skanuj0036 (18)

Wartość odżywczą i zdrowotną masy mikrobiologicznej można zwiększyć przez usuwanie z niej kwasów nukleinowych, uzupełnianie aminokwasami egzogennymi: lizyną i metioniną, zwiększanie slrawności białka przez rozrywanie komórek przy użyciu pras wysokociśnieniowych (homogenizatorów), dezintegra-torów ultradźwiękowych, wibratorów wstrząsowych i innych urządzeń.

Mimo postępu w technologii otrzymywania biomasy mikrobiologicznej i preparatów spożywczych z niej uzyskiwanych, o jakości końcowego produktu i akceptowaniu go przez konsumenta ciągle decyduje rodzaj drobnoustroju i sub-stratu, na którym są one hodowane. Obecnie dla celów konsumpcyjnych produkuje się na skalę przemysłową jedynie drożdże spożywcze z melasu. serwatki i innych substratów nie budzących zastrzeżeń higienistów żywienia.

93. Procesy fermentacyjne 93.1. Definicja fermentacji i wykorzystanie fermentacji w technologii żywności

W znaczeniu mikrobiologicznym i biochemicznym termin fermentacja jest używany w edu określenia procesu beztlenowego zdobywania energii przez drobnoustroje. Typowym przykładem jest fermentacja alkoholowa i mlekowa, podczas której zarówno donorami, jak i akceptorami elektronów są związki organiczne. Jest to zgodne z pusterowską definicją fermentacji jako „życia bez powietrza". W znaczeniu technicznym i bardziej praktycznym termin fermentacja odnosi się również do tlenowych katabolicznych przemian bakteryjnych, drożdżowych lub pleśniowych, których rezultatem są produkty częściowego tylko odwodomienia (utlenienia) substratu - cukru i innych.

Fermentacje i inne kierunki przemiany materii zachodzące w żywych komórkach drobnoustrojów wykorzystuje się w technologii żywności do przetwarzania surowców spożywczych, modyfikowania i utrwalania żywności, otrzymywania składników odżywczych, enzymów, alkoholi, kwasów organicznych, barwników i wielu innych związków, będących metabolitami tej pizemiany.

W zależności od postawionego celu produkcji, różnie przebiega proces technologiczny. Podczas przetwarzania surowców, modyfikowania żywności i jej biologicznego utrwalania korzystamy z działalności życiowej drobnoustrojów, bądź występujących w sposób naturalny już w nich, np. w kiszonej kapuście czy ogórkach, bądź celowo dodawanych w postaci szczepionek, zakwasów itp. (np. w produkcji sera, wina czy chleba). Dalsze postępowanie polega »a stworzeniu odpowiednich warunków do działalności drobnoustrojów, aby zamierzone zmiany w surowcu i żywności były jak najkorzystniejsze ze względu na jakość gotowego produktu. Po osiągnięciu tych przemian drobnoustroje są albo usuwane, np. przez wirowanie lub filtrowanie w produkcji piwa, albo pozostają w produkcie żywe względnie inaktywowane, np. w fermentowanych napojach mleczarskich.

W produkcji enzymów i różnych metabolitów w czystej postaci proces technologiczny w fazie wstępnej przebiega tak jak w produkcji biomasy komórkowej (rys. 9.1). W bzie głównej jest on również podobny, ale tylko wtedy, gdy przemiana surowca w pożądany produkt jest związana z fazą rozmnażania się i wzrostem komórek (faza logarytmiczna), a enzym czy metabolit nie jest wydzielany na zewnątrz komórki. Wtedy plon biomasy komórkowej warunkuje plon pożą-danego związku W przeciwnym razie proces technologiczny jest modyfikowany.

I tak aa przykład, jeteli oczekiwana substancja tworzy się w Cnie pełnej dojrzałości lob obumierania komórek, hodowlę drobnoustrojów prowadzi się kolejno w dwóch hłb więcej tankach. W pierwszym z nich odbywa się namnaża-nie drobnoustrojów w optymalnych warunkach, a w następnych tankach rozwój ich jsst hamowany i odbywa się wytwarzanie pożądanej substancji. Można też prowadzić fermentację metodą ciągłą w jednym zbiorniku, w którym drobnoustroje znąjdtłją się w cylindrze z mikroporowatymi Ścianami lub w części odgrodzonej półprzepuszczalną błoną zatrzymującą drobnoustroje, co zapobiega ich wymywaniu (ryt. 9.6).

Ryv M

Schn— Mafcu Sb fcrwematji syminn cąpy z zairzymywanlem drobnoustrojów:

/ - tank ternwntaeyjny, 2 - cylinder o .klanach mikroporowatych. nieprzepuszczalnych dla komórek drobnoustrojów, i - mieszadło, 4 - doprowadzenie iwieZaj poSywU. i - odprowadzenie przefaimemowanego podłoża

Sposrod bardzo widu fermentacji złożonych, ale dobrze opracowanych pod względem technicznym i stosowanych w przemyśle spożywczym podajemy w zwięzłym tąęchi kilka przykładów.

9.3.2. Fermentacja alkoholowa

Fermentacja alkoholowa jest procesem beztlenowego rozkładu cukrów, zachodzącym zwykle pod wpływem drożdży gatunku Sacckaromycn crrrttsk* według ustalonego jut ponad 100 lat temu (przez Gay-Lussaca) ogólnego równania

CtHuO. - 2C_;H,OH <-2CO,

W praktyce wydajność fermentacji alkoholowej jest niższa od teoretycznej 2*46

gdyż zamiast jyg *0^11 g etanolu z I g rozłożonej bekso/y otrzymuje ssę 0,45-

-0,48 g alkoholu, tj. 87-94% w stosunku do wydąjności teoretycznej.

Fermentacja alkoholowa jest wynikiem działania dużej liczby enzy mów (zymazy BOcfanera), przy czym spadek swobodnej energii w trakcie prze miany jednego mola glukozy do etanolu i dwutlenku węgla AC ■ 234.5 U Z energii tej tylko część zostaje wykorzystana na wytworzenie dwóch moli ATI z ABP. a mianowicie 2-33,5 "67 hi. Stąd wydajność energetyczna procesu wyno; ok. 29%. Wyjaśnienie mechanizmu fermentacji alkoholowej stanowiło jedea z was niejazych i owocnych lematów badań biochemii bieżącego stulecia. Z badanian

27