- •Характеристика растительного сырья, применяемого в биотехнологических процессах
- •Древесное сырье
- •Отходы сельскохозяйственных растений
- •Кукурузная кочерыжка
- •Хлопковая шелуха
- •Подсолнечная лузга
- •Крахмалсодержащее сырье
- •3.1.Зерновые культуры
- •4. Сахаросодержащее сырье:
- •1. Свекловичная меласса
- •4.2. Виноград
- •2. Подготовка растительного сырья к биохимической переработке
- •1. Ферментативный гидролиз целлюлозы
- •Глюкоза
- •2.Ферментативный гидролиз крахмала
- •3. Химический гидролиз целлюлозы
- •3.1.Гидролиз концентрированными кислотами
- •3.2.Гидролиз разбавленными кислотами
- •3. Получение этанола
- •3.1.Особенности получения технического этанола:
- •Технологическая схема спиртового брожения в производстве технического этанола
- •3.2.Особенности получения пищевого этанола:
- •Подготовка сырья (отделение примесей, мойка, измельчение)
- •2.Водно-тепловая обработка сырья (разваривание)
- •3.Осахаривание
- •Брожение осахаренного сусла.
- •3.3.Основы очистки этилового спирта (технического и пищевого) от летучих примесей
- •3.4.Свойства и применение технического этанола
- •3.5.Свойства и применение пищевого этанола
- •4. Получение жидкого и твердого диоксида углерода
- •5. Технология пива
- •Получение пивного сусла:
- •4. Розлив пива
- •Состав и свойства пива
- •6. Технология виноградных вин
- •В иноградные вина Сортовые Купажные
- •Классификация по составу
- •1. Получение виноградного сусла
- •2. Брожение виноградного сусла или мезги
- •3. Выдержка виноматериалов
- •7. Технология крепких алкогольных напитков (водок)
- •8. Технология хлебного кваса
- •9. Технология белковых кормовых дрожжей
- •Химический состав кормового белка
- •Описание схемы технологического процесса
- •10. Технология хлебопекарных дрожжей
- •11. Технология углеводных кормов
- •12. Технология пищевых органических кислот
- •.Получение биохимического уксуса
- •Получение лимонной кислоты
- •12.3. Получение молочной кислоты
- •12.4.Получение винной кислоты
4. Сахаросодержащее сырье:
1. Свекловичная меласса
Является вторичным продуктом производства сахара из свеклы, богата органическими и минеральными веществами, необходимыми для развития микроорганизмов. Содержит 48…62% сахарозы, 0,4…1,5% инвертируемого сахара (моносахаридов – глюкозы и фруктозы), 0,5…2% трисахаридов: раффинозы (трисахарид, состоящий из остатков глюкозы, фруктозы и галактозы), кестозы (2 остатка фруктозы и 1 глюкозы).
Представляет собой густую вязкую жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом карамели и летучих аминов.
Является ценным сырьем для получения спирта, пищевых и кормовых дрожжей, так как имеет благоприятных химический состав и не требует сложной предварительной подготовки.
4.2. Виноград
Относится к роду лиан. Соцветие – сложная кисть. Плоды – сочные ягоды, собранные в гроздья. Виноград используется в бродильных производствах для получения виноградных вин, коньяков и виноградного сока.
Химический состав:
Вода – 55…87 %
Сахариды – 10…30 %
Органические кислоты – 0, 5…1,7 % (винная, яблочная)
Белки – 0,15…0,9
Пектиновые вещества – 0,1…1,3
Минеральные вещества – 0,1…0,5
Виноград считается одним из самых сладких плодов. Основные сахара – глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза.
Время сбора винограда определяется по глюкоацидометрическому показателю сусла (отношение количества сахаров - % к титруемой кислотности – г кислот в 1 л). Для каждого типа вина существует свой срок сбора винограда. Сбор винограда должен быть доставлен на переработку не позднее чем через 4 часа после сбора, так как выделяющийся сок легко подвергается брожению и закисанию.
2. Подготовка растительного сырья к биохимической переработке
Основное количество органических веществ, содержащихся в растительном сырье, находятся в виде высокомолекулярных соединений, которые не могут непосредственно использоваться микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, следовательно, необходимо их предварительное расщепление до легкоусвояемого состояния.
Важнейшими в комплексе биополимеров растений являются полисахариды – целлюлоза, гемицеллюлозы и крахмал.
Процесс расщепления полисахаридов до простых сахаров называется гидролизом. В простейшем виде реакция гидролиза полисахаридов может быть представлена в виде уравнений:
(С6Н10О5)n + (n-1)Н2О → nС6Н12О6
гексозаны гексозы
целлюлоза, крахмал
(С5Н8О4)m + (m-1)Н2О → mС5Н10О5
пентозаны пентозы
Реакция гидролиза полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок растений, в чистой воде без участия ферментов при нормальной температуре не протекает. Сложность химического гидролиза целлюлозы и гемицеллюлоз обуславливается высокой степенью организации структуры их молекул.
Способы гидролиза растительного сырья
Существует два принципиально различных способа гидролиза растительного сырья: ферментативный, осуществляемый с помощью ферментов, и химический, основанный на использовании минеральных и органический кислот в качестве катализатора.