировини.

2.Грібной білок (мікопротеін)

Мікопротеін - це харчовий продукт, що складається в основному з міцелію гриба. При його виробництві використовується штам Fusarium graminearum, виділений із грунту. Мікопротеін виробляють сьогодні на дослідній установці методом безперервного вирощування. Як субстрат використовується глюкоза та інші поживні речовини, а джерелами азоту служать аміак і амонійні солі. Після завершення стадії ферментації культуру піддають термообробці для зменшення вмісту рибонуклеїнової кислоти, а потім відділяють міцелій методом вакуумного фільтрування.

Якщо зіставити виробництво мікопротеіна з процесом синтезу білків тварин, то виявиться ряд його переваг. Крім того, що тут вище швидкість росту, перетворення субстрату у білок відбувається незрівнянно ефективніше, ніж при засвоєнні їжі тваринами. Це відображено в таблиці 1.

Не зайве нагадати, що корми для тварин повинні містити деяку кількість білка, до 15-20% залежно від виду тварин і способу їх утримання. Позитивним фактором є і волокнисту будову вирощеної культури; текстура маси міцелію близька до такої у природних продуктів, тому у продукту може бути імітована текстура м'яса, а за рахунок добавок - його смак і колір. Щільність продукту залежить від довжини гіф вирощеного гриба, яка визначається швидкістю росту.

Таблиця 1. Ефективність конверсії при утворенні білка для різних тварин і Fusarium graminearum.

Вихідний продукт Продукція
Білок, г Загальна, м
Корова 1 кг корму 14 68 яловичини
Свиня 1 кг корму 41 200 свинини
Курка 1 кг корму 49 240 м'яса
Fusarium graminearum 1 кг вуглеводів + неорганічний азот 136 1080 клітинної маси

Після проведення всебічних досліджень поживної цінності та нешкідливості мікопротеіна міністерство сільського господарства, рибальства і харчових продуктів дало дозвіл на його продаж в Англії. Вміст поживних речовин у ньому зазначено в таблиці 2.

Таблиця 2. Середній склад мікопротеіна і порівняння його із складом яловичини.

Компоненти Склад,% (на суху вагу)
мікопротеін біфштекс
Білки 47 68
Жири 14 30
Харчові волокна 25 Сліди
Вуглеводи 10 0
Зола 3 2
РНК 1 Сліди
ЛІТЕРАТУРА

1. Біотехнологія: Принципи та застосування. Під ред. І. Хіггенса та ін Москва: «Світ», 1988 р.

2. Біотехнологія. Виробництво білкових речовин. В. О. Биков, М. М. Манаков та ін Москва «Вища школа», 1987 р.

3. Воробйова А.І. Промислова мікробіологія. Вид. Московського університету, 1989 р.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
25кб. | скачати


Схожі роботи:
Білка білка в колесі
Білка звичайна
Синтез білка
Хімія білка
Білка в колесі
Матричний синтез білка
Біосинтез білка та його регуляція
Етапи визначення АК послідовності в пептидах Синтез білка
Отримання мембранного білка бактериородопсина міченого дейтерієм
© Усі права захищені
написати до нас