1. Zalety procesów biotechnologicznych w produkcji żywności

• Możliwości wytwarzania, przetwarzania i modyfikowania żywności, otrzymywania atrakcyjnych produktów spożywczych i substancji dodatkowych

• Możliwość wykorzystania produktów ubocznych i odpadów do celów spożywczych, paszowych, energetycznych i innych

• Duża wydajność procesu, co jest uwarunkowane selektywnym katalitycznym działaniem enzymów uwalnianych przez drobnoustroje lub dodanych

• Energooszczędność, gdyż procesy biotechnologiczne przebiegają w niskich temp. pod normalnym ciśnieniem

1. Wykorzystanie procesów fermentacyjnych w produkcji żywności

Branże przemysłu spożywczego	Produkt	Rodzaj fermentacji	Cel fermentacji
Owocowo - warzywna	Kiszone ogórki, kapusta, buraki, grzyby	Mlekowa	- nadanie smaku, zapachu
Mięsna	Wędliny, np. salami	Mlekowa	- przedłużenie trwałości poprzez hamowanie rozwoju niepożądanej mikroflory - stabilizowanie barwy - wykształcenie pożądancyh walorów smakowo – zapachowych - nadanie stabilnej konsystencji
Mleczarska	Jogurt, kefir, maślanka, zsiadłe mleko	Mlekowa i alkoholowa, (dotyczy tylko kefiru)	- wykształcenie walorów smakowo - zapachowych
	Stałe produkty fermentowane, sery dojrzewające i twarogi	Mlekowa	- wykształcenie walorów smakowo – zapachowych - wytworzenie skrzepu twarogowego
		Propionowa	- wytworzenie oczek i wt. B12 w dojrzewających serach podpuszczkowych - nadanie trwałości
Produkcja kwasów spożywczych	Kwas mlekowy, octowy, cytrynowy	Mlekowa, octowa, cytrynowa	-wytworzenie kw. spożywczego
Inne	Produkcja witaminy B12	Propionowa	- wytworzenie witaminy
	Biologiczne oczyszczanie ścieków	Metanowa	- rozkład prostych związków

1. Znaczenie biotechnologii w gospodarce żywnościowej (on się chyba pieprznął w tym pytaniu – bo w wykładach nie ma konkretnie nic o gospodarce żywnościowej)

ZASTOSOWANIE BIOTECHNOLOGII
Medycyna
- Antybiotyki - Szczepionki - Witaminy - Substancje biologicznie czynne - Enzymy - Terapie hormonalne i enzymatyczne - Przeszczepy (ksenotransplantacja) - Terapie genowe

1. Korzyści stosowania enzymów w produkcji żywności

• Przyspieszenie lub umożliwienie wielu procesów technologicznych

• Uzyskanie produktów o korzystnie zmienionych cechach jakościowych

• Uzyskanie nowych, pożądanych produktów

• Lepsze wykorzystanie surowców spożywczych i odpadowych

1. Metody hodowli mikroorganizmów w bioreaktorach

Klasyfikacja technik hodowli drobnoustrojów ze względu na stan fizyczny pożywki

- hodowle w podłożach ciekłych – HPC

• Zawiesina mikroorganizmów w ciekłej pożywce – hodowle wgłębne

• Hodowle z unieruchomionym materiałem biologicznym na powierzchni nośnika lub zamknięcie w jego wnętrzu

• Wzrost grzybów strzępkowych w postaci kożucha na powierzchni ciekłej pożywki – hodowle powierzchniowe

- hodowle w podłożach stałych – HPS

• Stosowane do hodowli grzybów strzępkowych w ziarnie zbóż, otrębach pszennych, odpadach celulozowych

1. Wymień metody oczyszczenia produktów z hodowli mikroorganizmów w bioreaktorach

Oczyszczanie zatężonego produktu od innych związków chemicznych o zbliżonych właściwościach wymaga zastosowania procesów rozdzielania o wysokiej selektywności:

• Techniki chromatograficzne

• Elektroforezę

• Precypitację

TEGO CHYBA NIE BĘDZIE TRZEBA PISAĆ – ALE ZAMIEŚCIŁAM:

Techniki chromatograficzne

• Chromatografia jest metodą rozdzielania jednorodnych mieszanin na składniki lub ich frakcje na skutek różnic w zachowaniu się składników roztworu w układzie faz. Jedna z tych faz nie zmienia położenia (stacjonarna), druga porusza się względem pierwszej w określonym kierunku (ruchoma).

(Chromatografia adsorpcyjna i podziałowa, Chromatografia jonowymienna, Chromatografia żelowa, Chromatografia powinowactwa)

Elektroforeza

• Pole elektryczne działające w roztworze na naładowane cząstki wywołuje ich ruch. Rodzaj i wielkość ładunku powierzchniowego cząsteczek i cząstek mogą być różne w przypadku białek, wypadkowy ładunek elektryczny zależy od wartości pH roztworu.

• Elektroforeza umożliwia uzyskanie czystych związków chemicznych pochodzenia biologicznego bardzo nietrwałych, Rozdzielane za pomocą tej metody w niskiej temperaturze w roztworach buforowych białka, enzymy i hormony zachowują swe właściwości biologiczne.

Precypitacja

• To inaczej wytrącanie osadu. Metody precypitacji związane są ze zmianą warunków skutkującą zmniejszeniem rozpuszczalności składnika poprzez:

- zwiększenie stężenia soli, prowadzące do wytrącenia składnika na skutek tzw. „wysolenia”

- zmniejszenie przenikalności elektrycznej

- zmianę pH

- zmianę temperatury

- dodatek polimerów niejonowych i polielektrolitów

• Przejście składnika do osadu oznacza, że jego wyodrębnienie i zatężenie następuje w jednej operacji.

1. Scharakteryzuj mikrobiologiczne otrzymywanie kwasu cytrynowego

Fermentacja cytrynianowa stosowana jest do otrzymywania kwasu cytrynowego przez fermentację cukru przy użyciu pleśni Aspergillus Niger.

Wytworzenie kwasu cytrynowego polega na przenikaniu cukru do komórek Aspergillus Niger, gdzie pod wpływem enzymów następuje przemiana na kwas cytrynowy.

2C₆H₁₂O₆ + 3O₂ = 2C₆H₈O₇ + 4H₂O

Aspergillus Niger najlepiej wykorzystuje sacharozę i glukozę w roztworach 13 - 20%.

Metoda otrzymywania kwasu cytrynowego – powierzchniowa i wgłębna polega na:

• Sporządzaniu brzeczki z melasy

• Dodanie pożywek (azot, fosfor, sole mineralne)

• Zaszczepienie czystą kulturą Aspergillus Niger

• Doprowadzenie tlenu

• Usuwanie CO2

Aspergillus Niger rośnie dobrze i wydziela duże ilości kwasu cytrynowego w pożywkach płynnych o 2,5-3,5. Wzrost pH powoduje przestawienie produkcji na kwas glukonowy, a dalej na szczawiowy.

1. Co to jest słód i jaka jest jego rola w produkcji piwa

Słód otrzymywany z jęczmienia browarnego jest jednym z podstawowych surowców w produkcji piwa. Celem procesu jest uaktywnienie enzymów ziarna koniecznych do rozkładu skrobi i białek w czasie zacierania.

Otrzymywanie słodu

• Czyszczenie ziarna(etap 1-5)

• Słodowanie (wytwarzają kiełki korzeniowe i kiełki liścieniowe)

• Polerowanie - doczyszczanie słodu przez polerownicę szczotową

• Śrutowanie słodu

Słód wpływa na kolor piwa: kolor piwa uwarunkowany jest głównie sposobem suszenia słodu – słód suszony w wyższych temperaturach daje piwa o zabarwieniu ciemniejszym

Ze słodu produkowana jest brzeczka piwna, która jest poddawana fermentacji alkoholowej – na tym polega produkcja piwa.

1. Zastosowanie bakterii fermentacji mlekowej przy produkcji żywności + przykłady

Bakterie fermentacji mlekowej są stosowane do produkcji żywności fermentowanej od co najmniej 4000lat, np. przy:

- wytwarzaniu fermentowanych napojów z mleka

- ukwaszaniu śmietanki przed jej zmaślaniem

- kiszeniu kapusty, ogórków, buraków

- produkcji i dojrzewaniu serów

- produkcji ciasta chlebowego z mąki żytniej

W bardziej świadomy sposób stosuje się odpowiednie rodzaje i gatunki bakterii fermentacji mlekowej w postaci szczepionek czystych kultur w nowoczesnej technologii mleczarstwa (zakwasy maślarskie, serowarskie jogurtowe) w przemyśle owocowo – warzywnym, mięsnym i piekarnictwie.

Zastosowanie bakterii fermentacji mlekowej:

• W przemyśle mleczarskim, do produkcji szczepionek (zakwasów), do produkcji serów (twarogowych i dojrzewających), masła, mlecznych napojów fermentowanych (jogurtów, kefirów, maślanki, mleka acidofilnego, mleka zsiadłego)

• Do produkcji wędlin fermentowanych

• Do produkcji kiszonek paszowych

• Produkcja kwasu mlekowego (wykorzystywanego w piekarnictwie, mleczarstwie, przetwórstwie mięsnym i owocowo-warzywnym)