Биотехнология превращения крохмаля на глюкозу

В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём кипячения его на протяжении нескольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 г. К. С. Кирхгофом). Чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают, и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса — крахмальная патока, которая содержит кроме глюкозы значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.

Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы. Также в настоящее время гидролиз крахмала производят ферментативно, с использованием альфа-амилазы для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы − для дальнейшего их гидролиза с получением глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200—250 °C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных чем крахмал полисахаридов (декстрин и другие).

Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что в свою очередь придает конечному продукту желаемую консистенцию.

Производство белков одноклеточных

Относительно новым источником питательных веществ является «белок одноклеточных». Его производство началось в конце 1960-х годов. Белок пригоден для употребления людьми и может быть использован в качестве корма для животных. Он служит полезным источником минеральных веществ, витаминов, жиров и углеводов. Теоретически это позволяет высвободить для нужд человека целый ряд белковых продуктов, таких как соевая мука и зерно, которые в настоящее время используются на корм животных. Хорошо известно, что в мировом масштабе наблюдается нехватка белка, но это относится лишь к развивающимся странам, которые не имеют средств на развитие подобных биотехнологий.

Ниже перечислены преимущества использования микроорганизмов в качестве источника пищевых продуктов.

1. Микроорганизмы занимают меньше пространства, чем традиционные растения и животные.

2. Микроорганизмы растут быстрее.

3. Микроорганизмы могут использовать для роста широкий спектр дешевых продуктов, а также сельскохозяйственных и промышленных отходов, например нефтяные продукты, метан, метиловый и этиловый спирт, сахар, патоку, сыр, сыворотку, и бумажные отходы.

4. С эксплуатацией микроорганизмов связано меньше этических проблем, и нет проблем, затрагивающих права животных.

5. К микроорганизмам гораздо легче применять методы генной инженерии.

6. Микроорганизмы содержат довольно много белка.

7. Микроорганизмы не зависят от климатических условий и не занимают больших земельных площадей.

Одним из первых главных продуктов был получен белок одноклеточных прутин, производство которого — прекрасный пример хорошего инженерного проекта, разработанного для непрерывного процесса ферментации. Прутин предлагался на рынке в качестве кормовой добавки для животных. Первоначальные надежды на белок одноклеточных не оправдались, так как изменились экономические и политические аспекты его производства, в связи с чем возникли следующие проблемы.

1. Рост цен на нефть в конце 1970-х годов обусловил существенное повышение стоимости продукции

2. В развитых странах(США и Европа) где должен был производиться белок одноклеточных, обычным явлением стало перепроизводство сельскохозяйственной продукции,богатых протеином продуктов: зерна, соевых бобов и молочных продуктов.

3. Развивающиеся страны, где ощущается нехватка белка, не располагали инвестиционными средствами, необходимыми для организации собственного производства кормового белка, и не имели необходимых разработок.

Прутин производился компанией ICI. После неудачи с его использованием в качестве коммерческого продукта завод был демонтирован.