Strona 1 z 2

16. Wytwarzanie żywności przy zastosowaniu procesów

biotechnologicznych - tradycja i nowoczesnośd.

Proces biotechnologiczny w znaczeniu najogólniejszym oznacza zastąpienie systemów biologicznych
do celów produkcyjnych i usługowych. Systemem biologicznym mogą byd żywe organizmy, organa,
tkanki, komórki, części komórek, enzymy, a ostatnio i geny.
Przemyśl spożywczy stosuje procesy biotechnologiczne, w których wykorzystuje się żywe
drobnoustroje, enzymy oraz utajone formy życia roślin, np. w ziarnach zbóż zdolnych do kiełkowania
przy otrzymywaniu słodu.

Procesy biotechnologiczne stosowane w przemyśle spożywczym można podzielid na trzy grupy ze
względu na wykorzystywanie w nich:
- biosyntezy masy komórkowej;
- fermentacji i innych szlaków metabolicznych;
- enzymów.
Pierwsze dwie grupy procesów wymagają żywych komórek, trzecia grupa katalizatorów
biologicznych działających z reguły poza komórką, która je wytwarza.

Do ważniejszych zalet procesów biotechnologicznych wykorzystujących mikroorganizmy można
zaliczyd:
- duże możliwości wytwarzania, przetwarzania i modyfikacji żywności, otrzymywania atrakcyjnych
produktów spożywczych, jak również dodatków funkcjonalnych;
-możliwośd wykorzystania produktów ubocznych, odpadów i materiałów zatruwających środowisko
do celów spożywczych, paszowych, przemysłowych, energetycznych i innych;
- dużą wydajnośd procesu, gdyż reakcje biochemiczne przebiegają w komórce z dużą szybkością i
dużą precyzją, co jest uwarunkowane działaniem katalitycznym enzymów;
- procesy biotechnologiczne przebiegają w stosunkowo niskich temperaturach pod normalnym
ciśnieniem, są mniej energochłonne, nie wymagają stosowania chemicznych katalizatorów,
wykorzystują na ogół surowce odnawialne, pozostawiają mało zanieczyszczeo.
Do wad stosowania procesów biologicznych należą:
- podatnośd drobnoustrojów na mutacje i koniecznośd stosowania drobnoustrojów o ściśle
określonych cechach użytkowych, co wymaga użycia szczepów czy ras w postaci czystych kultur;
- wrażliwośd drobnoustrojów na czynniki zewnętrzne, w tym na zakażenie środowiska innymi
drobnoustrojami i fagami a w związku z tym koniecznośd zachowania aseptycznych warunków w
produkcji.

Niektóre składniki spożywcze produkowane przez mikroorganizmy.

Kwas octowy

(regulator kwasowości)

Acetobacter ssp.

Beta-karoten

(barwnik)

Rhodotorula ssp.

Diacetyl

(aromat maślany)

Leuconostoc cremoris

Kwas cytrynowy

(regulator kwasowości)

Aspergillus niger

Estry kwasów tłuszczowych

(aromaty owocowe)

Pseudomonas ssp.

Glicerol

(czynnik higroskopijny)

Bacillus licheniformis

Mannitol

(cukier)

Torulopsis mannitpfaciens

Witamina B12

(witamina)

Propionibacterium

Strona 2 z 2

BIOSYNTEZA MASY KOMÓRKOWEJ



Produkcja biomasy pleśniowej w celu stosowania jej jako paszę lub pożywienie dla ludzi,
głównie jako źródła białka i witamin.



Produkcja biomasy drożdżowej jako paszę lub pożywienie dla ludzi, głównie jako źródła
białek i witamin z grupy B.



Produkcja biomasy glonowej – produkcja gatunku Chlorella pyrenoidosa oraz niektórych
gatunków z rodzaju Scenedesmus, wskazują na znaczne możliwości syntezy tanim kosztem
masy glonowej, bogatej w białko, tłuszcze i ważne składniki dopełniające.

PROCESY FERMENTACYJNE



Fermentacja alkoholowa



Fermentacja kwasu mlekowego



Fermantacja octanowa



Fermaentacja propionianowa



Fermentacja metanowa



Fermantacja kwasu mlekowego



Fermanetacja cytrynianowa

ZASTOSOWANIE ENZYMÓW
Szacuje się, ze około polowa światowej produkcji enzymów jest zużywana przez przemysł spożywczy.
Zastosowanie preparatów enzymatycznych w technologii żywności przynosi wiele korzyści. Pozwala
ono min. na przyspieszenie wielu procesów technologicznych, na uzyskanie produktów o korzystnie
zmienionych cechach jakościowych lub zupełnie nowych produktów, na lepsze wykorzystanie
surowców tradycyjnych i niespotykanych dotąd w przemyśle spożywczym, w tym również różnych
odpadów przemysłowych Stosunkowo wysoki koszt preparatów enzymatycznych jest przeszkodą w
stosowaniu enzymów w przemyśle na dużą skalę.
Enzymy wykorzystywane w technologu żywności zwykle charakter degradacyjny-kataboliczny,
polegający przeważnie na hydrolitycznym rozpadzie substratu (wielocukru, białka, tłuszczu, niekiedy
innych substancji).
Pomimo egzoergicznego charakteru tych przemian, wymagają one pewnej wstępnej energii
aktywacji do ich zainicjowania i przyspieszenia. Energię aktywacji można bardzo zmniejszyd przez
zastosowanie odpowiedniego katalizatora oraz przez podwyższenie temperatury, przy czym w
przemyśle spożywczym zbytnie podnoszenie temperatury odbija się szkodliwie na wartości
odżywczej produktów. Katalizatorem reakcji hydrolizy są jony wodorowe. O wiele silniej
przyspieszają te reakcje odpowiednie enzymy (z klasy hydrolaz). W podobny sposób działają enzymy
również w innych typach przemian wykorzystywanych także w technologii żywności
(np specyficznej oksydacji, dekarboksylacji lub dezaminacji).
W technologii żywności wykorzystuje się amylazy, celulazy, hemicelulozy, pentozanazy, enzymy
pektynolityczne i sacharolityczne, proteolityczne oraz enzymy lipazy.