- •О. Ю. Сартакова
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •1 Основы микробиологии ................................................... 7
- •2 Основы биотехнологии ................................................... 42
- •3 Типовая схема и основные стадии
- •4 Основные понятия биокатализа и53
- •5 Ферментация....................................................................... 65
- •6 Области применения биотехнологии........................... 69
- •Введение
- •1 Основы микробиологии
- •1.1 Общие сведения о микроорганизмах
- •1.2 Распространение микроорганизмов в природе
- •1.3 Морфологическая характеристика отдельных групп микроорганизмов
- •1.3.1 Структура эукариотической клетки
- •Ской мембраны
- •1.3.2 Структура прокариотической клетки
- •1.3.3 Ультрамикробы
- •1.3.4 Бактерии
- •1.3.4.1 Спорообразование у бактерий
- •1.3.4.2 Движение бактерий
- •1.3.4.3 Размножение бактерий
- •1.3.4.4 Питание бактерий
- •1.3.4.5 Типы питания
- •1.3.4.6 Систематика бактерий
- •1.3.5 Актиномицеты
- •1.3.6 Грибы
- •1.3.7 Водоросли
- •1.3.8 Простейшие
- •1.3.9 Коловратки
- •2 Основы биотехнологии
- •2.1 Объекты биотехнологии
- •2.2 Прошлое и настоящее биотехнологии
- •2.3 Перспективы развития биотехнологии
- •2.4 Основные виды биотехнологической деятельности микроорганизмов
- •2.5 Преимущества биотехнологических процессов
- •3 Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств
- •4 Основные понятия биокатализа и биотрансформации
- •4.1 Основные группы биотрансформаций
- •4.2 Основные виды реакций биокатализа
- •4.3 Классификация ферментов
- •4.4 Преимущества и недостатки биокаталитических процессов
- •4.5 Основные понятия иммобилизации ферментов
- •4.6 Методы иммобилизации ферментов
- •Го связывания с носителем
- •«Сшивки»
- •4.7 Оценка качества иммобилизованных ферментов и метода иммобилизации
- •4.8 Примеры использования ферментов
- •5 Ферментация
- •5.1 Классификация процессов ферментации
- •Ферментация бывает:
- •5.2 Основные параметры периодической ферментации
- •5.3 Понятие скорости роста
- •5.4 Фазы периодической ферментации
- •5.5 Преимущества и недостатки периодической ферментации
- •6 Области применения биотехнологии
- •6.1 Биотехнологические процессы в решении экологических задач
- •6.2 Примеры блок-схем микробиологической очистки стоков
- •6.3 Биохимические методы очистки воды
- •6.3.1 Микробная ассоциация и технологические условия ме-
- •6.3.2 Очистка воды в аэротенках
- •6.3.3 Очистка воды в биофильтрах
- •6.3.4 Комбинированные сооружения аэробной биохимической очистки воды
- •6.3.5 Процессы нитрификации и денитрификации
- •6.3.6 Методы обработки осадка
- •6.3.7 Аэробная стабилизация осадка
- •6.3.8 Метановое брожение (биометаногенез)
- •6.3.8.1 Этапы метанового брожения
- •Биогаз (сн4, co2 )
- •6.3.8.2 Химизм процесса метанового брожения
- •6.3.8.3 Микробная ассоциация биометаногенеза
- •6.3.8.4 Сырье биометаногенеза
- •6.3.8.5 Технологические режимы и аппаратурное оформление процесса метанового брожения
- •6.4 Биоценозы как индикаторы сапробности водоемов
- •6.5 Применение биотехнологии в медицине
- •6.5.1Антибиотики
- •6.5.2. Гормоны
- •6.5.3 Вакцины, иммунные сыворотки и иммуноглобулины
- •6.5.4 Ферменты
- •6.5.5 Биодатчики в медицине
- •6.6 Применение биотехнологии в энергетике
- •6.6.1 Законы биоэнергетики
- •6.6.2 Биологические мембраны, как преобразователи энергии
- •6.6.3 Характеристика растительного сырья как источника энергии
- •6.6.4 Альтернативные источники энергии и их получение
- •6.7 Производство пищевых продуктов и напитков
- •6.7.1 Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве
- •6.7.2 Биотехнология приготовления пива
- •6.7.3 Производство вина и спиртсодержащих продуктов
- •6.7.4 Биотехнология приготовления кисломолочных продуктов и сметаны
- •6.7.5 Биотехнологические процессы в сыроделии
- •6.7.6 Биотехнология приготовления маргарина
- •6.8 Химическая промышленность и биотехнология
- •6.9 Сельское хозяйство и биотехнология
- •6.10 Биогеотехнология
- •6.10.1Биогидрометаллургия
- •6.10.2 Выщелачивание куч и отвалов
- •6.10.3 Бактериальное выщелачивание in situ
- •6.10.4 Выщелачивание минеральных концентратов
- •6.10.5 Микробиологический способ извлечения золота
- •6.10.6 Биосорбция металлов из растворов
- •6.10.7 Обогащение руд
- •6.10.8 Извлечение нефти
- •6.11 Безопасность биотехнологических процессов
- •Глава 1
- •Главы 2, 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
6.7.4 Биотехнология приготовления кисломолочных продуктов и сметаны
Технология производства кисломолочных продуктов основана на использовании различных видов брожения лактозы под действием микроорганизмов - заквасок. Кисломолочные продукты получают пу- тем сквашивания молочного сырья с заквасками молочнокислых бакте- рий. К кисломолочным напиткам относятся: простокваша, кефир, ку- мыс, ацидофильные напитки, кисломолочные напитки с солодовым экстрактом.
Технологический процесс производства кисломолочных напитков
состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашива- ния, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созре- вания сгустка (кефир, кумыс), фасовки.
При производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки
и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре от 850С до
87оС с выдержкой 5 минут –10 минут или при температуре 900С – 92оС
с выдержкой 2–3 минуты; ряженки и варенца при температуре 950С –
98оС с выдержкой 2-3 ч. Тепловая обработка молока сочетается с гомо- генизацией, в результате которой при температуре 550С - 600С и дав- лении 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных продуктов
и предупреждается отделение сыворотки. После пастеризации и го-
могенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных бактериях, молоко охлаждается до 500С -550С, на мезофильных – до 300С -350С и на кефирной закваске– до 180С -250С . В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соот- ветствующая виду продукта. В процессе сквашивания происходит раз- множение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. По окончании сквашивания продукт не-
141
медленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение. Технологи- ческая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом представлена на рисунке 36 .
чок; 4-пластинчатая пастеризационно-охладительная установка;
5-пульт управления; 6-возвратный клапан; 7-сепаратор- нормализатор; 8-гомогенизатор; 9-емкость выдерживания молока; 10- емкость кисломолочных напитков; 11-смеситель; 12-заквасочник.
Рисунок 36 - Технологическая линия производства кисломолочных напитков
Сметану получают из нормализованных пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерий, и созревания при низких температурах. Тех- нологический процесс производства сметаны состоит из следующих технологических операций: приемки и сепарирования молока, норма- лизации сливок, пастеризации, гомогенизации и охлаждения сливок, заквашивания и сквашивания сливок, перемешивания сквашенных сливок, фасовки, охлаждения и созревания сметаны. Сливки скваши- ваются закваской в количестве от 1% до 5 %. Для сметаны 20%-ной и
30%-ной жирности используют закваску, приготовленную на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков, для сметаны диетической и 15%-ной жирности – на чистых культурах мезофильных
и термофильных молочнокислых стрептококков, а для ацидофильной – на чистых культурах ацидофильной палочки и ароматобразующего стрептококка. Для заквашивания сливок используют также бактери-
142
альный концентрат. Сквашивание сливок проводят до образования сгустка и достижения определенной степени кислотности. Длитель- ность процесса сквашивания составляет от 6ч до16ч. в зависимости от вида сметаны. После сквашивания сливки перемешиваются в течение
3-15 мин и направляются на фасовку самотеком или насосами. Техно- логический процесс производства сметаны осуществляется на линии, представленной на рисунке 37.
4-пластинчатая пастеризационно-охладительная установка;
5-гомогенизатор; 6-выдерживатель; 7-емкость для выработки ки-
сломолочных продуктов; 8-автомат для фасовки.
Рисунок 37 - Технологическая линия производства сметаны