الموضوع: الحصول على البروتين. التقنيات الحديثة للحصول على البروتينات الغذائية من وجبة فول الصويا

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://allbest.ru

تعريفات

التكنولوجيا الحيوية الغذائية البروتينية

في عمل هذا المقرر الدراسي ، يتم استخدام المصطلحات التالية مع التعريفات المقابلة:

عقم -مجموعة من التدابير التي تهدف إلى منع دخول الكائنات الحية الدقيقة الأجنبية إلى البيئة أو إلى الكائن.

التخمير- العملية البيولوجية لتقسيم المواد العضوية المعقدة. اعتمادًا على نوع الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في العملية ، يتم تمييز حمض اللاكتيك وحمض الخليك وحمض البروبيونيك والكحول والتخمير الآخر.

التكنولوجيا الحيوية -مجموعة من الأساليب التكنولوجية الطبيعية أو المصطنعة لإنشاء أنظمة بيولوجية أو استخدامها للأغراض العلمية الصناعية.

غشاء -حاجز مسطح أو أنبوبي مسامي للغاية أو غير مسامي يتكون من مواد بوليمرية أو غير عضوية وقادر على فصل الجسيمات بشكل فعال. يحتوي الغشاء على عدد كبير من المسام (حتى 10 10-10 11 لكل 1 م 2) ، لا يتجاوز قطرها 0.5 ميكرون.

الترشيح الدقيق -استخدام أغشية بقطر مسامي يتراوح من 0.1 إلى 10 ميكرون لفصل الجزيئات الدقيقة في الطور الصلب ، بما في ذلك

تساقط -عملية التقسيم الطبقي لأنظمة التشتت تحت تأثير الجاذبية.

مثبتات- مواد مضافة إلى الدم ، والمصل ، واللقاح ، إلخ. لحفظ ممتلكاتهم.

تعقيم- تدمير الميكروبات باستخدام درجات حرارة عالية أو خواص كيميائية.

التعقيم الحراري -استخدام بخار الماء تحت ضغوط ودرجات حرارة مختلفة.

القدرة الحرارية -عدم وجود مقاومة للحرارة والاستقرار الحراري للمادة.

الاستقرار الحراري -قدرة المادة على تحمل التسخين عند درجة حرارة معينة لفترة طويلة دون تغيير خصائص المنتج (بدون تحللها).

المقاومة الحرارية -قدرة المادة على تحمل التسخين إلى درجة حرارة يحدث عندها تغيير لا رجعة فيه في جودتها (تدمير البنية الفيزيائية أو الكيميائية).

الترشيح الفائق -فصل الخلايا والجزيئات باستخدام أغشية بقطر مسامي من 0.001 إلى 0.1 ميكرومتر.

التبخر -عملية تركيز المحاليل السائلة عن طريق إزالة المذيب جزئيًا عن طريق التبخر عند تسخين السائل.

التعقيم الكيميائي -معالجة عناصر المعدات بالمواد الكيميائية (الفورمالديهايد ، بيروكسيد الهيدروجين ، الأحماض ، الكحوليات ، إلخ)

اِستِخلاص -عملية فصل خليط من المواد الصلبة والسائلة باستخدام مذيبات انتقائية (مستخلصات).

المقدمة

كما تعلم ، يحتاج الشخص البالغ الذي يمارس نشاطًا بدنيًا معتدلًا إلى تناول حوالي 12.5 كيلوجول (3000 سعرة حرارية) يوميًا مع الطعام. يمكن تغطية متطلبات الطاقة هذه بـ 75 جرام من السكر. لكن الطعام يوفر لنا أكثر من مجرد سعرات حرارية. يحتاج الجسم إلى مادة لنمو وتجديد الخلايا والأنسجة المتقادمة ، لذلك يجب أن يحتوي الطعام على البروتينات والدهون والكربوهيدرات والفيتامينات. تفسر حقيقة أن الناس يركزون بشكل أساسي على استهلاك المنتجات الزراعية وتربية الحيوانات وصيد الأسماك من خلال حقيقة أنه في هذه المجالات من إنتاج الغذاء كان من الممكن في وقت واحد تحقيق إنتاجية عالية للعمالة. وفقًا لأكثر التقديرات تحفظًا على المستوى العالمي ، يقدر العجز في البروتين الغذائي بنحو 15-25 مليون طن. في السنة ، وهو ما يرتبط بنقص ودونية الغذاء. الطريقة الرئيسية لتقليل هذا النقص والقضاء عليه هو إنتاج البروتينات باستخدام التوليف الميكروبي ، والذي له المزايا التالية: البروتين 400-500 غرام) ؛ 2) الخلايا الميكروبية قادرة على تجميع كمية كبيرة جدًا من البروتين (الخميرة - حتى 60 ٪ ، البكتيريا - حتى 75 ٪ من الوزن) ؛ 3) عملية التخليق الميكروبي أقل شاقة وفعالية من حيث التكلفة مقارنة بالتخليق الكيميائي للبروتينات. كل هذه المزايا حددت مسبقًا التطور السريع للتكنولوجيا للحصول على البروتين الميكروبي ، وهو أكبر فرع من فروع التكنولوجيا الحيوية.

هدف، تصويبهذا المقرر الدراسي هو دراسة طرق الحصول على البروتين الغذائي.

لتحقيق هذا الهدف تم تحديد المهام التالية:

1) دراسة خصائص البروتين الغذائي.

2) وصف الخصائص الوظيفية للبروتين الغذائي ؛

3) البحث عن طرق إنتاج البروتين الغذائي

4) عرض للمخطط التكنولوجي لإنتاج البروتين الغذائي بالقدوة.

1. الجزء الرئيسي

التكنولوجيا الحيوية الغذائية البروتينية

1.1 الخصائص العامة للبروتين الغذائي

البروتين - أهم مكون حيوي في التغذية ، يؤدي وظيفتين رئيسيتين في المنتجات الغذائية. تتميز قدرة البروتين على أداء وظيفة غذائية أو تغذوية بقيمته البيولوجية. الوظيفة الثانية هيكلية. إنه يوفر الهيكل الضروري ، فضلاً عن مجموعة معقدة من الخصائص الريولوجية والفيزيائية والكيميائية الأخرى لأنظمة الأغذية المصنعة والمنتجات الغذائية النهائية. هذا يحدد الاتساق والصفات التكنولوجية وغيرها من المنتجات الغذائية. تتميز قدرة البروتين على أداء الوظائف الهيكلية ، وتوفير الصفات الاستهلاكية المرغوبة لمنتج غذائي ، بمجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، التي توحدها مصطلح "الخصائص الوظيفية للبروتين". عند القيام بوظيفة غذائية ، يضمن البروتين ملاءمة المنتج الغذائي للاحتياجات الفسيولوجية للجسم ، بينما تم تصميم أداء وظائفه الهيكلية لضمان الصفات الاستهلاكية للمنتج الغذائي ، ومدى ملاءمته للاحتياجات الاجتماعية والثقافية للفرد. اشخاص. من الضروري أن يتم تحديد الطلب الحقيقي على المنتجات الغذائية في المقام الأول من خلال العوامل الاقتصادية والاجتماعية والثقافية ، لذلك يتم تحديده إلى حد كبير من خلال التكلفة وخصائص المستهلك (السلع) للمنتج الغذائي ، وليس من خلال قيمته البيولوجية أو الغذائية ، والتي عادة ما يكون المستهلك على دراية قليلة. تضمن خصائص المستهلك للمنتج شرائه واستهلاكه ، مما يعني إدراك القيمة البيولوجية لهذا المنتج. ومن ثم ، فإن الوظائف الهيكلية للبروتين لها أهمية قصوى ، والتي تضمن الصفات الاستهلاكية للمنتج الغذائي وتحدد إمكانية تحقيق الوظيفة الغذائية للبروتين.

القيمة البيولوجية للبروتين الذي لا يستهلكه البشر هي صفر. يزداد إلى ما يقرب من 10٪ من الحد الأقصى المحقق في حالة تغذية البروتين الحيواني من مصادر غير تقليدية جديدة وفقًا لكفاءة تحويل البروتين العلف إلى بروتينات اللحوم. يمكن تحقيق القيمة البيولوجية لبروتين غير تقليدي أو غير مستخدم بشكل كافٍ بشكل كامل عند معالجته في منتجات غذائية. لذلك ، فإن الاستخدام الأكثر منطقية للبروتين الغذائي للتغذية هو عندما يتم معالجته في منتجات غذائية غير مكلفة وجذابة للمستهلك. وهذا يعني الأهمية الرئيسية للوظيفة الهيكلية للبروتين ومشكلة الحصول على البروتين بالخصائص الوظيفية الضرورية التي تضمن كلاً من اقتصاد معالجته في المنتجات الغذائية وخصائصها الاستهلاكية. إلى جانب الخصائص الوظيفية والقيمة البيولوجية للغذاء البروتين ، معيار هام لجودته هو التكلفة. يحدد إمكانية الحصول على منتجات غذائية غير مكلفة إلى حد ما للاستهلاك الشامل على أساس البروتين. بالإضافة إلى تكلفة البروتين الغذائي ، فإن تكلفة معالجته إلى طعام ، أي منحه الصفات الاستهلاكية الضرورية ، هي أيضًا ذات أهمية كبيرة. تعتمد تكلفة معالجة البروتين إلى حد كبير على خصائصه الوظيفية ، والتي بدورها تؤثر على اختيار تقنية معالجة البروتين. في معظم الحالات ، تؤدي زيادة درجة تنقية البروتين أثناء عزله إلى زيادة خصائصه الوظيفية وتكلفته وغالبًا إلى انخفاض قيمته البيولوجية. في الوقت نفسه ، يتم تعويض الزيادة في تكلفة البروتين وانخفاض قيمته البيولوجية من خلال حقيقة أن الخصائص الوظيفية المحسنة تجعل من الممكن معالجة هذا البروتين بتكلفة أقل في مجموعة واسعة من المنتجات الغذائية ذات التركيبات المختلفة و القيمة الغذائية ، بما في ذلك أغلى اللحوم ومنتجات الألبان ونظائرها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البروتينات ذات الدرجة العالية من النقاوة عادة ما تكون أسهل وأطول تخزينًا ، ولها مستوى أعلى ، مما يساعد على تقليل تكلفة معالجتها في الغذاء. وبالتالي ، من بين عدد من مؤشرات جودة البروتين ، تنتمي القيمة السائدة إلى الخصائص الوظيفية. في نفس الوقت ، في جميع الحالات ، يتم الحفاظ على القيمة البيولوجية وتكلفة البروتين.

1.2 تاريخ البحث

كان البروتين من بين أهداف البحث الكيميائي منذ 250 عامًا. في عام 1728 ، حصل العالم الإيطالي جاكوبو بارتولوميو بيكاري على أول تحضير بروتين ، وهو الغلوتين ، من دقيق القمح. أخضع الغلوتين للتقطير الجاف وتأكد من أن منتجات هذا التقطير قلوية. كان هذا أول دليل على وحدة طبيعة مواد الممالك النباتية والحيوانية. نشر نتائج عمله عام 1745 ، وكانت هذه أول ورقة بحثية عن بروتين.

في القرن الثامن عشر - أوائل القرن التاسع عشر ، تم وصف المواد البروتينية من أصل نباتي وحيواني بشكل متكرر. ومن سمات هذه الأوصاف تقارب هذه المواد ومقارنتها مع المواد غير العضوية.

من المهم أن نلاحظ أنه في ذلك الوقت ، حتى قبل ظهور التحليل الأولي ، كانت هناك فكرة أن البروتينات من مصادر مختلفة كانت مجموعة من المواد الفردية ذات الخصائص المتشابهة.

في عام 1810 ، حدد جوزيف جاي-لوساك ولويس تينارد لأول مرة التركيب الأولي للبروتينات. في عام 1833 ، أثبت J. Gay-Lussac أن النيتروجين موجود بالضرورة في البروتينات ، وسرعان ما تبين أن محتوى النيتروجين في البروتينات المختلفة هو نفسه تقريبًا. في الوقت نفسه ، حاول الكيميائي الإنجليزي جون دالتون رسم الصيغ الأولى للبروتينات. قام بتمثيلهم كمواد بسيطة إلى حد ما ، ولكن من أجل التأكيد على اختلافاتهم الفردية مع نفس التركيب ، لجأ إلى تصوير الجزيئات التي ستسمى الآن أيزومري. ومع ذلك ، فإن مفهوم الأيزومرية لم يكن موجودًا بعد في زمن دالتون.

واحدة من أكثر النظريات انتشارًا للكيمياء العضوية السابقة للهيكل كانت نظرية الجذور ، وهي المكونات الثابتة للمواد ذات الصلة. في عام 1836 ، اقترح الهولندي جي مولدر أن جميع البروتينات تحتوي على نفس الجذر ، والذي أسماه البروتين (من الكلمة اليونانية "أنا أتولى القيادة" ، "أنا آخذ المركز الأول").

في منتصف القرن التاسع عشر ، تم تطوير طرق عديدة لاستخراج البروتينات وتنقيتها وعزلها في محاليل الأملاح المحايدة. في عام 1847 ، اكتشف K. Reichert قدرة البروتينات على تكوين البلورات. في عام 1836 ، اكتشف T. Schwann البيبسين ، وهو إنزيم يكسر البروتينات. في عام 1856 ، اكتشف L. Corvisar إنزيمًا مشابهًا آخر - التربسين. من خلال دراسة تأثير هذه الإنزيمات على البروتينات ، حاول علماء الكيمياء الحيوية كشف لغز الهضم. ومع ذلك ، جذبت المواد الناتجة عن عمل الإنزيمات المحللة للبروتين (البروتياز ، وتشمل هذه الإنزيمات المذكورة أعلاه) أكبر قدر من الاهتمام: بعضها عبارة عن شظايا من جزيئات البروتين الأصلية (كانت تسمى بيبتونز) ، بينما لم يتعرض البعض الآخر لمزيد من الانقسام. بواسطة البروتياز وينتمي إلى فئة المركبات المعروفة منذ بداية القرن - الأحماض الأمينية (أول مشتق من الأحماض الأمينية - تم اكتشاف أميد الأسباراجين في عام 1806 ، وأول حمض أميني - السيستين في عام 1810). تم اكتشاف الأحماض الأمينية في البروتينات لأول مرة في عام 1820 بواسطة الكيميائي الفرنسي هنري براكونو Henri Braconnot. قام بتطبيق التحلل الحمضي للبروتين ووجد مادة حلوة في التحلل المائي ، والتي أطلق عليها اسم الجلايسين. في عام 1839 ، تم إثبات وجود الليوسين في تكوين البروتينات ، وفي عام 1849 ، عزل F. Bopp حمض أميني آخر من البروتين - التيروزين.

بحلول نهاية الثمانينيات. في القرن التاسع عشر ، تم بالفعل عزل 19 حمضًا أمينيًا من تحلل البروتين ، وبدأ الرأي يزداد ببطء حيث أن المعلومات حول منتجات التحلل المائي للبروتين تحمل معلومات مهمة حول بنية جزيء البروتين. ومع ذلك ، اعتبرت الأحماض الأمينية ضرورية ، ولكنها ليست المكون الرئيسي للبروتين.

طور الكيميائي الألماني إي فيشر نظرية الببتيد ، والتي حظيت باعتراف عام في جميع أنحاء العالم.

من المهم أن يقوم فيشر ببناء خطة بحث تختلف بشكل حاد عما تم القيام به من قبل ، ولكنها تأخذ في الاعتبار جميع الحقائق المعروفة في ذلك الوقت. بادئ ذي بدء ، وافق على أنها الفرضية الأكثر ترجيحًا القائلة بأن البروتينات تُبنى من الأحماض الأمينية المتصلة برابطة أميد:

الشكل 2 - رابطة أميد وفقًا لتمثيل فيشر

أطلق فيشر على هذا النوع من السندات (عن طريق القياس مع البيبتون) رابطة الببتيد. واقترح أن البروتينات عبارة عن بوليمرات من الأحماض الأمينية مرتبطة بروابط ببتيدية. إثبات نوع مركب الببتيد من بقايا الأحماض الأمينية. E. انطلق فيشر من الملاحظات التالية. أولاً ، أثناء التحلل المائي للبروتينات وأثناء تحللها الأنزيمي ، تم تكوين أحماض أمينية مختلفة. كان من الصعب للغاية وصف المركبات الأخرى بل وكان الحصول عليها أكثر صعوبة. بالإضافة إلى ذلك ، عرف فيشر أن البروتينات ليس لها غلبة للخصائص الحمضية أو الأساسية ، مما يعني ، كما جادل ، أن المجموعات الأمينية والكربوكسيلية في تكوين الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين مغلقة ، كما هي ، تخفي بعضها البعض ( تذبذب البروتينات ، كما يقولون الآن).

قسم فيشر الحل لمشكلة بنية البروتين ، واختصره إلى البنود التالية:

1) التحديد النوعي والكمي لمنتجات التحلل المائي الكامل للبروتينات.

2) إنشاء هيكل هذه المنتجات النهائية.

3) تركيب بوليمرات الأحماض الأمينية مع مركبات من نوع الأميد (الببتيد).

4) مقارنة المركبات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة مع البروتينات الطبيعية.

في وقت لاحق ، تم مراجعة نظرية الببتيد فيشر واستكمالها عدة مرات.

1.3 الخصائص الوظيفية للبروتين

تم تقديم مفهوم الخصائص الوظيفية للبروتين لأول مرة بواسطة Circle and Johnson في عام 1962. تُفهم الخصائص الوظيفية للبروتين على أنها الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تحدد سلوكه أثناء معالجة المنتجات الغذائية ، فضلاً عن توفير الهيكل المطلوب والتكنولوجي. وخصائص المستهلك للمنتجات الغذائية النهائية. هذا المجال من البحث العلمي له أهمية مركزية وأساسية لتطوير التكنولوجيا لمعالجة البروتين إلى أشكال جديدة من الغذاء. تشمل أهم الخصائص الوظيفية للبروتين القابلية للذوبان والتورم ، والقدرة على تثبيت أنظمة التشتت (الرغاوي ، والمستحلبات والمعلقات) ، وتشكيل المواد الهلامية ، والخصائص اللاصقة والريولوجية لأنظمة البروتين ، وقابلية دوران محاليل البروتين ، وما إلى ذلك. البروتينات شديدة الذوبان تتميز الأوساط المائية بخصائص وظيفية عالية ، قادرة على تشكيل محاليل مركزة للغاية ، ومعلقات ومواد هلامية ، فضلاً عن استقرار المستحلبات والرغاوي بشكل فعال. من الضروري أن تظهر هذه الخصائص في درجة الحموضة ودرجة الحرارة وتكوين الأنظمة التي تتميز بها عمليات معالجة البروتين وعزله ، وكذلك للمنتجات الغذائية الجاهزة. البروتينات ذات الخصائص الوظيفية المنخفضة ضعيفة الذوبان وغير قابلة للذوبان ولا تنتفخ في الوسط المائي (بدون تعديل كيميائي أو تحلل أو تحلل مائي) ، غير قادرة على تكوين معلقات مركزة لزجة (كتل اختبار) ، مواد هلامية ، تثبيت الرغاوي والمستحلبات. تستخدم هذه البروتينات بشكل شائع للحصول على محللات الطعام ، في شكل إضافات صغيرة في المنتجات الغذائية ، وكذلك في تكوين العلف.

يغطي مفهوم "الخصائص الوظيفية للبروتين" مجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأنظمة المائية المحتوية على البروتين. يشير هذا المفهوم ، كقاعدة عامة ، إلى خصائص الأنظمة التي تحتوي على بروتينات متعددة المكونات عالية التركيز. في ضوء حقيقة أنه في هذه الحالات من المستحيل التنبؤ بالخصائص الوظيفية للأنظمة بناءً على الخصائص الجزيئية للبروتين ، تلعب الطرق التجريبية دورًا رئيسيًا في تقييمها. لذلك ، يتم فحص الخصائص الوظيفية بشكل أساسي باستخدام طرق مختارة تجريبياً ، وبعضها فقط موحد. تمت مقارنة النتائج الكمية التي تم الحصول عليها من البروتين المدروس مع نتائج دراسة البروتينات الأخرى المختارة للمقارنة.

تعد دراسة الخصائص الوظيفية للبروتين اتجاهًا علميًا رئيسيًا في مشكلة الحصول على أشكال جديدة من الغذاء ، حيث توفر تطوير وصفات لأنظمة الأغذية متعددة المكونات ، واختيار العمليات وأنماط معالجتها في المنتجات الغذائية. على الرغم من الجهود الكبيرة التي يبذلها عدد كبير من الفرق العلمية في هذا المجال ، فإن الجوانب العلمية والتطبيقية لمشكلة دراسة الخصائص الوظيفية للبروتين لم يتم تطويرها بشكل كافٍ للغاية ، نظرًا لتعقيدها الاستثنائي.

هذا المجال من البحث في طور التكوين ، لذلك حتى المصطلحات المقبولة عمومًا فيه لم يتم تطويرها بعد. في العقد الماضي ، تم إحراز تقدم كبير في مجال نمذجة النظم الغذائية متعددة المكونات ، وتقييم وتنظيم الخصائص الوظيفية للبروتينات.

2 . التكنولوجيا الحيوية للبروتين الغذائي

2.1 طرق إنتاج البروتين

2.1.1 الحصول على البروتين الجرثومي على نسبة كحول أقل

زراعة على الميثانول. الميزة الرئيسية لهذه الركيزة هي نقاوتها العالية وعدم وجود شوائب مسرطنة ، وقابلية جيدة للذوبان في الماء ، وتقلبات عالية ، مما يجعل من السهل إزالة بقاياها من المنتج النهائي. لا تحتوي الكتلة الحيوية التي يتم الحصول عليها من الميثانول على شوائب غير مرغوب فيها ، مما يجعل من الممكن استبعاد مرحلة التنقية من المخطط التكنولوجي.

ومع ذلك ، أثناء العملية ، من الضروري مراعاة ميزات الميثانول مثل القابلية للاشتعال وإمكانية تكوين مخاليط متفجرة مع الهواء.

تمت دراسة سلالات الخميرة والبكتيريا كمنتجين باستخدام الميثانول في التبادل البناء. يوصى بالخميرة للإنتاج Candidaboidinii و Hansenulapolymorpha و Piehiapastoris، الظروف المثلى التي (t = 34-37 ° C ، pH = 4.2-4.6) تسمح بتنفيذ العملية بمعامل اقتصادي لاستيعاب الركيزة حتى 0.40 بمعدل تدفق في حدود 0.12-0.16 ساعة - واحد. بين الثقافات البكتيرية ، يتم استخدامه ميثيلوموناسكلارا ، الزائفة الورديةوآخرون قادرون على التطور عند t = 32-34 درجة مئوية ، الرقم الهيدروجيني = 6.0-6.4 مع معامل اقتصادي لامتصاص الركيزة يصل إلى 0.55 بمعدل تدفق يصل إلى 0.5 ساعة -1.

ترجع ميزات عملية الزراعة إلى حد كبير إلى منتج السلالة المستخدم (الخميرة أو البكتيريا) وظروف التعقيم. يعرض عدد من الشركات الأجنبية استخدام سلالات الخميرة والقيام بالزراعة في حالة عدم وجود عقم صارم. في هذه الحالة ، تتم العملية التكنولوجية في مخمر من نوع الحقن بسعة 75 طنًا من DIA يوميًا ، والاستهلاك المحدد للميثانول هو 2.5 طن / طن من DIA.

في عدد من البلدان ، تُستخدم السلالات البكتيرية كمنتجين ؛ ويتم تنفيذ العملية في ظل ظروف معقمة في أجهزة تخمير من النوع الجوي أو النفاث بسعة 100-300 طن / يوم واستهلاك الميثانول يصل إلى 2.3 طن / طن من DIA . يتم التخمير في مرحلة واحدة بتركيزات كحول منخفضة (تصل إلى 12 جم / لتر) مع درجة عالية من استخدام الميثانول.

أكثر ما واعد في تصميمه هو جهاز التخمير النفاث التابع لمعهد الكيمياء التقنية التابع لأكاديمية العلوم في جمهورية ألمانيا الديمقراطية. يتكون المخمر الذي يبلغ حجمه 1000 م 3 من أقسام تقع واحدة فوق الأخرى ومترابطة بواسطة فيضان العمود. يتم تغذية وسيط التخمير من القسم السفلي للمخمر عبر خط أنابيب الضغط عن طريق مضخات دوران الطرد المركزي إلى فائض العمود العلوي ، والذي يمر عبره إلى القسم السفلي ، أثناء امتصاص الهواء من خط أنابيب الغاز. وهكذا ، يتدفق الوسط من قسم إلى آخر ، ويمتص باستمرار أجزاء جديدة من الهواء. توفر النفاثات المتساقطة في فيضان المناجم تهوية مكثفة للوسط.

يتم توفير وسيط المغذيات باستمرار إلى منطقة فيضان المنجم العلوي ، ويتم إزالة المعلق الميكروبي من الدوائر البعيدة. في مرحلة العزل ، لجميع أنواع المنتجين ، يتم توفير قسم التحبيب للحصول على المنتج النهائي في شكل حبيبات.

خميرة ( المبيضات ، Sacharomyceslambica ، Hansenulaanomala ، Acinetobactercalcoaceticus). تتم عملية الزراعة في مرحلة واحدة في مخمرات ذات خصائص نقل كتلة عالية بتركيز إيثانول لا يزيد عن 15 جم / لتر.

تحتوي الخميرة المزروعة على الإيثانول على (٪): بروتين خام 60-62 ؛ الدهون 2-4 ؛ رماد 8-10 ؛ رطوبة تصل إلى 10.

2.1.2 الحصول على مواد بروتينية على المواد الخام الكربوهيدراتية

تاريخيًا ، كانت إحدى الركائز الأولى المستخدمة للحصول على الكتلة الحيوية للأعلاف هي التحلل المائي للنفايات النباتية ، والتحلل المائي الأولي ، ومحلول الكبريتيت - نفايات صناعة اللب والورق. كما زاد الاهتمام بالمواد الخام الكربوهيدراتية كمصدر متجدد رئيسي للكربون بشكل كبير من وجهة نظر بيئية ، حيث يمكن أن تكون بمثابة الأساس لإنشاء تقنية خالية من النفايات لمعالجة منتجات المصانع.

نظرًا لحقيقة أن التحلل المائي عبارة عن ركيزة معقدة تتكون من خليط من السداسي والبنتوز ، فقد أصبحت أنواع الخميرة منتشرة على نطاق واسع بين منتجي السلالات الصناعية. C.utilis ، C.scottiiو جيم الاستوائية، والتي ، إلى جانب السداسيات ، قادرة على استيعاب البنتوز ، وكذلك تحمل وجود فورفورال في الوسط.

يختلف تكوين وسط المغذيات في حالة الزراعة على المواد الخام الهيدروكربونية اختلافًا كبيرًا عن تلك المستخدمة عند زراعة الكائنات الحية الدقيقة على الركيزة الهيدروكربونية. تحتوي التحلل المائي وسوائل الكبريتيت على كمية صغيرة من جميع العناصر النزرة تقريبًا اللازمة لنمو الخميرة. يتم إدخال الكميات المفقودة من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في شكل محلول مشترك من أملاح الأموفوس وكلوريد البوتاسيوم وكبريتات الأمونيوم.

يتم التخمير في أجهزة النقل الجوي المصممة بواسطة Lefrancois-Marillier بحجم 320 و 600 م 3. تتم عملية زراعة الخميرة في وضع مستمر عند درجة الحموضة 4.2-4.6. تتراوح درجة الحرارة المثلى من 30 إلى 40 درجة مئوية.

2.1.3 بروتين الفطر (بروتين فطري)

Mycoprotein هو منتج غذائي يتكون أساسًا من الفطريات الفطرية. في إنتاجه ، يتم استخدام سلالة الحزام الفيوزاريوممعزولة عن التربة. يتم إنتاج البروتين الفطري اليوم في مصنع تجريبي من خلال النمو المستمر. يستخدم الجلوكوز والمغذيات الأخرى كركيزة ، وتعمل أملاح الأمونيا والأمونيوم كمصادر للنيتروجين. بعد الانتهاء من مرحلة التخمير ، تخضع المزرعة للمعالجة الحرارية لتقليل محتوى الحمض النووي الريبي ، ثم يتم فصل الفطريات عن طريق الترشيح الفراغي.

إذا قارنا إنتاج البروتين الفطري بعملية تخليق البروتينات الحيوانية ، فسيتم الكشف عن عدد من مزاياها. بالإضافة إلى حقيقة أن معدل النمو أعلى هنا ، فإن تحويل الركيزة إلى بروتين يكون أكثر كفاءة بما لا يقاس من استيعاب الحيوانات الأليفة للغذاء.

العامل الإيجابي هو التركيب الليفي للثقافة المزروعة ؛ قوام كتلة الميسيليوم قريب من نسيج المنتجات الطبيعية ، لذلك يمكن تقليد نسيج اللحم في المنتج ، وبسبب المضافات ، طعمه ولونه. تعتمد كثافة المنتج على طول خيوط الفطريات المزروعة ، والتي يتم تحديدها بواسطة معدل النمو.

بعد إجراء بحث مكثف حول القيمة الغذائية للبروتين الفطري وسلامته ، وافقت وزارة الزراعة ومصايد الأسماك والأغذية على بيعه في إنجلترا. يشار إلى محتوى العناصر الغذائية الموجودة فيه في الجدول 1.

الجدول 1. متوسط تكوين البروتين الفطري ومقارنته بتكوين لحم البقر.

2.2 الحصول على البروتينات الغذائية من وجبة فول الصويا

تعتمد تقنيات الحصول على منتجات البروتين من المواد الخام النباتية على نهجين تقنيين رئيسيين:

1. تجزئة عميقة للمغذيات الكبيرة المقدار للمواد الخام مع تعظيم مردود البروتينات وتنقيتها وتركيزها وتعديل الخصائص الوظيفية والطبية الحيوية إذا لزم الأمر.

2. تجزئة أمثل للمغذيات الكبيرة والصغرى للمواد الخام للحصول على مركبات البروتين والدهون والبروتين الكربوهيدرات لتركيبة معينة مع الحفاظ على أقصى قدر من الإمكانات الكيميائية النباتية للمغذيات الدقيقة المرتبطة بها.

على الرغم من أن استخدام فول الصويا في الطعام معروف منذ آلاف السنين ، إلا أنه وقع بشكل أساسي على منتجات فول الصويا كامل الدسم - حليب الصويا ، والتوفو ، والتمبيه ، وما إلى ذلك فقط في القرن العشرين. بدأت تقنيات إنتاج بروتينات الصويا المركزة في التطور. في بداية القرن ، ظهر دقيق الصويا ، الذي تم الحصول عليه من البذور الكاملة ، وكعك الكبس ، وبعد ذلك من وجبات فول الصويا منزوعة الدسم. لقد حدت النكهة القوية للفاصوليا من نمو سوق دقيق الصويا ، لذلك تم بذل جهود كبيرة لتطوير تقنيات "إزالة الطعم السيئ".

لم يظهر التطور الواسع لتقنيات إنتاج بروتينات الصويا إلا بعد تطوير تقنية استخلاص زيت المذيبات. في عام 1937 ، ظهرت عزلات فول الصويا التجارية ، والتي استخدمت كمواد رابطة للأصباغ في الطلاء الورقي و "بطانية رغوية" في حرائق مكافحة الحرائق. في الخمسينيات من القرن الماضي ، ظهرت المركزات التي اعتبرت مكونات وسيطة بين الدقيق والعزلات. يمكن تقسيم منتجات الصويا منزوعة الدهن إلى ثلاث مجموعات رئيسية ، والتي تختلف في محتوى البروتين.

التركيبة التقريبية لمنتجات بروتين الصويا ، التي قدمها مجلس بروتين الصويا ، مبينة في الجدول. واحد.

التين .1 - مخطط معمم لتكنولوجيا إنتاج فول الصويا مع إنتاج البروتينات الغذائية

دقيق الصويا له قيود غذائية بسبب الانتفاخ. في البشر ، لا توجد إنزيمات قادرة على التحلل المائي للروابط α-galactosidic من رافينوز و stechiose الموجودة في فول الصويا ، مع تكوين السكريات البسيطة. لذلك ، تدخل هذه الكربوهيدرات إلى القناة المعوية ، حيث تتعرض للبكتيريا ، وتتسبب نواتج هذا التفاعل في تكوين الغازات.

العزلات والمركزات هي أشكال أكثر دقة من بروتينات الصويا. يتم استخدامها في التغذية دون أي قيود ويمكن ، إلى جانب المكونات الغذائية الأخرى ، أن تكون بمثابة المصدر الرئيسي للبروتين في النظام الغذائي للإنسان.

تقنيات الحصول على بروتينات الصويا

التقنيات الصناعية لإنتاج بروتينات الصويا لها درايتها الخاصة. عدد مجموعات طرق إنتاج منتجات مختلفة غير محدود. حتى في إنتاج نوع واحد من المنتجات ، تختلف التقنيات والمعدات من مختلف الشركات المصنعة ، مما يؤدي إلى اختلافات صغيرة في المنتجات عادة ، يتم إنتاج بروتينات الصويا الصالحة للأكل على خطوط إنتاج منفصلة ، بدلاً من نفس الخطوط المستخدمة لإنتاج الزيت ووجبات العلف ، عندما يتم استخلاص بذور فول الصويا المطحونة وذات الجودة المنخفضة في وجبة العلف أثناء عملية الاستخراج. يغسل بعض المنتجين فول الصويا. لإزالة الأوساخ والحصى الصغيرة.

حتى الآن ، يتم إنتاج معظم منتجات بروتين الصويا في العالم من البتلة البيضاء (BL - بتلة منزوعة الدهن من الهكسان ، يتم الحصول عليها من أصناف صالحة للأكل من بذور الصويا منزوعة القشرة).

لإنتاج فص ذي قيمة PDI / NSI عالية ، يتم استخدام نظام فصل بالمذيبات في أنبوب غاز (تدفق) أو في أبخرة مذيب شديدة التسخين ، والذي يشار إليه أحيانًا بنظام "الفص الأبيض" ، بشكل شائع. لا يوجد لدى أي من الشركات المحلية مثل هذه الأنظمة لتجريد المذيب من الوجبة.

في روسيا ، يتم الحصول على مسحوق فول الصويا في المصانع أساسًا وفقًا لخطة ما قبل الضغط والاستخراج ، عندما تنتج المعاصر إزالة أولية للزيت قبل الاستخراج. يتم تقطير المذيب من الوجبة في مبخرات محمصة من نوع VAT. تحتوي منتجات الاستخراج على مؤشر NSI يبلغ 50 أو أقل بسبب تمسخ بروتين الصويا عن طريق الرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة. وفقًا لهذه المخططات ، على المعدات الموجودة في روسيا ، من الممكن الحصول فقط على وجبة فول الصويا المختبرة ووجبة فول الصويا المحمصة فقط.

دقيق الصويا والحصى. يتم الحصول على دقيق الصويا منزوع الدهن عن طريق طحن وغربلة بتلات فول الصويا منزوع الدهن. عادة ما يتم طحن الفص الأبيض إلى جريش في مطاحن المطرقة أو الدوامات أو المصنفات. يتم التحكم في تشتت حجم الجسيمات عن طريق تصنيف الهواء ، وإذا تطلب الأمر نطاق أضيق من أحجام الجسيمات ، يتم استخدام المناخل. يحتوي دقيق الصويا منزوع الدهن على حوالي 38٪ من إجمالي الكربوهيدرات ، بما في ذلك 15٪ سكريات أحادية وقليلة الذوبان و 13٪ عديد السكاريد ، والتي يمكن استخلاصها بشكل أكبر في إنتاج مركزات بروتين الصويا أو عزلاته. يتم تحضير دقيق معاد تكوينه أو طحين الصويا الليسيثين مع الدقيق الأصلي وإضافة الزيت أو الليسيثين. يتم الحصول على دقيق الدهن المعاد تكوينه عن طريق إضافة 1 إلى 15٪ دهن إضافي إلى دقيق الصويا لتقليل الغبار وإضافة كمية الدهون الإضافية التي تتطلبها وصفة المنتج. يستخدم الزيت المكرر لتسمين الدقيق الناتج من المادة المستخرجة. يتم إنتاج الدقيق الليسيثين بإضافة 3 ، ب و 15٪ ليسيثين. يحسن الليسيثين تشتت الدقيق والمكونات الأخرى في صناعة الحلويات والمشروبات الباردة.

3 . الحصول على البروتين الغذائي

تحسين طعم ورائحة الطعام مع زيادة محتوى البروتين بمساعدة الفطريات المجهرية - لطالما استخدمت القوالب في تحضير الطعام (ميسو ، سوفو ، تيمبيه) المستهلكة في البلدان الآسيوية. فول الصويا هو أحد المنتجات الأصلية. في إندونيسيا ، يتم تناول كعك الصويا مع قوالب متضخمة من الجنس جذمور-تمبيه: يحتوي على ما يصل إلى 55٪ بروتين وطعمه مثل منتجات اللحوم. يستغرق إنتاج Tempeh 2-3 أيام. أولاً ، يتم تقشير فول الصويا (لإزالة القشور) ، ثم غليه لمدة نصف ساعة لتدمير مثبطات التربسين المعدية التي تجعل فول الصويا الخام غير صالح للأكل للإنسان. ثم يتم تجفيف الفاصوليا وبذرها بأبواغ العفن. Rhizopus oligosporus. يستمر التخمر من 36 إلى 38 ساعة عند 30 درجة مئوية. والنتيجة هي وجبة بني فاتح مدمجة (هريس الفول). عادة ما يتم تناول تيمبيه كخبز مسطح مقلي بزيت جوز الهند.

يزداد محتوى البروتين ليصل إلى 50-55٪ مقارنة بـ20-25٪ في فول الصويا. يعتبر التيمبه من أكثر الأطعمة المغذية وسهل الهضم. من بين الأطباق الشرقية الأخرى التي يتم الحصول عليها بمساعدة القوالب ، يمكن تمييز الميسو الياباني ، والذي يتم تحضيره من فول الصويا مع الرشاشيات، سوفو الصينية - منتج يشبه الجبن يتم الحصول عليه عن طريق زراعة فول الصويا مع قالب من الجنس مكور. توابل لا غنى عنها للمطبخ الشرقي - يتم تحضير صلصة الصويا باستخدام فطريات العفن الرشاشيات، بكتيريا حمض اللبنيك Pediococcus ، خميرة السكريات, تورولا. نتيجة لذلك ، يتم إثراء المنتج بالأحماض اللبنية وغيرها ، والإيثانول ويكتسب طعمًا ورائحة معينة.

التين ... 2 - مخطط تحضير تيمبيه

الطبخ عن طريق التخميرصلصة الصويا

التين ... 3 - مخطط تحضير صلصة الصويا

تُصنع صلصات الصويا التقليدية عن طريق تخمير خليط من الفاصوليا والحبوب بالقوالب. Aspergillus oryzaeو اخرين. في اليابان ، يُطلق على كل من المبدئ وكتلة التخمير اسم كوجي. في العصور القديمة ، تعرضت كتلة التخمير للشمس في أحواض ضخمة ، في القرن العشرين ، عادة ما يتم التحكم في درجة الحرارة والرطوبة في غرف حضانة خاصة.

1. النقع والغليان: تنقع الحبوب في الماء ثم تغلي حتى تنضج. يتم تحميص القمح وسحقه.

2. مزيج من المكونات: يتم خلط كمية متساوية من الفاصوليا المسلوقة والحبوب المسحوقة المقلية ، ثم تزرع عليها جراثيم من عدة أنواع من فطريات الرشاشيات من الكائنات الحية الدقيقة الأخرى:

· A. oryzae, A sojae: تستخدم الثقافات عالية البروتياز على نطاق واسع في إنتاج صلصة الصويا.

· أ. تاماي: تستخدم لصنع صلصة الصويا التمرية.

· خميرة الخميرةتحول الخميرة الموجودة في هذه المزرعة السكريات إلى إيثانول ، والذي يمكن أن يخضع لتفاعل جانبي ، ونتيجة لذلك تدخل المكونات الإضافية في صلصة الصويا ؛

· Bacillus spp.(جنس): نتيجة لنشاط هذه البكتيريا ، تكتسب صلصة الصويا رائحة مميزة ؛

· أنواع العصيات اللبنية: حمض اللاكتيك الذي تنتجه هذه البكتيريا يزيد من حموضة الصلصة.

3. التخمير: خليط من الفاصوليا والحبوب يبلل بمحلول ملحي (للتخمير الرطب) أو يرش بالملح ، وبعد ذلك يترك ليتخمر لمدة 40 يومًا إلى 2-3 سنوات. بمرور الوقت ، تحلل الكائنات الحية الدقيقة بروتينات السوسلان إلى أحماض أمينية حرة ، وشظايا بروتينية ، ونشا إلى سكريات بسيطة. هذه التفاعلات الأمينية والجليكوزيدية هي التي تعطي الصلصة لونها البني الغامق. تخمر العصيات اللبنية السكريات إلى حمض اللاكتيك ، وتنتج الخميرة الإيثانول ، الذي يخضع لتفاعل ثانوي ويشبع الصلصة بإضافات جديدة. إذا توقفت العملية في هذه المرحلة ، يسمى المنتج عجينة فول الصويا.

4. الضغط: يتم وضع الملاط المخمر بالكامل تحت عبوات ثقيلة ملفوفة بالقماش ويتم ضغطه لفصل صلصة الصويا عن النفايات الصلبة ، والتي تستخدم بعد ذلك لتخصيب التربة أو تغذية الماشية.

5. بسترة: يتم تسخين الصلصة النيئة لقتل العفن والخميرة. ثم يتم ترشيح الصلصة وتعبئتها للبيع.

قام العلماء الأمريكيون بتكييف عملية الإنتاج للحصول على تيمبيه إندونيسي للحبوب. لذلك ، قمح مخمر بنفس القالب ريزوبوسفي غضون 20 ساعة عند 30 درجة مئوية ، يتحول إلى منتج يحتوي على 6-7 مرات بروتين أكثر من القمح العادي. كما طوروا طريقة لإثراء البروتين لمنتج آخر يحتوي على النشا الغذائي - الكسافا على أساس نمو العفن الرشاشيات. بعد 30 ساعة من التخمر عند 38 درجة مئوية ، يزداد محتوى البروتين في المنتج من 5٪ إلى 18٪ ، وينخفض محتوى الكربوهيدرات من 65٪ إلى 28٪.

يعتبر معجون الميسو أو فول الصويا أحد أكثر المكونات شيوعًا في المطبخ الياباني. تعتمد تقنية تحضير الميزو على عملية تخمير (تخمير) فول الصويا والحبوب ونوع خاص من فطر كوجي كين. والنتيجة هي عجينة سميكة تستخدم في تحضير أطباق يابانية متنوعة مثل اليابانية حساء ميسو.

في اليابان، حساء ميسو، مثل chuka algae ، هي سمة أساسية لوجبات الإفطار والغداء والعشاء. عادة ما يتم تقديم الحساء قبل الطبق الرئيسي ، سواء كانت وجبة خفيفة في الصباح أو مجموعة من السوشي على الغداء. الحساء غذاء سائل إضافي يوازن عملية الهضم ويجعلها أكثر فائدة.

بالإضافة إلى الفيتامينات A و D ، يحتوي معجون فول الصويا على نسبة عالية من الكالسيوم والحديد والزنك. يوجد اليوم في اليابان ثلاثة أنواع على الأقل من حساء ميسو: الأرز وفول الصويا والقمح. كل نوع من الحساء له اختلافات في الذوق ومنطقة المنشأ.

في هذا المقال ، سوف نوضح لك كيفية صنع حساء الميسو التقليدي ، والذي يمكنك تجربته في معظم مطاعم المطبخ الياباني. سيكون الحساء مفيدًا لأولئك الذين يتبعون شكلهم ويفضلون تناول الطعام بشكل صحيح. يتم تحضير حساء ميسو بالأعشاب البحرية من المكونات التالية:

داشي - 1.5 ملعقة صغيرة

ميسو - 0.5 كوب (معجون فول الصويا)

التوفو - 0.5 كوب (مكعب)

بصل أخضر - 2 ملعقة كبيرة (مفروم ناعم)

ماء - 4 أكواب

الأعشاب البحرية - 1 فن. ملعقة (أعشاب بحرية جافة خاصة للشوربة)

لا تغطي البيانات المقدمة جميع مجالات استخدام فطريات العفن ، ولكنها تصف الاحتمالات الأساسية لاستخدامها كمصدر للبروتين الغذائي.

الكائنات الحية الدقيقة الأخرى - الطحالب - تستخدم أيضًا بنشاط للحصول على البروتين الغذائي. لطالما كانت شعوب ساحل المحيط الهادئ تأكل طحالب البحر والمحيطات. يستخدم سكان جزر هاواي 60 نوعًا من 115 نوعًا من الطحالب التي تعيش في مساحات المحيط المحلية في نظامهم الغذائي. الطحالب الخضراء المزرقة ذات قيمة خاصة في الصين نوستوك، في المظهر يشبه البرقوق وفي الذوق تصنف على أنها شهية صينية. هناك أكثر من 300 وصفة في أدلة الطهي اليابانية تحتوي على الأعشاب البحرية. ومع ذلك ، فإن الاستخدام المكثف للطحالب للأغراض الغذائية لا يسمح للمزارع بالتعافي بشكل طبيعي. في هذا الصدد ، بدأت زراعة الطحالب بشكل مصطنع في حدائق تحت الماء. تربية الأحياء المائية هي فرع مزدهر للتكنولوجيا الحيوية. ينجذب انتباه خبراء التغذية إلى الطحالب أحادية الخلية زرقاء وخضراء سبيرولينا - تنمو في إفريقيا (بحيرة تشاد) والمكسيك (بحيرة تيكسكوكو). يستخدمها السكان المحليون في صورة مجففة - بسكويت أو ديهي. يتميز المنتج بنسبة عالية جدًا من البروتين - تصل إلى 70٪. بحيرة تيكسكوكو وبحيرة تشاد هما البحيرتان القلويتان الوحيدتان في العالم (درجة الحموضة تصل إلى 11). في هذا الرقم الهيدروجيني ، تزدهر السبيرولينا وتنمو كمزرعة أحادية. نظرًا لوجود فجوات مملوءة بالغاز في الخلايا ، تطفو الطحالب ، وتأخذها الرياح إلى شاطئ البحيرة ، حيث تجف كرات الطحالب تحت أشعة الشمس. أظهر تحليل عينات السبيرولينا في الظروف المختبرية محتوى البروتينات تصل إلى 70٪ والكربوهيدرات - 19٪. منذ عام 1967 ، بدأت شركة Texcoco المكسيكية في التعامل مع حصاد سبيرولينا وتحويلها إلى دقيق. في الوقت الحاضر ، يصل إنتاج دقيق السبيرولينا إلى 1000 طن سنويًا ، ويتم استيراده إلى الولايات المتحدة واليابان والدول الأوروبية لشركة متخصصة في تسويق مركزات البروتين والأغذية الغذائية. الكتلة الحيوية للسبيرولينا تعادل معايير البروتين الغذائي التي وضعتها منظمة الصحة العالمية منظمة الأغذية والزراعة. يوجد في إيطاليا مصنع تزرع فيه السبيرولينا على مساحة 20 هكتارًا في نظام مغلق يتكون من البولي إيثيلين (مع درجة الحموضة المناسبة) وتم الحصول على عوائد عالية (20 جم من الكتلة الحيوية لكل 1 م 3 يوميًا). في أوزبكستان (سمرقند) نمت سبيرولينا في مياه محطات الطاقة الحرارية الغنية بثاني أكسيد الكربون. كان المحصول 30-60 طنًا لكل هكتار سنويًا.

تستخدم الخميرة كمصدر للبروتين الغذائي فقط في الظروف القاسية (متسلقو الجبال ، البحارة) ، كعنصر من مكونات الحصص الجافة. أحد الأسباب هو غشاء الخلية السميك نسبيًا للخميرة ، مما يمنع الجسم البشري من امتصاصها.

استنتاج

يوجد حاليًا أكثر من 300 منتج تستخدم بروتينات الصويا. تم اختبار التركيبات الغذائية المطورة والتوصية باستخدامها من قبل وزارة الصحة. تستهلك صناعة معالجة اللحوم معظم منتجات بروتين الصويا. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بروتينات الصويا على نطاق واسع في منتجات الألبان والدهون والزيوت والحلويات والخبز وفي المطاعم العامة وكذلك في تغذية الأطفال والوقائية والطبية والغذائية.

في المفهوم المحلي للتغذية الصحية ، يحتل استخدام البروتينات النباتية مكانًا مهمًا في إنتاج المنتجات الغذائية. بشكل عام ، تُصنف المنتجات التي تحتوي على بروتينات نباتية على أنها أطعمة صحية مع توازن محسّن في العناصر الغذائية مقارنة بالمنتجات التقليدية. في هذا الصدد ، يتزايد الاهتمام ببروتينات الصويا باستمرار ، ويزداد إنتاج المنتجات مع إدخال بروتينات الصويا.

لذلك ، أعتقد أن المنتجات المركبة تسمح لنا بحل مشاكل الاستخدام الرشيد للمواد الخام الحيوانية والاستخدام الفعال للقيمة البيولوجية والتغذوية العالية لبروتينات الصويا وخصائصها الوظيفية. إن إدخال بروتينات الصويا يجعل من الممكن جعل التغذية البشرية أكثر عقلانية وصحية.

فهرس

1.Eskendirova S.Z "التكنولوجيا الحيوية للكائنات الحية الدقيقة"

2. التكنولوجيا الحيوية: المبادئ والتطبيقات. إد. هيجنز وآخرون ، موسكو: مير ، 1988

3. التكنولوجيا الحيوية. انتاج البروتينات. بايكوف ، إم إن ماناكوف وآخرون. مدرسة موسكو العليا ، 1987

4. فوروبييفا أ. علم الأحياء الدقيقة الصناعي. إد. جامعة موسكو.

5.Dyusenova G.T.، Kukhar E.V. "التكنولوجيا الحيوية الغذائية"

6. Butenko R.G. ، Gusev M.V. ، Kirkin A.V. التكنولوجيا الحيوية. كتاب 3. الهندسة الخلوية. م. المدرسة العليا.

7. Kolychev N.M.، Gosmanov R.G. علم الأحياء الدقيقة والمناعة البيطري. أومسك. إد. أومجاو.

استضافت على Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

تكوين وخصائص بروتين خميرة العلف. إنتاج خميرة العلف في منطقة الحبوب والبطاطس. تكنولوجيا معالجة الحبوب الساكنة وتحويلها إلى خميرة علف جافة باستخدام سلالة غير مسببة للأمراض من رودوسبوريوم ديوبوفاتوم. زراعة الخميرة التجارية.

العرض التقديمي ، تمت إضافة 2015/03/19

المتطلبات الصحية والبيطرية لمنتجات الألبان. تأثير موسم السنة وفترة الرضاعة والأعلاف والتمثيل الغذائي في جسم الأبقار على محتوى الدهون والبروتين في الحليب. طرق التعرف على المنتجات المقلدة والمواد الخام منخفضة الجودة.

عرض تقديمي ، تمت إضافة 06/13/2014

استخدام الفواصل في صناعة الألبان في معالجة وتجانس الحليب وتنقيته من الشوائب للحصول على القشدة وفصل البروتين والدهون عن مصل اللبن. الحساب التكنولوجي وحساب الطاقة وتركيب وتشغيل الفاصل.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 01/24/2016

عملية تقسية المطاط وخصائصه العامة. تصنيف المطاط ، ميزات استخدامه في روسيا. الخصائص المحددة للمطاط. تكنولوجيا الإنتاج وطرق التأثير على خصائصها. وصف وخصائص منتجات المطاط النهائية.

الملخص ، تمت الإضافة في 12/28/2009

المعالجة الحرارية للحليب وتأثيرها على التركيب والخصائص التكنولوجية. بروتينات الحليب وطرق عزلها في انتاج الجبن. الخصائص الحسية للأجبان الحامضية باستخدام مواد تخثر البروتين النباتي.

أطروحة تمت إضافة 2015/06/21

مبادئ تصميم الوصفات لمنتجات المخابز بتركيبة كيميائية متوازنة. معايير الأمثل للتركيب الجزئي للبروتين والدهون في الخبز. استخدام العجين المخمر على أساس بكتيريا حمض البروبيونيك في منتجات الألبان المخمرة.

الملخص ، تمت الإضافة في 08/23/2013

تحضير الماء لإنتاج التقطير. المخطط التكنولوجي الرئيسي للحصول على الفودكا. خلط المشروبات ، الترشيح المتتالي للمشروبات الكحولية. تكنولوجيا انتاج خل الطعام. إنتاج ثاني أكسيد الكربون الصلب.

البرنامج التعليمي ، تمت إضافة 02/09/2012

خصائص وتطبيق الموليبدينوم ، خصائص المواد الخام لإنتاجه. التحميص المؤكسد لمركزات الموليبدينيت. التحلل بحمض النيتريك. دراسة اختيار وجدوى التقنية المقترحة لإنتاج ثالث أكسيد الموليبدينوم.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 08/04/2012

طرق الحصول على المواد النانوية. تخليق الجسيمات النانوية في مصفوفات غير متبلورة ومرتبة. الحصول على الجسيمات النانوية في المفاعلات النانوية أحادية البعد وذات البعد الواحد. النوع الهيكلي الزيوليت. سيليكات الألمنيوم ميسوبوروس ، المناخل الجزيئية. هيدروكسيدات مزدوجة الطبقات.

ورقة مصطلح ، تمت إضافتها في 12/01/2014

التاريخ والمراحل الرئيسية في تطوير إنتاج الألياف الكيماوية. توصيف الألياف الصناعية والاصطناعية. الطرق الصناعية لانتاجها. خصائص وطرق الحصول على خيوط البولي يوريثين. هيكل ومدى مادة الليكرا.

البروتينات عبارة عن مواد عضوية جزيئية كبيرة تحتوي على النيتروجين مع مركب

تكوين وهيكل الجزيئات.

يمكن اعتبار البروتين على أنه بوليمر معقد من الأحماض الأمينية.

تعد البروتينات جزءًا من جميع الكائنات الحية ، لكنها تلعب دورًا مهمًا بشكل خاص

في الكائنات الحية الحيوانية ، والتي تتكون من أشكال معينة من البروتينات (العضلات ،

الأنسجة الغشائية والأعضاء الداخلية والغضاريف والدم).

تصنع النباتات البروتينات (ومكوناتها من الأحماض الأمينية) من ثاني أكسيد الكربون.

غاز ثاني أكسيد الكربون وماء H2O بسبب التمثيل الضوئي والاستيعاب

عناصر أخرى من البروتينات (نيتروجين ، فوسفور ف ، كبريتات ، حديد ، مغنيسيوم ملغ) من

أملاح قابلة للذوبان في التربة.

تتلقى الكائنات الحية بشكل أساسي الأحماض الأمينية الجاهزة مع الطعام وعليها

القاعدة مبنية من بروتينات جسمك. عدد من الأحماض الأمينية (الأحماض الأمينية غير الأساسية)

يمكن تصنيعها مباشرة عن طريق الكائنات الحية.

السمة المميزة للبروتينات هي تنوعها المرتبط بـ

عدد وخصائص وطرق الاتصال المدرجة في جزيءهم

أحماض أمينية. تؤدي البروتينات وظيفة المحفزات الحيوية - الإنزيمات ،

تنظيم سرعة واتجاه التفاعلات الكيميائية في الجسم. في

معقد مع الأحماض النووية وظائف النمو والانتقال

الصفات الوراثية ، هي الأساس الهيكلي للعضلات وتنفيذها

تقلص العضلات.

تحتوي جزيئات البروتين على روابط متكررة C (0) -NH amide تسمى

الببتيد (نظرية عالم الكيمياء الحيوية الروسي A.Ya. Danilevsky).

وبالتالي ، فإن البروتين هو عديد ببتيد يحتوي على مئات أو

آلاف الأحماض الأمينية.

هيكل البروتينات:

ترتبط الطبيعة الخاصة للبروتين لكل نوع ليس فقط بالطول والتكوين و

هيكل سلاسل البولي ببتيد المدرجة في جزيءه ، ولكن أيضًا مع كيفية حدوث ذلك

سلاسل موجهة.

في بنية أي بروتين ، هناك عدة درجات من التنظيم:

1. التركيب الأساسي للبروتين هو تسلسل حمض أميني محدد

في سلسلة عديد الببتيد.

الهيكل الثانوي للبروتين هو الطريقة التي يتم بها الالتواء في سلسلة البولي ببتيد

الفضاء (بسبب الرابطة الهيدروجينية بين هيدروجين مجموعة الأميد -NH- و

مجموعة كاربونيل - CO- ، مفصولة بأربعة أحماض أمينية

فتات).

هيكل البروتين العالي - تكوين حقيقي ثلاثي الأبعاد ملتوي

الحلزون من سلسلة polypeptide في الفضاء (حلزون ملتوية في حلزون).

تحدد البنية الثلاثية للبروتين النوع البيولوجي المحدد

نشاط جزيء البروتين. يتم الحفاظ على البنية الثلاثية للبروتين بواسطة

بسبب تفاعل المجموعات الوظيفية المختلفة لسلسلة البولي ببتيد:

جسر ثاني كبريتيد (-S-S-) بين ذرات الكبريت ،

جسر استر - بين مجموعة الكربوكسيل (-CO-) و

هيدروكسيل (-OH) ،

جسر الملح - بين الكربوكسيل (-CO-) والمجموعات الأمينية (NH 2).

على سبيل المثال ، الهيموغلوبين مركب من أربعة جزيئات كبيرة

الخصائص الفيزيائية

البروتينات لها وزن جزيئي كبير (10 4-10 7) ، كثير

البروتينات قابلة للذوبان في الماء ، ولكنها تشكل ، كقاعدة عامة ، حلول غروانية من

التي تترسب مع زيادة تركيز الأملاح غير العضوية ، إضافة

أملاح المعادن الثقيلة أو المذيبات العضوية أو عند تسخينها

(تمسخ).

الخواص الكيميائية

1. تمسخ - تدمير البنية الثانوية والثالثية للبروتين.

2. التفاعلات النوعية للبروتين:

ن تفاعل بيوريت: تلوين بنفسجي عند معالجته بأملاح النحاس في

بيئة قلوية (تعطي جميع البروتينات) ،

تفاعل البروتين xantoprotein: تلطيخ أصفر عند التعرض

حمض النيتريك المركز ، يتحول إلى اللون البرتقالي تحت تأثير

الأمونيا (ليس كل البروتينات تعطي) ،

ن راسب أسود (يحتوي على الكبريت) عند إضافة أسيتات الرصاص

(ثانيا) هيدروكسيد الصوديوم والتدفئة.

3. التحلل المائي للبروتينات - عند تسخينها في محلول قلوي أو حمضي مع

تشكيل الأحماض الأمينية.

تخليق البروتين

البروتين جزيء معقد ، وتكوينه مهمة صعبة. في

تم الآن تطوير العديد من طرق الإنهاء [GMW1]

الأحماض الأمينية إلى ببتيدات وتوليف أبسط البروتينات الطبيعية - الأنسولين ،

ريبونوكلياز ، إلخ.

الكثير من الفضل في إنشاء الصناعة الميكروبيولوجية للإنتاج

طعام اصطناعي ينتمي إلى عالم سوفيتي

A.N. Nesmeyanov.

المؤلفات:

"كيمستري" م ، "وورد" 1995.

جنرال إلكتريك رودزيتيس ، إف جي فيلدمان

"الكيمياء 11. الكيمياء العضوية"

م ، "التنوير" ، 1993.

A.I. Artemenko ، I.V. تيكونوفا

"الكيمياء 10-11. الكيمياء العضوية"

م ، "التنوير" 1993.

تسمى الأحماض الأمينية الأحماض الكربوكسيلية ، في الجذر الهيدروكربوني الذي يتم استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر بمجموعات أمينية. اعتمادًا على الموضع النسبي لمجموعات الكربوكسيل والأمينية ،أ- ، ب- ، ز- إلخ. أحماض أمينية.فمثلا ،

في أغلب الأحيان ، يستخدم مصطلح "الأحماض الأمينية" للإشارة إلى الأحماض الكربوكسيلية ، والتي تقع المجموعة الأمينية منها فيأ - المنصب ، أي إلى عن علىأ - أحماض أمينية. الصيغة العامةأ - يمكن تمثيل الأحماض الأمينية على النحو التالي:

H 2 N–

CH – COOH
أنا
ص

حسب طبيعة الراديكالي (ص ) - الأحماض الأمينية تنقسم إلى أليفاتية وعطرية وغير متجانسة.

يوضح الجدول أهم الأحماض الأمينية التي تتكون منها البروتينات.

الطاولة. الأحماض الأمينية الأساسية

حمض أميني	الاسم المختصر (ثلاثة أحرف) بقايا الأحماض الأمينية في جزيئات ضخمة من الببتيدات والبروتينات.	هيكل R
		أليفاتية
جليكاين		ح-
ألانين		CH 3 -
فالين *		(CH 3) 2 CH-
يسين *		(CH 3) 2 CH – CH 2 -
إيزولوسين *		CH 3 -CH 2 -CH- أنا CH 3

هادئ		HO-CH 2 -
ثريونين *		CH 3 -CH (OH) -

الأسبارتيك		HOOC-CH2-
الجلوتامين		HOOC-CH2-CH2-

الهليون		NH 2 CO - CH 2 -
الجلوتامين		NH 2 CO – CH 2 –CH 2 -

ليسين *		NH 2 - (CH 2) 3 -CH 2 -
أرجينين		NH 2 -C - NH - (CH 2) 2 -CH 2 - ثانيًا نيو هامبشاير

سيستين		HS-CH2-
ميثيونين *		CH 3 -S-CH 2 -CH 2 -
		عطري
فينيل ألانين *
تيروزين
		غير متجانسة
تريبتوفان *
الهيستيدين
		حمض الايمينو
البرولين

* الأحماض الأمينية الأساسية

ايزومرية

إلى جانب التماثل الناتج عن بنية الهيكل العظمي الكربوني وموقع المجموعات الوظيفية ، فإن التماثل البصري (المرآة) هو سمة من سمات الأحماض الأمينية. جميع الأحماض الأمينية ، باستثناء الجلايسين ، نشطة بصريًا. على سبيل المثال ، يحتوي الألانين على ذرة كربون غير متماثلة (مميزة بعلامة النجمة) ،

H 2 N -

ح
أنا
ج * –COOH
أنا
CH 3

وبالتالي يوجد في شكل متغيرات بصرية نشطة:

لام - ألانين

تنتمي جميع الأحماض الأمينية الطبيعية إلى سلسلة L.

إيصال

1)أهم مصدر للأحماض الأمينية هي البروتينات الطبيعية ، والتي تتشكل عند التحلل المائي منهاأ - أحماض أمينية. يعد فصل هذا المزيج مهمة صعبة للغاية ، ولكن كالعادة ، يتم تكوين واحد أو اثنين من الأحماض الأمينية بكميات أكبر بكثير من جميع الأحماض الأخرى ، ويمكن عزلها بكل بساطة.

2)تخليق الأحماض الأمينية من الأحماض المهلجنة بفعل الأمونيا

3)التوليف الميكروبيولوجي. من المعروف أن الكائنات الحية الدقيقة تنتج في عملية الحياةأ - أحماض أمينية بروتينية.

الخصائص الفيزيائية

الأحماض الأمينية هي مواد بلورية ذات نقاط انصهار عالية (فوق 250 درجة مئوية) ، والتي تختلف قليلاً في الأحماض الأمينية الفردية وبالتالي فهي غير معهود. الذوبان مصحوب بتحلل المادة. الأحماض الأمينية قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء وغير قابلة للذوبان في المذيبات العضوية ، وهي تشبه إلى حد كبير المركبات غير العضوية. العديد من الأحماض الأمينية لها طعم حلو.

الخواص الكيميائية

1)تفسر بعض خصائص الأحماض الأمينية ، ولا سيما درجة الانصهار العالية ، من خلال هيكلها الغريب. حمض (- COOH) والأساسي (- NH 2 ) مجموعات في جزيء حمض أميني تتفاعل مع بعضها البعض ، مكونة أملاح داخلية (أيونات ثنائية القطب).على سبيل المثال ، للجليسين

2)بسبب وجود في جزيئات الأحماض الأمينية مجموعات وظيفية ذات طبيعة حمضية وقاعديةأ - الأحماض الأمينية هي مركبات مذبذبة ، أي تشكل الأملاح مع كل من الأحماض والقواعد.

3) في التفاعل مع الكحول ، تتشكل الإسترات.

ألانين إيثيل استر

4 ا - يمكن أن تتأكسد الأحماض الأمينية ، ولا سيما الأسيتيل ، باستخدام أنهيدريد الخل أو كلوريد الأسيتيل. نتيجة ل،ن - مشتقات الأسيلأ - الأحماض الأمينية (الرمز "ن "يعني أن الأسيل مرتبط بذرة النيتروجين).

ن - أسيتيل ألانين

5) أ - تدخل الأحماض الأمينية في تفاعل متعدد التكثيف مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى وجود أميدات حمضية. تسمى منتجات هذا التكثيف الببتيدات. عندما يتفاعل نوعان من الأحماض الأمينية ، يتشكل ثنائي الببتيد:

عندما تتكثف ثلاثة أحماض أمينية ، يتشكل ثلاثي الببتيد ، وهكذا.

اتصال–

ا
ثانيًا
C - NH - يسمى رابطة الببتيد.

الببتيدات. السناجب

الببتيدات والبروتيناتهي مركبات عضوية جزيئية عالية مبنية من بقايا الأحماض الأمينية المترابطة بواسطة روابط الببتيد.

لا يمكن لأي من الكائنات الحية المعروفة لنا الاستغناء عن البروتينات. تعمل البروتينات كمغذيات ، فهي تنظم عملية التمثيل الغذائي ، وتعمل كأنزيمات - محفزات لعملية التمثيل الغذائي ، وتعزز نقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم وامتصاصه ، وتلعب دورًا مهمًا في عمل الجهاز العصبي ، وهي الأساس الميكانيكي لتقلص العضلات ، والمشاركة في نقل المعلومات الجينية ، الخ د. كما ترون ، وظائف البروتينات في الطبيعة عالمية. البروتينات هي جزء من الدماغ والأعضاء الداخلية والعظام والجلد وخط الشعر وما إلى ذلك. المصدر الرئيسي للأحماض الأمينية للكائن الحي هو البروتينات الغذائية ، والتي ، نتيجة للتحلل المائي الأنزيمي في الجهاز الهضمي ، تعطي الأحماض الأمينية. يتم تصنيع العديد من الأحماض الأمينية في الجسم ، وبعض الأحماض الأمينية الضرورية لتخليق البروتين لا يتم تصنيعها في الجسم ويجب أن تأتي من الخارج. تسمى هذه الأحماض الأمينية أساسية. وتشمل هذه الفالين ، ليسين ، ثريونين ، ميثيونين ، تريبتوفان ، وغيرها (انظر الجدول). في بعض الأمراض التي تصيب الإنسان ، تتوسع قائمة الأحماض الأمينية الأساسية.

تتميز الببتيدات والبروتينات حسب حجم الوزن الجزيئي. يُعتقد بشكل مشروط أن الببتيدات تحتوي على ما يصل إلى 100 من بقايا الأحماض الأمينية في جزيء (يتوافق مع وزن جزيئي يصل إلى 10000) ، والبروتينات - أكثر من 100 من بقايا الأحماض الأمينية (الوزن الجزيئي من 10000 إلى عدة ملايين). في الوقت نفسه ، تتميز الببتيدات قليلة الببتيدات في الببتيدات التي لا تحتوي على أكثر من 10 بقايا من الأحماض الأمينية في السلسلة ، وعديد الببتيدات التي تحتوي على ما يصل إلى 100 من بقايا الأحماض الأمينية.

إن بناء سلسلة البولي ببتيد هو نفسه بالنسبة لمجموعة متنوعة كاملة من الببتيدات والبروتينات. تحتوي هذه السلسلة على بنية غير متفرعة وتتكون من مجموعات الميثين (CH) والببتيد (CONH) المتناوبة. تكمن الاختلافات في مثل هذه السلسلة في الجذور الجانبية المرتبطة بمجموعة الميثين والتي تميز حمض أميني واحد أو آخر. يُطلق على أحد طرفي السلسلة مع مجموعة أمينية حرة اسم الطرف N ، ويطلق على الطرف الآخر ، الذي يقع عليه الحمض الأميني مع مجموعة الكربوكسيل الحرة ، الطرف C. تتم كتابة سلاسل الببتيد والبروتين من الطرف N. في بعض الأحيان يتم استخدام تسميات خاصة: في الطرف N ، تتم كتابة NH - مجموعة أو ذرة هيدروجين فقط - H ، وفي الطرف C - إما مجموعة كربوكسيل COOH - أو مجموعة هيدروكسيل OH فقط.

تتميز البولي ببتيدات والبروتينات بأربعة مستويات من التنظيم المكاني ، والتي تسمى عادة الهياكل الأولية والثانوية والثالثية والرباعية.

الهيكل الأساسي للبروتين- تسلسل حمض أميني محدد ، أي تناوب بقايا الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد.

التركيب الثانوي للبروتين - تشكيل سلسلة البولي ببتيد ، أي طريقة لف السلسلة في الفضاء بسبب الروابط الهيدروجينية بين المجموعات NH و CO . أحد نماذج الهيكل الثانوي هوأ - حلزوني.

البنية الثلاثية للبروتين - تكوين ثلاثي الأبعاد لولبية ملتوية في الفضاء ، تتكون من جسور ثاني كبريتيد- S - S - بين بقايا السيستين والتفاعلات الأيونية.

هيكل البروتين الرباعي- هيكل يتكون بسبب التفاعل بين سلاسل البولي ببتيد المختلفة. التركيبة الرباعية مميزة فقط لبعض البروتينات ، مثل الهيموجلوبين.

الخواص الكيميائية

1) التمسخ. يسمى فقدان الشكل الطبيعي (الأصلي) للبروتين ، المصحوب عادة بفقدان وظيفته البيولوجية تمسخ. من وجهة نظر بنية البروتين ، هذا هو تدمير الهياكل الثانوية والثالثية للبروتين ، بسبب تأثير الأحماض والقلويات والحرارة والإشعاع وما إلى ذلك. يتم الحفاظ على الهيكل الأساسي للبروتين أثناء تمسخ. يمكن أن يكون التمسخ قابلاً للعكس (ما يسمى إعادة التشبع) ولا رجعة فيه. مثال على تمسخ لا رجعة فيه أثناء التعرض للحرارة هو تخثر ألبومين البيض عند سلق البيض.

2) التحلل المائي للبروتينات - تدمير البنية الأولية للبروتين تحت تأثير الأحماض أو القلويات أو الإنزيمات ، مما يؤدي إلى تكوين الأحماض الأمينية التي يتكون منها.

3) التفاعلات النوعية للبروتينات:

أ) تفاعل Biuret - تلوين بنفسجي تحت تأثير أملاح النحاس (II) في محلول قلوي. تعطي جميع المركبات التي تحتوي على رابطة الببتيد مثل هذا التفاعل.

ب) تفاعل Xantoprotein - ظهور اللون الأصفر تحت تأثير حمض النيتريك المركز على البروتينات التي تحتوي على بقايا الأحماض الأمينية العطرية (فينيل ألانين ، التيروزين).

نهاية القسم

M. L. Domoroschenkova

معهد أبحاث الدهون لعموم روسيا (يُطبع بإذن من المؤلف ومحرري مجلة Food Industry)

يعد إنشاء التقنيات الصناعية لإنتاج منتجات البروتين المركزة من المواد الخام النباتية ، ولا سيما فول الصويا ، أحد الاتجاهات الرئيسية لزيادة موارد الغذاء والأعلاف وتحسين هيكل التغذية للسكان.

في معظم البلدان الصناعية (الولايات المتحدة الأمريكية ، اليابان ، بلجيكا ، الدنمارك ، إلخ) ، تم بالفعل اكتساب الخبرة العملية في معالجة فول الصويا للحصول على بروتينات الصويا ومجموعة متنوعة من المنتجات الغذائية عالية الجودة القائمة عليها. كقاعدة عامة ، تعمل مرافق الإنتاج هذه وفقًا لتقنية خالية من النفايات صديقة للبيئة ، وتنتج أعلافًا عالية الجودة ومستحضرات نشطة بيولوجيًا بالإضافة إلى بروتينات غذائية عالية التركيز.

الاهتمام الخاص ببروتينات الصويا يرجع إلى العوامل التالية:

توافر المواد الخام (تشغل محاصيل فول الصويا في العالم أكثر من 70 مليون هكتار ، ويبلغ إجمالي إنتاج بذور فول الصويا حوالي 160 مليون طن ، ويمكن الحصول على 731 كجم من البروتين من 1 هكتار).
التركيب الكيميائي الفريد لبذور فول الصويا (محتوى البروتين 40٪ ، الدهون 20٪) ، مما يضمن موثوقية المعالجة الصناعية.
قيمة بيولوجية وغذائية عالية وخصائص وظيفية جيدة لمنتجات بروتين الصويا.
خبرة تاريخية واسعة في استخدام منتجات معالجة فول الصويا في التغذية.

تعتمد التقنيات الحديثة للحصول على منتجات البروتين من المواد الخام النباتية على نهجين تقنيين رئيسيين:

تجزئة عميقة للمغذيات الكبيرة المقدار للمواد الخام مع تعظيم إنتاجية البروتين وتنقيتها وتركيزها وتعديل الخصائص الوظيفية والطبية الحيوية إذا لزم الأمر.
التجزيء الأمثل للمغذيات الكبيرة والصغرى للمواد الخام للحصول على مركبات البروتين والدهون والبروتين الكربوهيدرات لتركيبة معينة مع الحفاظ على أقصى قدر من الإمكانات الكيميائية النباتية للمغذيات الدقيقة المرتبطة بها.

على الرغم من أن استخدام فول الصويا في الطعام معروف منذ آلاف السنين ، إلا أنه وقع بشكل أساسي على منتجات الصويا كاملة الدسم - حليب الصويا والتوفو والتمبيه وما إلى ذلك فقط في القرن العشرين. بدأت تقنيات إنتاج بروتينات الصويا المركزة في التطور. في بداية القرن ، ظهر دقيق الصويا ، الذي تم الحصول عليه من البذور الكاملة ، وكعك الكبس ، وبعد ذلك من وجبات فول الصويا منزوعة الدسم. لقد حدت النكهة القوية للفاصوليا من نمو سوق دقيق الصويا ، لذلك تم بذل جهود كبيرة لتطوير تقنيات "إزالة الطعم السيئ".

بالنسبة لصناعة الأغذية الروسية ، فإن المنتجات البروتينية المأخوذة من وجبة فول الصويا (العزلات والمركزات والدقيق منزوع الدهن والبروتينات) هي الأكثر أهمية. يمكن أن تُعزى تقنيات إنتاجها إلى النهج الأول ، حيث كانت المهمة أثناء إنتاجها هي تحقيق أقصى عائد لمكون البروتين بعد الاستخراج الشامل للدهون.

يمكن تقسيم منتجات الصويا منزوعة الدهن إلى ثلاث مجموعات رئيسية ، والتي تختلف في محتوى البروتين.

دقيق منزوع الدسم وحبوب - 52-59٪ ، مركزات بروتين - 65-72٪ ، عزلات بروتين - 90-92٪ (بروتين خام من حيث المادة الجافة).

جودة بذور الصويا

المادة الخام الرئيسية لإنتاج بروتينات الصويا هي بذور فول الصويا ، أو بتعبير أدق ، وجبة فول الصويا التي يتم الحصول عليها بعد استخلاص الزيت من البذور. في إنتاج جميع أنواع بروتينات الصويا ، يجب استخدام بذور صفراء نظيفة وصحية وناضجة بعناية فقط ، وحجمها حسب الحجم. تعتمد جودة بروتينات الصويا الناتجة بشكل أساسي على جودة بذور فول الصويا الأصلية. يجب أن تكون بجودة US N2 على الأقل وفقًا لمعايير ومواصفات فول الصويا الأمريكية.

أظهر تحليل العروض الفنية للشركات الأجنبية أن الشركات الأجنبية تفرض بالإضافة إلى ذلك المتطلبات التالية على بذور فول الصويا كمواد خام لإنتاج البروتين الغذائي:

بالنسبة للنباتات الزيتية ، فإن أحد المعايير الكيميائية الحيوية الرئيسية المتعلقة بجودة مركب بروتين البذور هو التغيير في العدد الحمضي لزيت البذور (النواة). مع زيادته فوق 1.5-2.0 مجم KOH ، ينخفض المحتوى الكلي للبروتين الخام في البذور ، وتكثف عمليات الانقسام المائي للبروتينات ، مما يؤدي إلى انخفاض في محتوى البروتين القابل للهضم والاستيعاب.

تم ضبط مؤشر رطوبة البذور عند 10-13٪. يضمن هذا المؤشر إلى حد ما الحفاظ على جودة جزء البروتين من البذور أثناء التخزين ، فضلاً عن مستوى منخفض نسبيًا من نمو البكتيريا الدقيقة ، والتي يمكن أن تسبب تلفًا ميكروبيولوجيًا لمكونات البذور القيمة ومصدرًا لتلوث البروتين الغذائي المنتجات التي تحتوي على سموم. مع وجود محتوى منخفض من الشوائب الأجنبية (الأعشاب) (1.0-2.0٪) والبذور المكسورة (3.0-10٪) ، تتناقص أيضًا إمكانية إصابة البذور بالنباتات الدقيقة ويتم التخلص من البيئة المواتية لتنميتها. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الحالة ، من الممكن الحصول على منتجات غذائية ذات خصائص حسية جيدة بسبب انخفاض كمية الدهون المؤكسدة ونواتج تفاعلها مع البروتينات في المادة الخام ، وانخفاض محتوى بعض المستقلبات الضارة. .

خصائص بذور فول الصويا الولايات المتحدة N2

حاليًا ، عند توريد بذور فول الصويا في روسيا ، يتم تطبيق GOST 17109-88 "فول الصويا. متطلبات الشراء والإمداد". نظرًا لأنه لا يتضمن عددًا من المؤشرات المهمة التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على جودة وكفاءة إنتاج بروتينات الصويا المركزة ، فقد طورت VNIIZh متطلبات خاصة لبذور الصويا كمواد خام لإنتاج المركزات والعزلات.

تقنيات الحصول على بروتينات الصويا

التقنيات الصناعية لإنتاج بروتينات الصويا لها درايتها الخاصة. عدد مجموعات طرق إنتاج منتجات مختلفة غير محدود. حتى في إنتاج نوع واحد من المنتجات ، تختلف التقنيات والمعدات من مختلف الشركات المصنعة ، مما يؤدي إلى اختلافات صغيرة في المنتجات عادة ، يتم إنتاج بروتينات الصويا الصالحة للأكل على خطوط إنتاج منفصلة بدلاً من نفس الخطوط المستخدمة لإنتاج الزيت ووجبات العلف ، حيث يتم استخراج بذور فول الصويا المسحوقة وذات الجودة المنخفضة في وجبة العلف. يغسل بعض المزارعين فول الصويا لإزالة الأوساخ والصغيرة. الحجارة.

حتى الآن ، يتم إنتاج معظم منتجات بروتين الصويا في العالم من البتلة البيضاء (بتلات BL - هكسان منزوعة الدهن ، والتي يتم الحصول عليها من أصناف صالحة للأكل من بذور الصويا منزوعة القشور).

في روسيا ، يتم الحصول على مسحوق فول الصويا في المصانع أساسًا وفقًا لخطة ما قبل الضغط والاستخراج ، عندما تنتج المعاصر إزالة أولية للزيت قبل الاستخراج. يتم تقطير المذيب من الوجبة في مبخرات محمصة من نوع VAT. تحتوي منتجات الاستخراج على مؤشر NSI يبلغ 50 أو أقل بسبب تمسخ بروتين الصويا عن طريق الرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة. وفقًا لهذه المخططات ، على المعدات الموجودة في روسيا ، من الممكن الحصول على وجبة فول الصويا التي تم اختبارها فقط ووجبة فول الصويا المختبرة منها فقط.

يوجد حاليًا على أراضي الاتحاد الروسي GOST لوجبة فول الصويا الغذائية المستخدمة في إنتاج دقيق فول الصويا الغذائي - GOST 8056-96 "وجبة فول الصويا. المواصفات". طورت VNIIZH متطلبات خاصة لوجبة فول الصويا لإنتاج مركزات وعزلات بروتين الصويا.

عزلات بروتين الصويا

هناك العديد من العمليات التكنولوجية للحصول على عزلات بروتين الصويا. تعتمد التقنيات الأكثر تفضيلاً على المعالجة الإضافية للوجبة التي يتم الحصول عليها بعد استخلاص الزيت من البذور. في الوقت نفسه ، فإن جودة العزلات التي تم الحصول عليها مثالية وتلبي توقعات المستهلكين.

يتم إنتاج معظم العزلات الموجودة في السوق عن طريق الاستخلاص والترسيب والمعادلة التي تتم عند قيم الأس الهيدروجيني المحددة ، يليها التجفيف بالرش للمنتج الناتج. يمكن بعد ذلك تدعيمها بالكالسيوم إذا كانت مخصصة لاستخدامها كبديل لمنتجات الألبان. يمكن تحبيبها لزيادة الكثافة أو لترسيتها لتحسين التشتت.

عملية إنتاج العزلة التقليدية

في بعض التقنيات ، يتم غسل البقايا غير القابلة للذوبان من الوجبة مرتين لزيادة إنتاج البروتين. لإنتاج العزلات ، يجب استخدام مياه العملية منزوعة الأيونات بدلاً من المياه "الصلبة" أو القلوية النموذجية. في بعض الأحيان يكون الهدف هو الحصول على عزلة لها قابلية للذوبان عند قيم أس هيدروجيني معينة ، وليس فقط لتحسين إنتاج البروتين الكلي. في هذه الحالات ، يتم عزل منتج واحد بالقيم المحددة ويتم عزل المنتج الآخر عند الرقم الهيدروجيني للنقطة الكهربية للبروتينات.

طرق الإنتاج الأخرى القائمة على الاختلافات في الأوزان الجزيئية هي الترشيح الفائق (UV) والتناضح العكسي (00). عادةً ما يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية للاحتفاظ بالمرشح أو ، على العكس من ذلك ، لتمرير الجزيئات عبر المرشح وفقًا لحجم المسام المحدد ، ويستخدم 00 للجفاف والتركيز.

لا توجد منشورات حول ممارسة استخدام تقنيات الأغشية لإنتاج مركزات وعزلات بروتين الصويا في الولايات المتحدة ، ولم يتم الإبلاغ إلا عن استخدامها في اليابان وأوروبا.

يمكن تعديل الخصائص الوظيفية لمركزات وعزلات الصويا قبل التجفيف النهائي للمنتج عن طريق تعديل الأس الهيدروجيني مع قلوي الصوديوم أو الكالسيوم وتطبيق الضغط الميكانيكي ، والتعديل الكيميائي للمجموعات الجانبية للبروتين ، وأيضًا باستخدام التحلل المائي مع الإنزيمات المحللة للبروتين.

يُقصد بالطرق الفيزيائية التسخين و / أو المعالجة القلوية المعتدلة ، ونتيجة لذلك تحدث تغييرات هيكلية في البنية الثانوية والثالثية للبروتين دون كسر الروابط التساهمية. يمكن وصف هذه التغييرات الجسدية بأنها تمسخ البروتين. يؤدي التمسخ في منطقة الأس الهيدروجيني القلوية إلى تفكك وفك اللولب بتكوين محاليل أو مواد هلامية لزجة ، اعتمادًا على تركيز البروتين في المحلول. يمكن أن تؤدي الظروف القلوية أيضًا إلى كسر روابط ثاني كبريتيد.

تتضمن الطرق الكيميائية تعديل المجموعات الجانبية للبروتين عن طريق الأسيلة ، الفسفرة ، التفريغ لتحسين الخصائص الوظيفية. طريقة مدروسة أكثر للتعديل عن طريق الأسيلة باستخدام أنهيدريد الخل. لا تزال هذه العمليات تستخدم فقط في البحث العلمي الأساسي.

تقدم فجوة العملية بين استخراج البروتين والتجفيف فرصًا ممتازة للتعديل الإنزيمي.

الآن على المستوى الصناعي ، يتم إنتاج عدد كبير من الإنزيمات المحللة للبروتين من أصل نباتي وميكروبي وحيواني. وهي تختلف في خصوصية الركيزة ، وانتقائية التحلل المائي لرابطة الببتيد اعتمادًا على نوع الأحماض الأمينية التي تشكل رابطة الببتيد ، وكذلك في الظروف المثلى التي تؤثر على معدل التفاعل (درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، والمثبطات).

تعد بروتينات الصويا المعدلة إنزيمياً الرغوية مثالاً على البروتينات لتطبيقات خاصة. أدى نقص ألبومين البيض إلى إدخال ثلاثة أنواع من عوامل الرغوة (عوامل التهوية) في السوق: زلال الصويا ، التحلل المائي الأنزيمي الذي تم الحصول عليه من عزل الصويا الخام والتحلل الأنزيمي المنتج مباشرة من دقيق الصويا.

إنتاج بروتينات الصويا. الاحتياجات والسوق.

يتركز إنتاج بروتينات الصويا عالية التركيز (العزلات والمركزات) في مصانع العديد من الشركات في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا الغربية واليابان وإسرائيل ، ومن أبرزها فول الصويا الوسطى و ADM (الولايات المتحدة الأمريكية) ، وسط فول الصويا آرهوس (الدنمارك) ، ADM (هولندا) ، Protein Technology International - RP (الولايات المتحدة الأمريكية) ، РTI (بلجيكا) ، Sogip (فرنسا) ، Solbar Hatzor (إسرائيل) ، Fuji-PTI (اليابان) ، Sanbra (البرازيل).

البيانات المتعلقة بإنتاج منتجات بروتين الصويا في العالم مجزأة وغير منشورة عمليًا. نحن نعتقد أن البيانات الأكثر موثوقية عن حجم إنتاج العزلات والمركزات قدمها د.شاوس ، الذي يقدر حجم إنتاج المركزات في العالم عند مستوى 284 ألف طن سنويًا ، وحجم العزلات هو 138 ألف طن سنويا.

لا تأخذ هذه البيانات في الاعتبار إنتاج بروتينات الصويا في البلدان النامية. في السنوات الأخيرة ، تطور الإنتاج الخاص لبروتين الصويا المركز والعزلات بنشاط في الهند والصين. ومع ذلك ، لا تتوفر بيانات محددة عن أحجام الإنتاج وخصائص البروتينات المنتجة في هذه البلدان.

في الوقت الحاضر ، تطورت المركزات الوظيفية بسرعة ، والتي يتم إنتاجها بشكل أساسي من المركزات التي تم الحصول عليها بطريقة استخلاص الكحول مع التعديل المادي اللاحق. إن المحصول الأعلى للمركزات (48٪) من المواد الأولية مقارنة بإنتاجية العزلات (26٪) ، ذات الخصائص الوظيفية المماثلة ، يجعل من الممكن تشكيل مستوى سعر للمركزات الوظيفية أقل من العزلات.

في روسيا ، لا يتم إنتاج بروتين الصويا على شكل مركزات أو عزلات. يتم إنتاج دقيق فول الصويا المحكم باستخدام دقيق فول الصويا المستورد كمواد خام. لتلبية احتياجات الصناعة والسكان في المركزات والعزلات والدقيق المركّز والمركّز ، يتم استيرادها من دول أخرى: يتم استيراد 48٪ من مركزات فول الصويا إلى روسيا من الدنمارك ، و 31٪ من الولايات المتحدة الأمريكية ، و 7٪ من ألمانيا و 6 ٪ من هولندا. يتم استيراد أكبر حجم من العزلات من بلجيكا - 44٪ ، تليها هولندا (24٪) والولايات المتحدة الأمريكية (14٪).

حسب تقييم خبير من قبل معهد السوق الاستهلاكية والتسويق ، تقدر الحاجة السنوية لبروتينات الخضروات الغذائية في روسيا بحوالي 400-450 ألف طن ، مع إنتاج منتجات ببروتينات نباتية بحوالي 10 ملايين طن. تقدر الحاجة الحقيقية لصناعة الأغذية الروسية في بروتينات الصويا حاليًا إلى 40 ألف طن سنويًا. بحلول عام 2010 ، سترتفع هذه الحاجة ، وفقًا للخبراء ، بشكل حاد لتصل إلى 85-100 ألف طن سنويًا.

يوفر استخدام بروتينات الصويا في الغذاء التأثيرات الرئيسية التالية.

يرجع الاهتمام الخاص بفول الصويا منذ بداية عام 1990 إلى حقيقة أنه تم تصنيفه على أنه غذاء "وظيفي" ، أي أن إضافته إلى الطعام لا تعتبر مجرد "بديل للحوم أو حشو" ، ولكن كمكوِّن له تأثير وقائي أو تأثير علاجي في عدد من الأمراض. يتم إيلاء اهتمام متزايد في العالم لبروتين الصويا كعامل وقائي للوقاية من أمراض القرن مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسمنة والسكري وأمراض الكلى ، إلخ.

في 10 نوفمبر 1998 ، أعلنت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) رسميًا أن بروتين الصويا منتج "صحي". للتأهل لهذه الفئة ، يجب أن يحتوي المنتج على 6.25 جرام على الأقل من بروتين الصويا لكل وجبة. يعتمد هذا الرقم على حقيقة أن استهلاك 25 جرامًا من بروتين الصويا يوميًا يقلل بشكل كبير من مستويات الكوليسترول في الدم ، ويوصى بتناول 4 وجبات في اليوم.