Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
газовых пузырьков наполняются углекислым газом. Он выделяется в ходе
анаэробного сбраживания глюкозы и мальтозы муки. Поднявшееся тесто
выпекают. В ходе этого термического процесса крахмал желатинизируется,
дрожжи погибают и тесто частично обезвоживается. В результате мы получаем
имеющий определенную форму, плотный по консистенции продукт; с легкой
ячеистой структурой и очень вкусной корочкой.
Пищевые продукты, напитки и биотехнология
103
Помимо углекислого газа при анаэробном брожении образуются разнообразные
органические кислоты, спирты и эфиры. Все они заметно влияют на
формирование вкуса хлеба.
В Германии и США из ржаной муки выпекают хлеб с кислинкой. Основа
технологии здесь та же, что и при выпечке хлеба из пшеничной муки, но при
замесе к тесту добавляют предварительно сброженную смесь ржаной муки и
воды, заквашенную смешанной культурой лактобацилл. Содержащаяся в этой
закваске (опаре) кислота и придает хлебу особый вкус.
3.3.2. Продукты гидролиза крахмала
Крахмал трех основных поступающих на рынок сортов получают по обычной
технологии. Способы производства кукурузного, пшеничного и картофельного
крахмала были неоднократно и подробно описаны (см. разд. "Литература").
Гидролиз этих разновидностейкрахмала в промышленном масштабе
осуществляется разными способами: только кислотой, кислотой и ферментами
и только ферментами. В первой четверти нашего века использовалась простая
обработка кислотами, на смену которой пришли сегодня более совершенные
технологические процессы. История развития. эТои отрасли может быть
хорошим примером отклика биотехнологии на запросы потребителей и
производства.
В середине 60-х годов на смену кислотному и кислотноферментативному
процессам пришел ферментативный способ переработки крахмала, основанный
на последовательном применении а-амилазы, В. subtilis и амилоглюкозидазы
A. oryzae или A. tiiger. Главное его преимущество связано с увеличением
скорости процесса, уменьшением уровня загрязнения продуктами реверсии,
получением продукта с высоким декстрозным эквивалентом (ДЭ). Величина ДЭ
гидролизата [в используемой шкале глюкоза (декстроза) соответствует 100
ед.] отражает глубину гидролиза крахмала, для которого ДЭ считается
равным нулю.
Следующим важным шагом было внедрение в производство термостабильных а-
амилаз, главным образом из В. lichenifor-mis и В. amyloliquefaciens,
работающих при температуре 100 °С и позволяющих после обработки
аминоглюкозидазой получать продукцию с ДЭ, близким к 100.
Высокотемпературное ожижение крахмала сегодня стало обычным промышленным
процессом, но следующий этап, оса-харивание, до сих пор осуществляется
при участии "обычной" глюкоамилазы A. tiiger путем одноразовой обработки.
Предлагалось использовать для этого иммобилизованные ферменты, но
широкого применения они пока не нашли.
104
Глава 3
Кроме производства глюкозы, наиболее заметным успехом в этой отрасли
промышленности был выпуск смесей глюкозы и ' фруктозы. Этот продукт
известен под названием изоглюкозы или кукурузного сиропа с высоким
содержанием фруктозы. Возможности промышленного применения этой
технологии особенно ярко выявились в США, где крахмал-содержащее сырье
производится в избытке, а собственного сахара не хватает. Изоглюкоза
может заменять сахарозу в большинстве видов пищи. Что касается Европы, то
производство изоглюкозы здесь сдерживается по экономическим причинам.
Сырьем для производства изоглюкозы служит деионизованный гидролизат
крахмала, получаемый описанным ранее методом, с ДЭ, возможно более
близким к 100. Изомеризация осуществляется ферментами из различных
организмов. Выбор их определяется тем, насколько просто с ними работать,
нуждаются ли они в кофакторах и стабильны ли. Источником фермента чаще
всего бывают виды Streptomyces, В. coagulans, Actinopla-nes missouriensis
и виды Arthrobacter. После изомеризации и дальнейшей обработки образуется
продукт, содержащий до 90% фруктозы, хотя исходное сырье, получающееся
после установления равновесия в реакции изомеризации, представляет собой
смесь глюкозы (51%) и фруктозы (42%) с олигосахаридами (7%).
Используя разнообразные амилазы, трансглюкозидазы и ферменты, атакующие
разветвленные молекулы, удается получить множество разновидностей
гидролизата крахмала, которые находят широкое применение в
промышленности. На рис. 3.1 сопоставлены данные о сырье, промежуточных и
конечных продуктах этого производства.
3.4. Бродильные производства
3.4.1. Производство алкогольных напитков
Получение напитков путем спиртового брожения - одно из древнейших
бродильных производств. Первыми из таких напитков были, видимо, вино и
пиво. До появления работ Пастера в конце XIX в. о сути протекающих при
брожении процессов и их механизмах было известно очень мало. Пастер
показал, что брожение без доступа воздуха осуществляется живыми клетками
дрожжей, при этом сахар превращается в спирт и углекислый газ. Тогда же
было показано, что брожение осуществляется под действием каких-то
