Θέμα: Λήψη πρωτεΐνης. Σύγχρονες τεχνολογίες για τη λήψη πρωτεϊνών τροφίμων από άλευρο σόγιας

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://allbest.ru

ΟΡΙΣΜΟΙ

πρωτεϊνική βιοτεχνολογία τροφίμων

Σε αυτή την εργασία μαθήματος, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι όροι με τους αντίστοιχους ορισμούς:

Ασηψία -ένα σύνολο μέτρων που αποσκοπούν στην πρόληψη της εισόδου ξένων μικροοργανισμών στο περιβάλλον ή στο αντικείμενο.

Ζύμωση- βιολογική διαδικασίαδιάσπαση σύνθετων οργανικών ενώσεων. Ανάλογα με τον τύπο των μικροοργανισμών που εμπλέκονται στη διαδικασία, διακρίνονται το γαλακτικό οξύ, το οξικό οξύ, το προπιονικό οξύ, η αλκοόλη και άλλες ζύμωση.

Βιοτεχνολογία -σύνθετο φυσικό ή τεχνητό τεχνολογικές μεθόδουςγια τη δημιουργία βιολογικά συστήματαή χρήση για βιομηχανικούς επιστημονικούς σκοπούς.

Μεμβράνη -ένα πολύ πορώδες ή μη πορώδες επίπεδο ή σωληνοειδές διάφραγμα που σχηματίζεται από πολυμερή ή ανόργανα υλικά και είναι ικανό να διαχωρίζει αποτελεσματικά σωματίδια. Η μεμβράνη έχει μεγάλο αριθμό πόρων (μέχρι 10 10 -10 11 ανά 1 m 2), η διάμετρος των οποίων δεν υπερβαίνει τα 0,5 μικρά.

μικροδιήθηση -χρήση μεμβρανών με διάμετρο πόρων 0,1 έως 10 μm για διαχωρισμό μικρά σωματίδιαστερεά φάση, συμπεριλαμβανομένων

βροχόπτωση -η διαδικασία διαστρωμάτωσης συστημάτων διασποράς υπό τη δράση της βαρύτητας.

Σταθεροποιητές- ουσίες που προστίθενται στο αίμα, στον ορό, στο εμβόλιο κ.λπ. για να σώσουν τις περιουσίες τους.

Αποστείρωση- την καταστροφή μικροβίων χρησιμοποιώντας υψηλή θερμοκρασία ή χημικές ιδιότητες.

Θερμική αποστείρωση -χρήση υδρατμών υπό διάφορες πιέσεις και θερμοκρασίες.

Θερμική αστάθεια -η έλλειψη αντοχής στη θερμότητα και θερμική σταθερότητα του υλικού.

Θερμική σταθερότητα -την ικανότητα ενός υλικού να αντέχει τη θέρμανση σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να αλλάζει τις ιδιότητες του προϊόντος (χωρίς την αποσύνθεσή του).

Θερμική αντίσταση -την ικανότητα ενός υλικού να αντέχει τη θέρμανση σε μια θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει μια μη αναστρέψιμη αλλαγή στην ποιότητά του (καταστροφή της φυσικής ή χημικής δομής).

Υπερδιήθηση -διαχωρισμός κυττάρων και μορίων χρησιμοποιώντας μεμβράνες με διάμετρο πόρων από 0,001 έως 0,1 μm.

εξάτμιση -διαδικασία συγκέντρωσης υγρά διαλύματαμε μερική απομάκρυνση του διαλύτη με εξάτμιση όταν το υγρό θερμαίνεται.

Χημική αποστείρωση -επεξεργασία στοιχείων εξοπλισμού χημικά(φορμαλδεΰδη, υπεροξείδιο του υδρογόνου, οξέα, αλκοόλες κ.λπ.)

εξαγωγή -η διαδικασία διαχωρισμού μίγματος στερεών και υγρών ουσιών με τη χρήση εκλεκτικών διαλυτών (εκχυλιστικά).

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Όπως γνωρίζετε, ένας ενήλικας με μέτρια σωματική δραστηριότητα χρειάζεται να λαμβάνει περίπου 12,5 kJ (3000 θερμίδες) καθημερινά με το φαγητό. Αυτή η ενεργειακή απαίτηση μπορεί να καλυφθεί από 75 g ζάχαρης. Αλλά το φαγητό μας παρέχει περισσότερα από απλά θερμίδες. Το σώμα χρειάζεται υλικό για την ανάπτυξη και την αναγέννηση απαρχαιωμένων κυττάρων και ιστών, επομένως τα τρόφιμα πρέπει να περιέχουν πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες και βιταμίνες. Το γεγονός ότι οι άνθρωποι επικεντρώνονταν κυρίως στην κατανάλωση αγροτικών προϊόντων, την κτηνοτροφία και την αλιεία εξηγείται από το γεγονός ότι σε αυτούς τους τομείς παραγωγής τροφίμων κάποτε ήταν δυνατό να επιτευχθεί υψηλή παραγωγικότητα εργασίας. Σύμφωνα με τις πιο συντηρητικές εκτιμήσεις σε παγκόσμια κλίμακα, το έλλειμμα διατροφική πρωτεΐνηυπολογίζεται σε 15-25 εκατομμύρια τόνους. ετησίως, που συνδέεται με έλλειψη και κατωτερότητα τροφίμων. Ο κύριος τρόπος μείωσης και εξάλειψης αυτής της ανεπάρκειας είναι η παραγωγή πρωτεϊνών με μικροβιακή σύνθεση, η οποία έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: η πρωτεΐνη είναι 400-500 γρ.). 2) τα μικροβιακά κύτταρα είναι σε θέση να συσσωρεύουν πολύ μεγάλη ποσότητα πρωτεΐνης (ζύμη - έως 60%, βακτήρια - έως 75% κατά βάρος). 3) η διαδικασία της μικροβιακής σύνθεσης είναι λιγότερο επίπονη και οικονομικά αποδοτική σε σύγκριση με τη χημική σύνθεση πρωτεϊνών. Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα προκαθόρισαν τη ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας για τη λήψη μικροβιακής πρωτεΐνης, η οποία είναι ο μεγαλύτερος κλάδος της βιοτεχνολογίας.

σκοπόςδεδομένος θητείαείναι η μελέτη μεθόδων λήψης πρωτεΐνης τροφής.

Για την επίτευξη αυτού του στόχου τέθηκαν τα ακόλουθα καθήκοντα:

1) Μελέτη των χαρακτηριστικών της πρωτεΐνης τροφίμων.

2) Περιγραφή των λειτουργικών ιδιοτήτων της πρωτεΐνης τροφίμων.

3) Έρευνα για μεθόδους παραγωγής πρωτεϊνών τροφίμων

4) Παρουσίαση του τεχνολογικού σχήματος για την παραγωγή πρωτεΐνης τροφίμων με παράδειγμα.

1. ΚΥΡΙΟ ΜΕΡΟΣ

πρωτεϊνική βιοτεχνολογία τροφίμων

1.1 Γενικά χαρακτηριστικά της πρωτεΐνης των τροφίμων

Η πρωτεΐνη - το πιο σημαντικό ζωτικό συστατικό της διατροφής, εκτελεί δύο κύριες λειτουργίες στα τρόφιμα. Η ικανότητα μιας πρωτεΐνης να εκτελεί μια θρεπτική ή διατροφική λειτουργία χαρακτηρίζεται από τη βιολογική της αξία. Η δεύτερη λειτουργία είναι δομική. Παρέχει την απαραίτητη δομή, καθώς και ένα σύμπλεγμα ρεολογικών και άλλων ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣσυστήματα επεξεργασμένων τροφίμων και παρασκευασμένων τροφίμων. Αυτό καθορίζει τη συνέπεια, τις τεχνολογικές και άλλες ιδιότητες των προϊόντων διατροφής. Η ικανότητα μιας πρωτεΐνης να εκτελεί δομικές λειτουργίες, παρέχοντας τις επιθυμητές καταναλωτικές ιδιότητες ενός προϊόντος διατροφής, χαρακτηρίζεται από ένα ευρύ φάσμα φυσικοχημικών χαρακτηριστικών, που ενώνονται με τον όρο " λειτουργικές ιδιότητεςσκίουρος". Εκτελώντας μια διατροφική λειτουργία, η πρωτεΐνη διασφαλίζει την επάρκεια του τροφίμου. ψυχολογικές ανάγκεςοργανισμό, ενώ η εκτέλεση των δομικών του λειτουργιών έχει σχεδιαστεί για να διασφαλίζει τις καταναλωτικές ιδιότητες του τροφίμου, την επάρκειά του στις κοινωνικο-πολιτιστικές ανάγκες των ανθρώπων. Είναι σημαντικό η πραγματική ζήτηση για τρόφιμα να καθορίζεται κυρίως από οικονομικούς και κοινωνικο-πολιτιστικούς παράγοντες, επομένως καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τα χαρακτηριστικά κόστους και καταναλωτή (εμπορεύματος) του τροφίμου και όχι από τη βιολογική ή θρεπτική του αξία. ο καταναλωτής συνήθως γνωρίζει ελάχιστα. Τα καταναλωτικά χαρακτηριστικά του προϊόντος διασφαλίζουν την αγορά και την κατανάλωσή του, πράγμα που σημαίνει τη συνειδητοποίηση της βιολογικής αξίας αυτού του προϊόντος. Ως εκ τούτου, οι δομικές λειτουργίες της πρωτεΐνης είναι υψίστης σημασίας, οι οποίες διασφαλίζουν τις καταναλωτικές ιδιότητες του τροφίμου και καθορίζουν τη δυνατότητα πραγματοποίησης της διατροφικής λειτουργίας της πρωτεΐνης.

Η βιολογική αξία της πρωτεΐνης που δεν καταναλώνεται από τον άνθρωπο είναι μηδενική. Αυξάνεται στο 10% περίπου του μέγιστου που επιτυγχάνεται στην περίπτωση τροφοδοσίας της ζωικής πρωτεΐνης από νέες μη παραδοσιακές πηγές, σύμφωνα με την αποτελεσματικότητα της μετατροπής της πρωτεΐνης ζωοτροφών σε πρωτεΐνες κρέατος. Η βιολογική αξία μιας μη συμβατικής ή ανεπαρκώς χρησιμοποιούμενης πρωτεΐνης μπορεί να γίνει πλήρως αντιληπτή όταν μεταποιηθεί σε προϊόντα διατροφής. Ως εκ τούτου, η πιο ορθολογική χρήση της πρωτεΐνης τροφίμων για τη διατροφή είναι όταν μεταποιούνται σε προϊόντα διατροφής που είναι φθηνά και ελκυστικά για τον καταναλωτή. Από αυτό προκύπτει η κύρια έννοια δομική λειτουργίαπρωτεΐνης και τα προβλήματα απόκτησης πρωτεΐνης με τις απαραίτητες λειτουργικές ιδιότητες που εξασφαλίζουν τόσο την οικονομία της μεταποίησης της σε τρόφιμα όσο και τις καταναλωτικές τους ιδιότητες.Μαζί με τις λειτουργικές ιδιότητες και τη βιολογική αξία της πρωτεΐνης τροφίμων σημαντικό κριτήριο για την ποιότητά της είναι το κόστος. Καθορίζει τη δυνατότητα απόκτησης αρκετά φθηνών προϊόντων διατροφής για μαζική κατανάλωση με βάση την πρωτεΐνη. Εκτός από το κόστος της πρωτεΐνης των τροφίμων, σημαντική σημασία έχει και το κόστος μεταποίησης της σε τρόφιμο, δηλαδή η παροχή των απαραίτητων καταναλωτικών ποιοτήτων. Το κόστος της επεξεργασίας πρωτεΐνης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις λειτουργικές της ιδιότητες, οι οποίες, με τη σειρά τους, επηρεάζουν την επιλογή της τεχνολογίας επεξεργασίας πρωτεϊνών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η αύξηση του βαθμού καθαρισμού της πρωτεΐνης κατά την απομόνωσή της οδηγεί σε αύξηση των λειτουργικών της ιδιοτήτων, του κόστους και συχνά σε μείωση της βιολογικής αξίας. Ταυτόχρονα, η αύξηση του κόστους της πρωτεΐνης και η μείωση της βιολογικής της αξίας αντισταθμίζονται από το γεγονός ότι οι βελτιωμένες λειτουργικές ιδιότητες καθιστούν δυνατή την επεξεργασία αυτής της πρωτεΐνης με χαμηλότερο κόστος σε ένα ευρύτερο φάσμα προϊόντων διατροφής διαφορετικής σύνθεσης και διατροφική αξία, συμπεριλαμβανομένων των πιο ακριβών συνδυασμένων κρεάτων και γαλακτοκομικών προϊόντων και των αναλόγων τους. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες με υψηλότερο βαθμό καθαρότητας συνήθως αποθηκεύονται ευκολότερα και περισσότερο, έχουν υψηλότερο επίπεδο, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση του κόστους επεξεργασίας τους στα τρόφιμα. Κατά συνέπεια, μεταξύ ορισμένων δεικτών ποιότητας πρωτεΐνης, η κυρίαρχη τιμή ανήκει στις λειτουργικές ιδιότητες. Ταυτόχρονα, σε όλες τις περιπτώσεις, διατηρείται η αξία της βιολογικής αξίας και του κόστους της πρωτεΐνης.

1.2 Ιστορικό Έρευνας

Η πρωτεΐνη ήταν μεταξύ των αντικειμένων χημικής έρευνας πριν από 250 χρόνια. Το 1728, ο Ιταλός επιστήμονας Jacopo Bartolomeo Beccari έλαβε το πρώτο παρασκεύασμα πρωτεΐνης, τη γλουτένη, από αλεύρι σίτου. Υπέβαλλε γλουτένη σε ξηρή απόσταξη και φρόντισε τα προϊόντα αυτής της απόσταξης να είναι αλκαλικά. Αυτή ήταν η πρώτη απόδειξη της ενότητας της φύσης των ουσιών του φυτικού και ζωικού βασιλείου. Δημοσίευσε τα αποτελέσματα της δουλειάς του το 1745, και αυτή ήταν η πρώτη εργασία για μια πρωτεΐνη.

Κατά τον XVIII - αρχές του XIX αιώνα, περιγράφηκαν επανειλημμένα πρωτεϊνικές ουσίες φυτικής και ζωικής προέλευσης. Χαρακτηριστικό τέτοιων περιγραφών ήταν η σύγκλιση αυτών των ουσιών και η σύγκρισή τους με ανόργανες ουσίες.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι εκείνη τη στιγμή, ακόμη και πριν από την έλευση της στοιχειακής ανάλυσης, υπήρχε η ιδέα ότι οι πρωτεΐνες από διάφορες πηγές είναι μια ομάδα γενικές ιδιότητεςμεμονωμένες ουσίες.

Το 1810, ο Joseph Gay-Lussacque και ο Louis Tenard προσδιόρισαν για πρώτη φορά τη στοιχειακή σύνθεση των πρωτεϊνών. Το 1833, ο J. Gay-Lussac απέδειξε ότι το άζωτο υπάρχει αναγκαστικά στις πρωτεΐνες και σύντομα αποδείχθηκε ότι η περιεκτικότητα σε άζωτο σε διαφορετικές πρωτεΐνες είναι περίπου η ίδια. Την ίδια εποχή, ο Άγγλος χημικός John Dalton προσπάθησε να σχεδιάσει τις πρώτες φόρμουλες πρωτεϊνών. Τις αντιπροσώπευε ως αρκετά απλές ουσίες, αλλά για να τονίσει τις επιμέρους διαφορές τους με την ίδια σύνθεση, κατέφυγε στην απεικόνιση μορίων που τώρα θα ονομάζονταν ισομερή. Ωστόσο, η έννοια του ισομερισμού δεν υπήρχε ακόμη στην εποχή του Ντάλτον.

Μια από τις πιο διαδεδομένες θεωρίες της προδομικής οργανική χημείαήταν η θεωρία των ριζών - αμετάβλητων συστατικών σχετικών ουσιών. Το 1836, ο Ολλανδός G. Mulder πρότεινε ότι όλες οι πρωτεΐνες περιέχουν την ίδια ρίζα, την οποία ονόμασε πρωτεΐνη (από Ελληνική λέξη"οδηγεί", "πάρα την πρώτη θέση").

ΣΕ μέσα του δέκατου ένατουαιώνα, έχουν αναπτυχθεί πολυάριθμες μέθοδοι για την εκχύλιση πρωτεϊνών, τον καθαρισμό και την απομόνωσή τους σε διαλύματα ουδέτερων αλάτων. Το 1847, ο K. Reichert ανακάλυψε την ικανότητα των πρωτεϊνών να σχηματίζουν κρυστάλλους. Το 1836, ο T. Schwann ανακάλυψε την πεψίνη, ένα ένζυμο που διασπά τις πρωτεΐνες. Το 1856, ο L. Corvisar ανακάλυψε ένα άλλο παρόμοιο ένζυμο - τη θρυψίνη. Μελετώντας τη δράση αυτών των ενζύμων στις πρωτεΐνες, οι βιοχημικοί προσπάθησαν να ξετυλίξουν το μυστήριο της πέψης. Ωστόσο, τη μεγαλύτερη προσοχή τράβηξαν οι ουσίες που προκύπτουν από τη δράση στις πρωτεΐνες πρωτεολυτικά ένζυμα(πρωτεάσες, περιλαμβάνουν τα παραπάνω ένζυμα): μερικά από αυτά ήταν θραύσματα των αρχικών πρωτεϊνικών μορίων (ονομάστηκαν πεπτόνες), ενώ άλλα δεν υποβλήθηκαν σε περαιτέρω διάσπαση από πρωτεάσες και ανήκαν στην κατηγορία των ενώσεων που ήταν γνωστές από την αρχή του αιώνα - αμινοξέα (το πρώτο παράγωγο αμινοξέος είναι το αμίδιο της ασπαραγίνης ανακαλύφθηκε το 1806 και το πρώτο αμινοξύ, η κυστίνη, το 1810). Τα αμινοξέα στις πρωτεΐνες ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 1820 από τον Γάλλο χημικό Henri Braconnot. Εφάρμοσε την όξινη υδρόλυση της πρωτεΐνης και βρήκε μια γλυκιά ουσία στο υδρόλυμα, την οποία ονόμασε γλυκίνη. Το 1839 αποδείχθηκε η ύπαρξη λευκίνης στη σύνθεση των πρωτεϊνών και το 1849 ο F. Bopp απομόνωσε ένα άλλο αμινοξύ από την πρωτεΐνη - τυροσίνη.

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '80. XIX αιώνα, 19 αμινοξέα είχαν ήδη απομονωθεί από προϊόντα υδρόλυσης πρωτεϊνών και η γνώμη άρχισε σιγά-σιγά να ενισχύει ότι οι πληροφορίες σχετικά με τα προϊόντα της πρωτεϊνικής υδρόλυσης μεταφέρουν σημαντικές πληροφορίεςσχετικά με τη δομή του μορίου της πρωτεΐνης. Ωστόσο, τα αμινοξέα θεωρήθηκαν απαραίτητα, αλλά όχι το κύριο συστατικό της πρωτεΐνης.

Ο Γερμανός χημικός E. Fischer ανέπτυξε τη θεωρία των πεπτιδίων, η οποία έλαβε γενική αναγνώριση σε όλο τον κόσμο.

Είναι σημαντικό ότι ο Fisher έφτιαξε ένα ερευνητικό σχέδιο που διαφέρει σημαντικά από αυτό που είχε γίνει πριν, αλλά λαμβάνει υπόψη όλα τα δεδομένα που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή. Πρώτα απ 'όλα, δέχτηκε ως την πιο πιθανή υπόθεση ότι οι πρωτεΐνες δομούνται από αμινοξέα που συνδέονται με έναν αμιδικό δεσμό:

Εικ. 2 - Αμιδικός δεσμός σύμφωνα με την παράσταση Fischer

Ο Fisher ονόμασε αυτόν τον τύπο δεσμού (κατ' αναλογία με τις πεπτόνες) πεπτιδικό δεσμό. Πρότεινε ότι οι πρωτεΐνες είναι πολυμερή αμινοξέων που συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς. Απόδειξη του πεπτιδικού τύπου ένωσης υπολειμμάτων αμινοξέων. Ο E. Fisher προχώρησε από τις ακόλουθες παρατηρήσεις. Πρώτον, τόσο κατά την υδρόλυση των πρωτεϊνών όσο και κατά την ενζυματική αποσύνθεσή τους, σχηματίστηκαν διάφορα αμινοξέα. Άλλες ενώσεις ήταν εξαιρετικά δύσκολο να περιγραφούν και ακόμη πιο δύσκολο να ληφθούν. Επιπλέον, ο Fischer γνώριζε ότι οι πρωτεΐνες δεν υπερισχύουν ούτε όξινες ούτε βασικές ιδιότητες, έτσι, συλλογίστηκε, οι αμινο και καρβοξυλομάδες στη σύνθεση των αμινοξέων στα μόρια πρωτεΐνης είναι κλειστές και, σαν να λέγαμε, συγκαλύπτουν η μία την άλλη (την αμφοτερικότητα των πρωτεϊνών, όπως θα έλεγαν τώρα).

Ο Fisher χώρισε τη λύση στο πρόβλημα της δομής των πρωτεϊνών, περιορίζοντας την στις ακόλουθες διατάξεις:

1) Ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός των προϊόντων πλήρους υδρόλυσης πρωτεϊνών.

2) Καθιέρωση της δομής αυτών των τελικών προϊόντων.

3) Σύνθεση πολυμερών αμινοξέων με ενώσεις αμιδικού (πεπτιδικού) τύπου.

4) Σύγκριση των ενώσεων που λαμβάνονται έτσι με φυσικές πρωτεΐνες.

Στη συνέχεια, η πεπτιδική θεωρία του Fisher αναθεωρήθηκε και συμπληρώθηκε πολλές φορές.

1.3 Λειτουργικές ιδιότητες της πρωτεΐνης

Η έννοια των λειτουργικών ιδιοτήτων μιας πρωτεΐνης εισήχθη για πρώτη φορά από τους Circle και Johnson το 1962. Οι λειτουργικές ιδιότητες μιας πρωτεΐνης νοούνται ως τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν τη συμπεριφορά της κατά την επεξεργασία σε προϊόντα διατροφής, καθώς και παρέχουν την επιθυμητή δομή, τεχνολογική και καταναλωτικές ιδιότητες των τελικών προϊόντων διατροφής. Αυτός ο τομέας επιστημονικής έρευνας είναι κεντρικής, καίριας σημασίας για την ανάπτυξη τεχνολογίας για την επεξεργασία της πρωτεΐνης σε νέες μορφές τροφίμων. Οι πιο σημαντικές λειτουργικές ιδιότητες μιας πρωτεΐνης περιλαμβάνουν τη διαλυτότητα και τη διόγκωση, την ικανότητα σταθεροποίησης συστημάτων διασποράς (αφροί, γαλακτώματα και εναιωρήματα), σχηματισμό πηκτωμάτων, συγκολλητικές και ρεολογικές ιδιότητες πρωτεϊνικών συστημάτων, δυνατότητα νηματοποίησης των πρωτεϊνικών διαλυμάτων κ.λπ. Πρωτεΐνες που είναι εξαιρετικά διαλυτές σε υδάτινα περιβάλλονταικανό να σχηματίζει εξαιρετικά συμπυκνωμένα διαλύματα, εναιωρήματα και γέλες, καθώς και να σταθεροποιεί αποτελεσματικά γαλακτώματα και αφρούς. Είναι σημαντικό αυτές οι ιδιότητες να μπορούν να εκδηλωθούν στο pH, τη θερμοκρασία και τη σύνθεση συστημάτων που είναι χαρακτηριστικά για τις διαδικασίες επεξεργασίας και απομόνωσης πρωτεϊνών, καθώς και για τα τελικά προϊόντα διατροφής. Οι πρωτεΐνες με χαμηλές λειτουργικές ιδιότητες είναι ελάχιστα διαλυτές, αδιάλυτες και δεν διογκώνονται σε υδατικά μέσα (χωρίς χημική τροποποίηση, αποικοδόμηση ή υδρόλυση), δεν είναι σε θέση να σχηματίσουν παχύρρευστα συμπυκνωμένα εναιωρήματα (δοκιμαστικές μάζες), πηκτές, σταθεροποιητικούς αφρούς και γαλακτώματα. Τέτοιες πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται συνήθως για τη λήψη προϊόντων υδρόλυσης τροφίμων, με τη μορφή μικρών προσθέτων σε προϊόντα διατροφής, καθώς και στη σύνθεση των ζωοτροφών.

Η έννοια των «λειτουργικών ιδιοτήτων μιας πρωτεΐνης» καλύπτει ένα ευρύ φάσμα φυσικοχημικών χαρακτηριστικών υδατικών συστημάτων που περιέχουν πρωτεΐνη. Αυτή η έννοια, κατά κανόνα, αναφέρεται στις ιδιότητες των συστημάτων υψηλής συγκέντρωσης, πολλαπλών συστατικών που περιέχουν πρωτεΐνες. Δεδομένου ότι σε αυτές τις περιπτώσεις είναι αδύνατο να προβλεφθούν οι λειτουργικές ιδιότητες των συστημάτων με βάση τα μοριακά χαρακτηριστικά της πρωτεΐνης, οι εμπειρικές μέθοδοι παίζουν κυρίαρχο ρόλο στην αξιολόγησή τους. Ως εκ τούτου, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά διερευνώνται κυρίως με τη χρήση εμπειρικά επιλεγμένων μεθόδων και μόνο μερικά από αυτά είναι τυποποιημένα. Τα ληφθέντα ποσοτικά αποτελέσματα για τη μελετημένη πρωτεΐνη συγκρίνονται με τα αποτελέσματα της μελέτης άλλων πρωτεϊνών που επιλέχθηκαν για σύγκριση.

Η μελέτη των λειτουργικών ιδιοτήτων της πρωτεΐνης είναι μια βασική επιστημονική κατεύθυνση στο πρόβλημα της απόκτησης νέων μορφών τροφίμων, παρέχοντας την ανάπτυξη συνταγών για συστήματα τροφίμων πολλαπλών συστατικών, την επιλογή διαδικασιών και τρόπων επεξεργασίας τους σε προϊόντα διατροφής. Παρά τις σημαντικές προσπάθειες στον τομέα αυτό ένας μεγάλος αριθμόςεπιστημονικές ομάδες, οι επιστημονικές και εφαρμοσμένες πτυχές του προβλήματος της μελέτης των λειτουργικών ιδιοτήτων μιας πρωτεΐνης έχουν αναπτυχθεί εξαιρετικά ανεπαρκώς, λόγω της εξαιρετικής πολυπλοκότητάς της.

Αυτός ο τομέας έρευνας βρίσκεται σε διαδικασία διαμόρφωσης, έτσι ώστε ακόμη και η γενικά αποδεκτή ορολογία σε αυτόν δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί. ΣΕ τελευταία δεκαετίαΣημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί στον τομέα της μοντελοποίησης συστημάτων πολλαπλών συστατικών τροφίμων, της αξιολόγησης και της ρύθμισης των λειτουργικών ιδιοτήτων των πρωτεϊνών.

2 . Βιοτεχνολογία πρωτεϊνών τροφίμων

2.1 Μέθοδοι παραγωγής πρωτεϊνών

2.1.1 Λήψη μικροβιακής πρωτεΐνης σε κατώτερες αλκοόλες

Καλλιέργεια σε μεθανόλη. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του υποστρώματος είναι η υψηλή του καθαρότητα και η απουσία καρκινογόνων ακαθαρσιών, η καλή διαλυτότητα στο νερό και η υψηλή πτητότητα, γεγονός που καθιστά εύκολη την αφαίρεση των υπολειμμάτων του από το τελικό προϊόν. Η βιομάζα που λαμβάνεται από μεθανόλη δεν περιέχει ανεπιθύμητες ακαθαρσίες, γεγονός που καθιστά δυνατό τον αποκλεισμό του σταδίου καθαρισμού από το τεχνολογικό σχήμα.

Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τέτοια χαρακτηριστικά της μεθανόλης όπως η ευφλεκτότητα και η πιθανότητα σχηματισμού εκρηκτικών μειγμάτων με τον αέρα.

Τόσο τα ζυμομύκητα όσο και τα βακτηριακά στελέχη μελετήθηκαν ως παραγωγοί που χρησιμοποιούν μεθανόλη σε εποικοδομητική ανταλλαγή. Η μαγιά έχει προταθεί για παραγωγή Candidaboidinii, Hansenulapolymorpha και Piehiapastoris, οι βέλτιστες συνθήκες για τις οποίες (t=34-37°C, pH=4,2-4,6) επιτρέπουν τη διεξαγωγή της διαδικασίας με οικονομικός συντελεστήςαφομοίωση του υποστρώματος στο 0,40 με ρυθμό ροής στην περιοχή 0,12-0,16 h -1. Μεταξύ των βακτηριακών καλλιεργειών, χρησιμοποιείται Methylomonasclara, Pseudomonas roseaκαι άλλα ικανά να αναπτυχθούν σε t=32-34°C, pH=6,0-6,4 με οικονομικό συντελεστή πρόσληψης υποστρώματος έως 0,55 με ταχύτητα ροής έως 0,5 h-1.

Τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας καλλιέργειας οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στο χρησιμοποιούμενο στέλεχος-παραγωγός (ζύμη ή βακτήρια) και στις άσηπτες συνθήκες. Ορισμένες ξένες εταιρείες προσφέρουν τη χρήση στελεχών ζύμης και την καλλιέργεια απουσίας αυστηρής ασηψίας. Σε αυτή την περίπτωση, η τεχνολογική διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ζυμωτήρα τύπου έγχυσης δυναμικότητας 75 τόνων DIA την ημέρα και η ειδική κατανάλωση μεθανόλης είναι 2,5 t/t DIA.

Σε πολλές χώρες, τα βακτηριακά στελέχη χρησιμοποιούνται ως παραγωγοί· η διαδικασία πραγματοποιείται υπό άσηπτες συνθήκες σε ζυμωτήρες τύπου αερομεταφοράς ή αεριωθούμενους με χωρητικότητα 100–300 t/ημέρα και κατανάλωση μεθανόλης έως και 2,3 t/t DIA . Η ζύμωση πραγματοποιείται σε ένα στάδιο σε χαμηλές συγκεντρώσεις αλκοόλης (έως 12 g/l) με υψηλό βαθμό χρήσης μεθανόλης.

Το πιο πολλά υποσχόμενο στη σχεδίασή του είναι ο ζυμωτήρας εκτόξευσης του Ινστιτούτου Τεχνικής Χημείας της Ακαδημίας Επιστημών της ΛΔΓ. Ο ζυμωτήρας με όγκο 1000 m 3 αποτελείται από τμήματα που βρίσκονται το ένα πάνω από το άλλο και συνδέονται μεταξύ τους με υπερχειλίσεις άξονα. Το μέσο ζύμωσης από το κάτω τμήμα του ζυμωτήρα τροφοδοτείται μέσω του αγωγού πίεσης με φυγοκεντρικές αντλίες κυκλοφορίας στις υπερχειλίσεις του άνω άξονα, μέσω του οποίου περνά στο κάτω τμήμα, ενώ αναρροφά αέρα από τον αγωγό αερίου. Έτσι, το μέσο ρέει από τμήμα σε τμήμα, απορροφώντας συνεχώς νέα τμήματα αέρα. Οι πίδακες που πέφτουν στις υπερχειλίσεις ορυχείων παρέχουν έντονο αερισμό του μέσου.

Το θρεπτικό μέσο τροφοδοτείται συνεχώς στην περιοχή των υπερχείλισης του άνω ορυχείου και το μικροβιακό εναιώρημα αφαιρείται από τα απομακρυσμένα κυκλώματα. Στο στάδιο της απομόνωσης, για όλους τους τύπους παραγωγών, παρέχεται τμήμα κοκκοποίησης προκειμένου να ληφθεί το τελικό προϊόν σε κόκκους.

Μαγιά ( candidautilis, Sacharomyceslambica, Hansenulaanomala, Acinetobactercalcoaceticus). Η διαδικασία καλλιέργειας πραγματοποιείται σε ένα μόνο στάδιο σε ζυμωτήρες με υψηλά χαρακτηριστικά μεταφοράς μάζας σε συγκέντρωση αιθανόλης όχι μεγαλύτερη από 15 g/l.

Η μαγιά που καλλιεργείται σε αιθανόλη περιέχει (%): ακατέργαστη πρωτεΐνη 60-62; λιπίδια 2-4; τέφρα 8-10; υγρασία έως 10.

2.1.2 Λήψη πρωτεϊνικών ουσιών σε υδατάνθρακες πρώτες ύλες

Ιστορικά, ένα από τα πρώτα υποστρώματα που χρησιμοποιήθηκαν για τη λήψη βιομάζας χορτονομής ήταν φυτικά απόβλητα υδρόλυσης, προ-υδρολύματα και θειώδη υγρά - απόβλητα από τη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού. Έκτοτε, το ενδιαφέρον για τις πρώτες ύλες υδατανθράκων ως την κύρια ανανεώσιμη πηγή άνθρακα έχει αυξηθεί σημαντικά οικολογικό σημείοόραμα, καθώς μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για τη δημιουργία μιας τεχνολογίας χωρίς απόβλητα για την επεξεργασία φυτικών προϊόντων.

Λόγω του γεγονότος ότι τα υδρολύματα είναι ένα πολύπλοκο υπόστρωμα που αποτελείται από ένα μείγμα εξόζες και πεντόζες, τα είδη ζύμης έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα μεταξύ των βιομηχανικών στελεχών-παραγωγών. C.utilis, C.scottiiΚαι C.tropicalis, οι οποίες, μαζί με τις εξόζες, είναι σε θέση να αφομοιώνουν τις πεντόζες, καθώς και να ανέχονται την παρουσία φουρφουράλης στο μέσο.

Η σύνθεση του θρεπτικού μέσου στην περίπτωση καλλιέργειας σε πρώτες ύλες υδρογονάνθρακα διαφέρει σημαντικά από εκείνη που χρησιμοποιείται κατά την ανάπτυξη μικροοργανισμών σε υπόστρωμα υδρογονάνθρακα. Τα υδρολύματα και τα θειώδη υγρά περιέχουν μια μικρή ποσότητα σχεδόν όλων των ιχνοστοιχείων που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη της ζύμης. Οι ελλείπουσες ποσότητες αζώτου, φωσφόρου και καλίου εισάγονται με τη μορφή κοινού διαλύματος αλάτων αμμόφως, χλωριούχου καλίου και θειικού αμμωνίου.

Η ζύμωση πραγματοποιείται σε συσκευές αερομεταφοράς σχεδιασμένες από τη Lefrancois-Marillier με όγκο 320 και 600 m 3 . Η διαδικασία καλλιέργειας της μαγιάς πραγματοποιείται σε συνεχή τρόπο σε pH 4,2-4,6. Η βέλτιστη θερμοκρασία είναι από 30 έως 40°C.

2.1.3 Πρωτεΐνη μανιταριών (μυκοπρωτεΐνη)

Η μυκοπρωτεΐνη είναι ένα προϊόν διατροφής που αποτελείται κυρίως από μυκήλιο. Στην παραγωγή του χρησιμοποιείται στέλεχος Fusarium graminearumαπομονωμένο από το έδαφος. Η μυκοπρωτεΐνη παράγεται σήμερα σε πιλοτικό φυτό με συνεχή ανάπτυξη. Η γλυκόζη και άλλα θρεπτικά συστατικά χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα και η αμμωνία και τα άλατα αμμωνίου χρησιμεύουν ως πηγές αζώτου. Μετά την ολοκλήρωση του σταδίου ζύμωσης, η καλλιέργεια υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία για να μειωθεί η περιεκτικότητα σε ριβονουκλεϊκό οξύ, και στη συνέχεια το μυκήλιο διαχωρίζεται με διήθηση κενού.

Εάν συγκρίνουμε την παραγωγή μυκοπρωτεΐνης με τη διαδικασία σύνθεσης ζωικών πρωτεϊνών, τότε θα αποκαλυφθούν ορισμένα από τα πλεονεκτήματά της. Εκτός από το γεγονός ότι ο ρυθμός ανάπτυξης είναι υψηλότερος εδώ, η μετατροπή του υποστρώματος σε πρωτεΐνη είναι ασύγκριτα πιο αποτελεσματική από ό,τι με την αφομοίωση της τροφής από οικόσιτα ζώα.

Ένας θετικός παράγοντας είναι η ινώδης δομή της καλλιεργούμενης καλλιέργειας. η υφή της μάζας του μυκηλίου είναι κοντά σε αυτή των φυσικών προϊόντων, επομένως η υφή του κρέατος μπορεί να μιμηθεί στο προϊόν και λόγω των προσθέτων, η γεύση και το χρώμα του. Η πυκνότητα του προϊόντος εξαρτάται από το μήκος των υφών του αναπτυσσόμενου μύκητα, το οποίο καθορίζεται από τον ρυθμό ανάπτυξης.

Μετά από εκτεταμένη έρευνα για τη θρεπτική αξία και την ασφάλεια της μυκοπρωτεΐνης, το Υπουργείο Γεωργίας, Αλιείας και Τροφίμων την ενέκρινε για πώληση στην Αγγλία. Η περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά σε αυτό αναφέρεται στον πίνακα 1.

Πίνακας 1. Μέση σύνθεση μυκοπρωτεΐνης και σύγκρισή της με τη σύνθεση του βοείου κρέατος.

2.2 Λήψη διατροφικών πρωτεϊνών από άλευρο σόγιας

Οι τεχνολογίες για τη λήψη πρωτεϊνικών προϊόντων από φυτικές πρώτες ύλες βασίζονται σε δύο κύριες τεχνολογικές προσεγγίσεις:

1. Βαθιά κλασματοποίηση μακροθρεπτικών συστατικών πρώτων υλών με μεγιστοποίηση της απόδοσης πρωτεϊνών, καθαρισμός τους, συμπύκνωση και, εάν χρειάζεται, τροποποίηση λειτουργικών και βιοϊατρικών χαρακτηριστικών.

2. Βέλτιστη κλασμάτωση μακρο- και μικροθρεπτικών συστατικών των πρώτων υλών για τη λήψη σύνθετων πρωτεϊνών-λιπιδίων και πρωτεΐνης-υδατανθράκων μιας δεδομένης σύνθεσης με μέγιστη διατήρηση του φυτοχημικού δυναμικού των σχετικών μικροθρεπτικών συστατικών.

Αν και η χρήση της σόγιας στα τρόφιμα είναι γνωστή εδώ και αρκετές χιλιετίες, αφορούσε κυρίως προϊόντα από σπόρους σόγιας με πλήρη λιπαρά - γάλα σόγιας, τόφου, τέμπε, κ.λπ. Μόνο τον 20ο αιώνα. άρχισαν να αναπτύσσονται τεχνολογίες για την παραγωγή συμπυκνωμένων πρωτεϊνών σόγιας. Στις αρχές του αιώνα εμφανίστηκε το αλεύρι σόγιας, το οποίο προερχόταν από ολόκληρους σπόρους, κέικ από πρέσες και αργότερα από απολιπανμένα γεύματα σόγιας. Η έντονη γεύση του φασολιού έχει περιορίσει την ανάπτυξη της αγοράς αλευριού σόγιας, επομένως έχουν γίνει σημαντικές προσπάθειες για την ανάπτυξη τεχνολογιών «αφαίρεσης κακής γεύσης».

Η ευρεία ανάπτυξη τεχνολογιών για την παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας εμφανίστηκε μόνο μετά την ανάπτυξη της τεχνολογίας εξαγωγής λαδιού διαλύτη. Το 1937 εμφανίστηκαν εμπορικά προϊόντα απομόνωσης σόγιας, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως συνδετικό για χρωστικές σε χάρτινες επικαλύψεις και ως «αφρώδης κουβέρτα» σε πυρκαγιές κατάσβεσης. Στη δεκαετία του '50 εμφανίστηκαν συμπυκνώματα, τα οποία θεωρήθηκαν ως ενδιάμεσα συστατικά μεταξύ αλευριού και απομονώσεων. Τα προϊόντα σόγιας που έχουν υποστεί λιπαρότητα μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες, οι οποίες διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη.

Η κατά προσέγγιση σύνθεση των προϊόντων πρωτεΐνης σόγιας, που παρουσιάστηκε από το Συμβούλιο Πρωτεϊνών Σόγιας, δίνεται στον πίνακα. 1.

Εικ. 1 - Γενικευμένο σχήμα τεχνολογίας παραγωγής σόγιας με την παραγωγή πρωτεϊνών τροφίμων

Το αλεύρι σόγιας έχει διατροφικούς περιορισμούς λόγω του φουσκώματος. Στον άνθρωπο, δεν υπάρχουν ένζυμα ικανά να υδρολύσουν τους α-γαλακτοσιδικούς δεσμούς της ραφινόζης και της στεχιόζης που υπάρχουν στη σόγια, με το σχηματισμό απλών σακχάρων. Επομένως, αυτοί οι υδατάνθρακες εισέρχονται στον εντερικό σωλήνα, όπου εκτίθενται σε βακτήρια, και οι μεταβολίτες αυτής της αλληλεπίδρασης προκαλούν σχηματισμό αερίων.

Οι απομονώσεις και τα συμπυκνώματα είναι πιο εξευγενισμένες μορφές πρωτεϊνών σόγιας. Χρησιμοποιούνται στη διατροφή χωρίς περιορισμούς και, σε συνδυασμό με άλλα συστατικά τροφίμων, μπορούν να χρησιμεύσουν ως η κύρια πηγή πρωτεΐνης στην ανθρώπινη διατροφή.

Τεχνολογίες για τη λήψη πρωτεϊνών σόγιας

Οι βιομηχανικές τεχνολογίες για την παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας έχουν τη δική τους τεχνογνωσία. Ο αριθμός συνδυασμών μεθόδων παραγωγής διαφορετικών προϊόντων είναι απεριόριστος. Ακόμη και στην παραγωγή ενός τύπου προϊόντος, οι τεχνολογίες και ο εξοπλισμός διαφορετικών κατασκευαστών διαφέρουν, γεγονός που προκαλεί μικρές διαφορές στα προϊόντα Συνήθως, οι βρώσιμες πρωτεΐνες σόγιας παράγονται ξεχωριστά τεχνολογικές γραμμές, και όχι στις ίδιες γραμμές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λαδιών και ζωοτροφών, όταν λαμβάνονται θρυμματισμένοι και χαμηλής ποιότητας σπόροι σόγιας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκχύλισης των ζωοτροφών. Μερικοί καλλιεργητές πλένουν τη σόγια τους για να αφαιρέσουν τη βρωμιά και τα μικρά βότσαλα.

Μέχρι τώρα, τα περισσότερα από τα προϊόντα πρωτεΐνης σόγιας στον κόσμο παράγονται από λευκό πέταλο (BL - πέταλο απολιπασμένο με εξάνιο, που λαμβάνεται από βρώσιμες ποικιλίες αποφλοιωμένων σπόρων σόγιας).

Για την παραγωγή λοβού με υψηλή τιμή PDI/NSI, χρησιμοποιείται συνήθως ένα σύστημα απομάκρυνσης διαλυτών σε σωλήνα αερίου (flush) ή σε υπερθερμασμένους ατμούς διαλύτη, το οποίο μερικές φορές αναφέρεται ως σύστημα "λευκού λοβού". Καμία από τις εγχώριες επιχειρήσεις δεν διαθέτει τέτοια συστήματα για την αφαίρεση του διαλύτη από το γεύμα.

Στη Ρωσία, το άλευρο σόγιας λαμβάνεται στα εργοστάσια, κυρίως σύμφωνα με το σχέδιο προ-συμπίεσης-εκχύλισης, όταν τα πιεστήρια παράγουν μια προκαταρκτική απομάκρυνση του λαδιού πριν από την εκχύλιση. Η απόσταξη του διαλύτη από το γεύμα πραγματοποιείται σε φρυγανιέρες-εξατμιστήρες τύπου vat. Τα προϊόντα εκχύλισης έχουν NSI 50 ή χαμηλότερο λόγω της μετουσίωσης της πρωτεΐνης σόγιας από την υγρασία και υψηλές θερμοκρασίες. Σύμφωνα με αυτά τα συστήματα, στον υπάρχοντα εξοπλισμό στη Ρωσία, είναι δυνατό να ληφθεί μόνο ελεγμένο σόγιαλευρο και μόνο φρυγανισμένο σόγιαλευρο από αυτό.

Αλεύρι σόγιας και κόκκους. Το απολιπασμένο αλεύρι σόγιας λαμβάνεται με άλεση και κοσκίνισμα απολιπασμένων πετάλων σόγιας. Ο λευκός λοβός σε πλιγούρι συνήθως αλέθεται σε σφυρόμυλους, μύλους στροβιλισμού ή ταξινομητές. Η διασπορά του μεγέθους των σωματιδίων ελέγχεται με ταξινόμηση αέρα και εάν απαιτείται στενότερο εύρος μεγεθών σωματιδίων, χρησιμοποιούνται κόσκινα. Το αποβουτυρωμένο αλεύρι σόγιας περιέχει περίπου 38% συνολικούς υδατάνθρακες, συμπεριλαμβανομένων 15% διαλυτών μονο- και ολιγοσακχαριτών και 13% πολυσακχαριτών, οι οποίοι μπορούν να εκχυλιστούν περαιτέρω στην παραγωγή συμπυκνωμάτων ή απομονώσεων πρωτεΐνης σόγιας. Το ανασυσταθέν αλεύρι ή αλεύρι σόγιας λεκιθίνης παρασκευάζεται με το αρχικό αλεύρι και πρόσθετο λάδι ή λεκιθίνη. Το ανασυσταθέν λιπαρό αλεύρι λαμβάνεται με την προσθήκη 1 έως 15% επιπλέον λίπους στο αλεύρι σόγιας για να μειωθεί η σκόνη και να προστεθεί η πρόσθετη ποσότητα λίπους που απαιτείται από τη συνταγή του προϊόντος. Το εξευγενισμένο λάδι χρησιμοποιείται για την πάχυνση του αλευριού που λαμβάνεται από το εξαγόμενο υλικό. Το λεκιθινωμένο αλεύρι παράγεται με την προσθήκη λεκιθίνης 3, b και 15%. Η λεκιθίνη βελτιώνει την ικανότητα διασποράς του αλευριού και άλλων συστατικών σε ζαχαροπλαστεία και κρύα ποτά.

3 . Λήψη Διατροφικής Πρωτεΐνης

Η βελτίωση της γεύσης και της μυρωδιάς των τροφίμων με παράλληλη αύξηση της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες με τη βοήθεια μικροσκοπικών μυκήτων - μούχλας χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό στην παρασκευή τροφίμων (miso, sufu, tempeh) που καταναλώνονται στις ασιατικές χώρες. Η σόγια είναι ένα από τα πρωτότυπα προϊόντα. Στην Ινδονησία, τα κέικ σόγιας τρώγονται με κατάφυτες μούχλες του γένους Rhizopus-tempeh, που περιέχει έως και 55% πρωτεΐνη και έχει γεύση σαν προϊόντα κρέατος. Η παραγωγή Tempeh διαρκεί 2-3 ημέρες. Αρχικά, οι κόκκοι σόγιας ξεφλουδίζονται (για να αφαιρεθούν τα φλοιά), στη συνέχεια βράζονται για μισή ώρα για να καταστραφούν οι αναστολείς της γαστρικής θρυψίνης που κάνουν τη ωμή σόγια μη βρώσιμη στον άνθρωπο. Τα φασόλια στη συνέχεια ξηραίνονται και σπέρνονται με σπόρια μούχλας. Rhizopus oligosporus. Η ζύμωση διαρκεί 36-38 ώρες στους 30°C. Το αποτέλεσμα είναι ένα συμπαγές ανοιχτό καφέ γεύμα (πουρές φασολιών). Το Τέμπε τρώγεται συνήθως ως ψωμί που τηγανίζεται σε λάδι καρύδας.

Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη αυξάνεται, φτάνοντας το 50-55% έναντι 20-25% στη σόγια. Το Tempeh θεωρείται η πιο θρεπτική και εύπεπτη τροφή. Μεταξύ άλλων ανατολίτικων πιάτων που λαμβάνονται με τη βοήθεια καλουπιών, διακρίνεται το ιαπωνικό miso, το οποίο παρασκευάζεται από σόγια με Aspergillusorisae, κινέζικο sufu - ένα προϊόν που μοιάζει με τυρί που λαμβάνεται από την καλλιέργεια σόγιας με μούχλα του γένους Mucor. Ένα απαραίτητο καρύκευμα για την ανατολίτικη κουζίνα - η σάλτσα σόγιας παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας μύκητα μούχλας Aspergillusorisae, Βακτήρια γαλακτικού οξέος Pediococcus , μαγιά Saccharomyces, Τορούλα. Ως αποτέλεσμα, το προϊόν εμπλουτίζεται με γαλακτικά και άλλα οξέα, αιθανόλη και αποκτά συγκεκριμένη γεύση και άρωμα.

Εικ. 2 - Σχέδιο προετοιμασίας tempeh

Μαγείρεμα με ζύμωσησάλτσα σόγιας

Εικ. 3 - Σχέδιο παρασκευής σάλτσας σόγιας

Οι παραδοσιακές σάλτσες σόγιας παρασκευάζονται με ζύμωση μείγματος φασολιών και κόκκων με καλούπια. Aspergillus oryzaeκαι άλλοι. Στην Ιαπωνία, τόσο η ίδια η μάζα εκκίνησης όσο και η μάζα ζύμωσης ονομάζονται koji.Στην αρχαιότητα, η ζυμωτική μάζα εκτίθεται στον ήλιο σε τεράστιες δεξαμενές, τον 20ο αιώνα η θερμοκρασία και η υγρασία συνήθως ελέγχονται σε ειδικούς θαλάμους επώασης.

1. Μούλιασμα και βράσιμο: Τα φασόλια μουλιάζονται σε νερό και μετά τα βράζουν μέχρι να μαλακώσουν. Το σιτάρι ψήνεται και θρυμματίζεται.

2. Συνδυασμός συστατικών: αναμειγνύονται ίση ποσότητα βρασμένων φασολιών και τηγανημένων θρυμματισμένων κόκκων και στη συνέχεια σπέρνονται πάνω τους σπόρια πολλών τύπων μυκήτων aspergilli άλλων μικροοργανισμών:

· Α. oryzae, Μια σόγια: καλλιέργειες με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεάση χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή σάλτσας σόγιας.

· Α. τάμαι: χρησιμοποιείται για την παρασκευή σάλτσας σόγιας tamari.

· Saccharomyces cerevisiaeη μαγιά που περιέχεται σε αυτήν την καλλιέργεια μετατρέπει τα σάκχαρα σε αιθανόλη, η οποία μπορεί να υποστεί παρενέργεια, με αποτέλεσμα πρόσθετα συστατικά να εισχωρούν στη σάλτσα σόγιας.

· Bacillus spp.(γένος): ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας αυτών των βακτηρίων, η σάλτσα σόγιας αποκτά μια χαρακτηριστική μυρωδιά.

· Είδη γαλακτοβάκιλλων: Το γαλακτικό οξύ που παράγεται από αυτά τα βακτήρια αυξάνει την οξύτητα της σάλτσας.

3. Ζύμωση: μείγμα φασολιών και κόκκων βρέχεται με άλμη (για υγρή ζύμωση) ή πασπαλίζεται με αλάτι και μετά αφήνεται να ζυμωθεί για διάστημα 40 ημερών έως 2-3 χρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, οι μικροοργανισμοί διασπούν τις πρωτεΐνες σουλάνης σε ελεύθερα αμινοξέα, θραύσματα πρωτεΐνης και το άμυλο σε απλά σάκχαρα. Αυτές οι αντιδράσεις αμινογλυκοσιδίων είναι που δίνουν στη σάλτσα το σκούρο καφέ χρώμα της. Οι γαλακτοβάκιλλοι ζυμώνουν τα σάκχαρα σε γαλακτικό οξύ και η μαγιά παράγει αιθανόλη, η οποία υφίσταται μια δευτερογενή αντίδραση και διαποτίζει τη σάλτσα με νέα πρόσθετα. Εάν η διαδικασία σταματήσει σε αυτό το στάδιο, το προϊόν ονομάζεται πάστα σόγιας.

4. Πάτημα: Ο πολτός που έχει υποστεί πλήρως ζύμωση τοποθετείται κάτω από βαριά δοχεία τυλιγμένα με ύφασμα και συμπιέζεται για να διαχωριστεί η σάλτσα σόγιας από τα στερεά απόβλητα, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη λίπανση του εδάφους ή τη διατροφή των ζώων.

5. Παστερίωση: Η ακατέργαστη σάλτσα θερμαίνεται για να σκοτώσει τη μούχλα και τη μαγιά. Στη συνέχεια η σάλτσα φιλτράρεται και εμφιαλώνεται προς πώληση.

Αμερικανοί επιστήμονες προσάρμοσαν τη διαδικασία παραγωγής για την απόκτηση ινδονησιακών τέμπε για δημητριακά. Έτσι, σιτάρι ζυμωμένο από το ίδιο καλούπι Ριζόπουςμέσα σε 20 ώρες στους 30 0 C, μετατρέπεται σε προϊόν που περιέχει 6-7 φορές περισσότερη πρωτεΐνη από το συνηθισμένο σιτάρι. Ανέπτυξαν επίσης μια μέθοδο για τον εμπλουτισμό πρωτεΐνης ενός άλλου προϊόντος που περιέχει άμυλο τροφίμων - της μανιόκας που βασίζεται στην ανάπτυξη μούχλας Aspergillus. Μετά από 30 ώρες ζύμωσης στους 38 0 C, η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη στο προϊόν αυξάνεται από 5% σε 18%, και η περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες πέφτει από 65% σε 28%.

Miso ή πάστα σόγιας είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα συστατικά στην ιαπωνική κουζίνα. Η τεχνολογία παρασκευής Miso βασίζεται στη διαδικασία ζύμωσης (ζύμωσης) σόγιας, δημητριακών και ιδιαίτερο είδοςμανιτάρια "koji-kin". Το αποτέλεσμα είναι μια παχύρρευστη πάστα που χρησιμοποιείται για την παρασκευή διαφόρων ιαπωνικών πιάτων όπως τα ιαπωνικά Σούπα μίσο.

Στην Ιαπωνία, Σούπα μίσο, όπως και τα φύκια chuka, είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του πρωινού, του μεσημεριανού γεύματος και του δείπνου. Η σούπα συνήθως σερβίρεται πριν από το κυρίως πιάτο, είτε πρόκειται για ένα ελαφρύ πρωινό σνακ είτε για ένα σετ σούσι για μεσημεριανό γεύμα. Η σούπα είναι μια επιπλέον υγρή τροφή που εξισορροπεί τη διαδικασία της πέψης και την κάνει πιο ωφέλιμη.

Εκτός από τις βιταμίνες Α και D, η πάστα σόγιας έχει υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο, σίδηρο και ψευδάργυρο. Σήμερα, στην Ιαπωνία, υπάρχουν τουλάχιστον 3 είδη σούπας miso: ρύζι, σόγια και σιτάρι. Κάθε είδος σούπας έχει τις δικές του γευστικές διαφορές και την περιοχή προέλευσης.

Σε αυτό το άρθρο, θα σας δείξουμε πώς να φτιάξετε παραδοσιακή σούπα miso, την οποία μπορείτε να δοκιμάσετε στα περισσότερα εστιατόρια ιαπωνικής κουζίνας. Η σούπα θα είναι χρήσιμη για όσους ακολουθούν τη σιλουέτα τους και προτιμούν να τρώνε σωστά. Η σούπα Miso με φύκια παρασκευάζεται από τα ακόλουθα συστατικά:

Ντάσι -- 1,5 κουταλάκι του γλυκού

Miso -- 0,5 φλιτζάνι (πολτός σόγιας)

Tofu - 0,5 φλιτζάνια (σε κύβους)

Πράσινα κρεμμύδια - 2 κουταλιές της σούπας (ψιλοκομμένα)

Νερό - 4 ποτήρια

Φύκια - 1 Art. κουτάλι (Ειδικά ξερά φύκια για σούπα)

Τα δεδομένα που παρουσιάζονται δεν καλύπτουν όλους τους τομείς χρήσης μυκήτων μούχλας, αλλά χαρακτηρίζουν τις θεμελιώδεις δυνατότητες χρήσης τους ως πηγή πρωτεΐνης τροφής.

Άλλοι μικροοργανισμοί - φύκια - χρησιμοποιούνται επίσης ενεργά για τη λήψη πρωτεΐνης τροφής. Οι λαοί της ακτής του Ειρηνικού από καιρό τρώνε θαλάσσια και ωκεάνια φύκια. Οι κάτοικοι των νησιών της Χαβάης χρησιμοποιούν στη διατροφή τους 60 είδη από 115 είδη φυκιών που ζουν στις τοπικές εκτάσεις των ωκεανών. Τα γαλαζοπράσινα φύκια εκτιμώνται ιδιαίτερα στην Κίνα Nostoc, σε εμφάνιση που θυμίζει δαμάσκηνο και μέσα νοστιμάδαταξινομούνται ως κινέζικες λιχουδιές. Υπάρχουν περισσότερες από 300 συνταγές στους ιαπωνικούς γαστρονομικούς οδηγούς που περιέχουν φύκια. Ωστόσο, η πολύ εντατική χρήση των φυκιών για σκοπούς διατροφής δεν επιτρέπει στις φυτείες να ανακάμψουν φυσικά. Από αυτή την άποψη, τα φύκια άρχισαν να καλλιεργούνται τεχνητά σε υποβρύχιους κήπους. Η υδατοκαλλιέργεια είναι ένας ακμάζων κλάδος της βιοτεχνολογίας. Την προσοχή των διατροφολόγων προσελκύει το γαλαζοπράσινο μονοκύτταρο φύκι σπιρουλίνα - που αναπτύσσεται στην Αφρική (λίμνη Τσαντ) και στο Μεξικό (λίμνη Texcoco). ντόπιοικαταναλώνονται σε αποξηραμένη μορφή - μπισκότα ή dihe. Το προϊόν χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη - έως και 70%. Η λίμνη Texcoco και η λίμνη Τσαντ είναι οι μόνες αλκαλικές λίμνες στον κόσμο (pH έως 11). Σε αυτό το pH, η σπιρουλίνα ευδοκιμεί και αναπτύσσεται ως μονοκαλλιέργεια. Λόγω της παρουσίας κενοτοπίων γεμάτων με αέριο στα κύτταρα, τα φύκια επιπλέουν και ο άνεμος τα οδηγεί στην όχθη της λίμνης, όπου οι μπάλες των φυκιών στεγνώνουν κάτω από τον ήλιο. Η ανάλυση δειγμάτων σπιρουλίνας σε εργαστηριακές συνθήκες έδειξε την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες έως και 70% και υδατάνθρακες - 19%. Από το 1967, η μεξικανική εταιρεία Texcoco άρχισε να συγκομίζει τη σπιρουλίνα και να την μετατρέπει σε αλεύρι. Επί του παρόντος, η παραγωγή αλεύρου σπιρουλίνας φτάνει τους 1000 τόνους ετησίως και εισάγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ιαπωνία και ΕΥΡΩΠΑΙΚΕΣ ΧΩΡΕΣγια μια εταιρεία που ειδικεύεται στην εμπορία συμπυκνωμάτων πρωτεΐνης και διαιτητικών τροφίμων. Η βιομάζα της σπιρουλίνας είναι ισοδύναμη με τα πρότυπα πρωτεϊνών τροφίμων που ορίζονται από τον ΠΟΥ FAO. Στην Ιταλία, υπάρχει ένα εργοστάσιο όπου η σπιρουλίνα καλλιεργείται σε μια έκταση 20 εκταρίων σε ένα κλειστό σύστημα που αποτελείται από πολυαιθυλένιο (με το κατάλληλο pH) και ελήφθησαν υψηλές αποδόσεις (20 g βιομάζας ανά 1 m 3 την ημέρα). Στο Ουζμπεκιστάν (Σαμαρκάνδη) η σπιρουλίνα καλλιεργούνταν στα νερά των θερμοηλεκτρικών σταθμών πλούσιων σε CO 2 . Η συγκομιδή ήταν 30-60 τόνοι ανά 1 εκτάριο ετησίως.

Η μαγιά ως πηγή διατροφικής πρωτεΐνης, ένα άτομο χρησιμοποιεί μόνο σε ακραίες συνθήκες(ορειβάτες, ναυτικοί), ως συστατικό των ξηρών σιτηρεσίων. Ένας από τους λόγους είναι η σχετικά παχιά κυτταρική μεμβράνη της μαγιάς, η οποία εμποδίζει την απορρόφησή της από τον ανθρώπινο οργανισμό.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Επί του παρόντος, υπάρχουν πάνω από 300 προϊόντα που χρησιμοποιούν πρωτεΐνες σόγιας. Οι συνταγές τροφίμων που αναπτύχθηκαν έχουν ελεγχθεί και συνιστάται για χρήση από το Υπουργείο Υγείας. Τα περισσότερα από τα προϊόντα πρωτεΐνης σόγιας καταναλώνονται από τη βιομηχανία επεξεργασίας κρέατος. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες σόγιας χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανίες γαλακτοκομικών, λιπών και λαδιών, ζαχαροπλαστικής, αρτοποιίας, στη δημόσια εστίαση, καθώς και στην παιδική, προληπτική, ιατρική και διαιτητική διατροφή.

ΣΕ εγχώρια έννοιαυγιεινή διατροφή σημαντικό μέροςκαταλαμβάνει τη χρήση φυτικών πρωτεϊνών στην παραγωγή προϊόντων διατροφής. Γενικά, τα προϊόντα με την προσθήκη φυτικών πρωτεϊνών ταξινομούνται ως υγιεινό φαγητόμε βελτιωμένη ισορροπία θρεπτικών συστατικών σε σύγκριση με τα παραδοσιακά προϊόντα. Από αυτή την άποψη, το ενδιαφέρον για τις πρωτεΐνες σόγιας αυξάνεται συνεχώς, η παραγωγή προϊόντων με την εισαγωγή πρωτεϊνών σόγιας αυξάνεται.

Επομένως, πιστεύω ότι τα συνδυασμένα προϊόντα μας επιτρέπουν να λύσουμε τα προβλήματα της ορθολογικής χρήσης ζωικών πρώτων υλών και να χρησιμοποιήσουμε αποτελεσματικά την υψηλή βιολογική και θρεπτική αξία των πρωτεϊνών σόγιας και τις λειτουργικές τους ιδιότητες. Η εισαγωγή πρωτεϊνών σόγιας καθιστά δυνατό να γίνει η ανθρώπινη διατροφή πιο ορθολογική και υγιεινή.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1.Eskendirova S.Z "Βιοτεχνολογία των μικροοργανισμών"

2. Βιοτεχνολογία: Αρχές και εφαρμογές. Εκδ. I. Higgens και άλλοι Μόσχα: Mir, 1988

3. Βιοτεχνολογία. Παραγωγή πρωτεϊνών. V.A. Bykov, M.N. Manakov και άλλοι Μόσχα "Γυμνάσιο", 1987

4. Vorobieva A.I. Βιομηχανική μικροβιολογία. Εκδ. Πανεπιστήμιο της Μόσχας.

5.Dyusenova G.T., Kukhar E.V. "Βιοτεχνολογία τροφίμων"

6. Butenko R.G., Gusev M.V., Kirkin A.V. Βιοτεχνολογία. Βιβλίο 3. Κυτταρική μηχανική. Μ. Ανώτατο σχολείο.

7. Kolychev N.M., Gosmanov R.G. Κτηνιατρική μικροβιολογία και ανοσολογία. Ομσκ. Εκδ. OmGAU.

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

...

Παρόμοια Έγγραφα

Σύνθεση και ιδιότητες πρωτεΐνης κτηνοτροφικής μαγιάς. Παραγωγή κτηνοτροφικής μαγιάς στη βάρδα σιτηρών-πατάτας. Τεχνολογία για την επεξεργασία της στάμπας σιτηρών σε ξηρή μαγιά χορτονομής χρησιμοποιώντας ένα μη παθογόνο στέλεχος Rhodosporium diobovatum. Καλλιέργεια εμπορικής μαγιάς.

παρουσίαση, προστέθηκε 19/03/2015

Υγειονομικές και κτηνιατρικές απαιτήσεις για τα γαλακτοκομικά προϊόντα. Επίδραση της εποχής του έτους, της περιόδου γαλουχίας, της τροφής και του μεταβολισμού στο σώμα των αγελάδων στην περιεκτικότητα του γάλακτος σε λίπος και πρωτεΐνες. Μέθοδοι εντοπισμού παραποιημένων προϊόντων και πρώτων υλών χαμηλής ποιότητας.

παρουσίαση, προστέθηκε 13/06/2014

Η χρήση διαχωριστών στη γαλακτοβιομηχανία στην επεξεργασία και ομογενοποίηση του γάλακτος, τον καθαρισμό του από τις ακαθαρσίες, για τη λήψη κρέμας, για τον διαχωρισμό πρωτεΐνης και λίπους από τον ορό γάλακτος. Τεχνολογικός και ενεργειακός υπολογισμός, εγκατάσταση και λειτουργία του διαχωριστή.

θητεία, προστέθηκε 24/01/2016

Η διαδικασία βουλκανισμού του καουτσούκ, τα γενικά χαρακτηριστικά του. Ταξινόμηση του καουτσούκ, χαρακτηριστικά της χρήσης του στη Ρωσία. Ειδικές ιδιότητες του καουτσούκ. Τεχνολογία παραγωγής, μέθοδοι επηρεασμού των ιδιοτήτων τους. Περιγραφή και ιδιότητες τελικών προϊόντων από καουτσούκ.

περίληψη, προστέθηκε 28/12/2009

Θερμική επεξεργασία γάλακτος, επιρροή του στη σύνθεση και τεχνολογικές ιδιότητες. Πρωτεΐνες γάλακτος, μέθοδοι απομόνωσής τους στην παραγωγή τυριού. Οργανοληπτικές ιδιότητες θερμοοξέων τυριών με χρήση πηκτικών φυτικών πρωτεϊνών.

διατριβή, προστέθηκε 21/06/2015

Αρχές σχεδιασμού συνταγών για προϊόντα αρτοποιίας με ισορροπημένη χημική σύνθεση. Κριτήρια για τη βελτιστοποίηση της κλασματικής σύνθεσης της πρωτεΐνης και των λιπιδίων του ψωμιού. Η χρήση προζύμης με βάση τα βακτήρια προπιονικού οξέος σε γαλακτοκομικά προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση.

περίληψη, προστέθηκε 23/08/2013

Προετοιμασία νερού για παραγωγή αποστακτηρίου. Κύριο τεχνολογικό σχέδιο για την απόκτηση βότκας. Ανάμειξη ποτών, καταρράκτη φιλτράρισμα αλκοολούχων ποτών. Τεχνολογία για την παραγωγή ξυδιού τροφίμων. Παραγωγή στερεού διοξειδίου του άνθρακα.

tutorial, προστέθηκε 02/09/2012

Ιδιότητες και εφαρμογή του μολυβδαινίου, χαρακτηριστικά των πρώτων υλών για την παραγωγή του. Οξειδωτικό καβούρδισμα συμπυκνωμάτων μολυβδενίτη. Αποσύνθεση με νιτρικό οξύ. Επιλογή και μελέτη σκοπιμότητας της προτεινόμενης τεχνολογίας για την παραγωγή τριοξειδίου του μολυβδαινίου.

θητεία, προστέθηκε 08/04/2012

Μέθοδοι απόκτησης νανοϋλικών. Σύνθεση νανοσωματιδίων σε άμορφες και διατεταγμένες μήτρες. Λήψη νανοσωματιδίων σε μηδενικούς και μονοδιάστατους νανοαντιδραστήρες. Ζεόλιθοι δομικός τύπος. Μεσοπορώδη αργιλοπυριτικά, μοριακά κόσκινα. Στρωματικά διπλά υδροξείδια.

θητεία, προστέθηκε 12/01/2014

Ιστορία και κύρια στάδια στην ανάπτυξη της παραγωγής χημικών ινών. Χαρακτηρισμός τεχνητών και συνθετικών ινών. Βιομηχανικές μέθοδοι παραγωγής τους. Ιδιότητες και μέθοδοι απόκτησης νημάτων πολυουρεθάνης. Δομή και γκάμα υλικού Lycra.

Οι ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ είναι αζωτούχες μακρομοριακές οργανικές ουσίες με σύμπλοκο

σύνθεση και δομή των μορίων.

Η πρωτεΐνη μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σύνθετο πολυμερές αμινοξέων.

Οι πρωτεΐνες αποτελούν μέρος όλων των ζωντανών οργανισμών, αλλά παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο

σε ζωικούς οργανισμούς, που αποτελούνται από ορισμένες μορφές πρωτεϊνών (μύες,

ιστούς περιβλήματος, εσωτερικά όργανα, χόνδρος, αίμα).

Τα φυτά συνθέτουν πρωτεΐνες (και τα α-αμινοξέα συστατικά τους) από το διοξείδιο του άνθρακα.

CO 2 αέριο και H 2 O νερό λόγω φωτοσύνθεσης, αφομοιώνοντας

άλλα στοιχεία πρωτεϊνών (άζωτο N, φώσφορος P, θείο S, σίδηρος Fe, μαγνήσιο Mg) από

διαλυτά άλατα στο έδαφος.

Οι ζωικοί οργανισμοί λαμβάνουν κυρίως έτοιμα αμινοξέα με την τροφή και πάνω τους

Η βάση χτίζεται από τις πρωτεΐνες του σώματός σας. Ένας αριθμός αμινοξέων (μη απαραίτητα αμινοξέα)

μπορεί να συντεθεί απευθείας από ζωικούς οργανισμούς.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των πρωτεϊνών είναι η ποικιλομορφία τους που σχετίζεται με

τον αριθμό, τις ιδιότητες και τις μεθόδους σύνδεσης που περιλαμβάνονται στο μόριό τους

αμινοξέα. Οι πρωτεΐνες εκτελούν τη λειτουργία βιοκαταλυτών - ενζύμων,

ρυθμίζοντας την ταχύτητα και την κατεύθυνση των χημικών αντιδράσεων στο σώμα. ΣΕ

σύνθετο με νουκλεϊκά οξέαπαρέχουν λειτουργίες ανάπτυξης και μεταφοράς

κληρονομικά χαρακτηριστικά, αποτελούν τη δομική βάση των μυών και πραγματοποιούν

μυική σύσπαση.

Τα μόρια πρωτεΐνης περιέχουν επαναλαμβανόμενους δεσμούς αμιδίου C(0)-NH, που ονομάζονται

πεπτίδιο (η θεωρία του Ρώσου βιοχημικού A.Ya. Danilevsky).

Έτσι, μια πρωτεΐνη είναι ένα πολυπεπτίδιο που περιέχει εκατοντάδες ή

χιλιάδες αμινοξέα.

Δομή πρωτεϊνών:

Η ιδιαίτερη φύση της πρωτεΐνης κάθε είδους σχετίζεται όχι μόνο με το μήκος, τη σύνθεση και

τη δομή των πολυπεπτιδικών αλυσίδων που περιλαμβάνονται στο μόριο του, αλλά και με το πώς αυτές

οι αλυσίδες είναι προσανατολισμένες.

Στη δομή οποιασδήποτε πρωτεΐνης, υπάρχουν διάφοροι βαθμοί οργάνωσης:

1. Η πρωταρχική δομή μιας πρωτεΐνης είναι μια συγκεκριμένη αλληλουχία αμινοξέων

στην πολυπεπτιδική αλυσίδα.

Η δευτερογενής δομή μιας πρωτεΐνης είναι ο τρόπος με τον οποίο συστρέφεται μια πολυπεπτιδική αλυσίδα

χώρο (λόγω του δεσμού υδρογόνου μεταξύ του υδρογόνου της αμιδικής ομάδας -NH- και

καρβονυλική ομάδα - CO-, τα οποία διαχωρίζονται από τέσσερα αμινοξέα

θραύσματα).

Τριτογενής δομή πρωτεΐνης - πραγματική τρισδιάστατη στριμμένη διαμόρφωση

έλικες της πολυπεπτιδικής αλυσίδας στο διάστημα (έλικα στριμμένη σε έλικα).

Η τριτοταγής δομή της πρωτεΐνης καθορίζει τη συγκεκριμένη βιολογική

δραστηριότητα ενός μορίου πρωτεΐνης. Η τριτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης διατηρείται από

λόγω της αλληλεπίδρασης διαφόρων λειτουργικών ομάδων της πολυπεπτιδικής αλυσίδας:

δισουλφιδική γέφυρα (-S-S-) μεταξύ ατόμων θείου,

γέφυρα εστέρα - μεταξύ της καρβοξυλικής ομάδας (-CO-) και

υδροξύλιο (-ΟΗ),

γέφυρα άλατος - μεταξύ καρβοξυλ (-CO-) και αμινομάδων (NH 2).

Για παράδειγμα, η αιμοσφαιρίνη είναι ένα σύμπλεγμα τεσσάρων μακρομορίων

Φυσικές ιδιότητες

Οι πρωτεΐνες έχουν μεγάλο μοριακό βάρος (10 4 -10 7), πολλές

Οι πρωτεΐνες είναι διαλυτές στο νερό, αλλά σχηματίζουν, κατά κανόνα, κολλοειδή διαλύματα, από

τα οποία καθιζάνουν με αύξηση της συγκέντρωσης των ανόργανων αλάτων, η προσθήκη του

άλατα βαρέων μετάλλων, οργανικούς διαλύτες ή όταν θερμαίνονται

(μετουσίωσης).

Χημικές ιδιότητες

1. Μετουσίωσης - η καταστροφή της δευτερογενούς και τριτοταγούς δομής της πρωτεΐνης.

2. Ποιοτικές αντιδράσεις για πρωτεΐνη:

n αντίδραση διουρίας: ιώδης χρωματισμός όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία με άλατα χαλκού

αλκαλικό περιβάλλον (δίνει όλες τις πρωτεΐνες),

n αντίδραση ξανθοπρωτεΐνης: κίτρινη χρώση κατά τη δράση

συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ, που γίνεται πορτοκαλί υπό τη δράση του

αμμωνία (δεν δίνουν όλες οι πρωτεΐνες),

n μαύρο ίζημα (που περιέχει θείο) όταν προστίθεται οξικός μόλυβδος

(II) υδροξείδιο του νατρίου και θέρμανση.

3. Υδρόλυση πρωτεϊνών - όταν θερμαίνεται σε αλκαλικό ή όξινο διάλυμα με

ο σχηματισμός αμινοξέων.

Πρωτεϊνοσύνθεση

Η πρωτεΐνη είναι ένα πολύπλοκο μόριο και η σύνθεσή της είναι ένα δύσκολο έργο. ΣΕ

πολλές μέθοδοι τερματισμού έχουν πλέον αναπτυχθεί [GMW1]

α-αμινοξέα σε πεπτίδια και συνέθεσαν τις απλούστερες φυσικές πρωτεΐνες - την ινσουλίνη,

ριβονουκλεάση κ.λπ.

Πολλά εύσημα για τη δημιουργία της μικροβιολογικής βιομηχανίας για την παραγωγή

Η τεχνητή τροφή ανήκει σε σοβιετικό επιστήμονα

A.N. Nesmeyanov.

Βιβλιογραφία:

"ΧΗΜΕΙΑ" Μ., "ΛΕΞΗ" 1995.

Γ.Ε.Ρουτζίτης, Φ.Γ.Φέλντμαν

«Χημεία 11. Οργανική Χημεία»

Μ., «Διαφωτισμός», 1993.

A.I. Artemenko, I.V. Τικούνοβα

«Χημεία 10-11. Οργανική χημεία"

Μ., «Διαφωτισμός» 1993.

Τα αμινοξέα ονομάζονται καρβοξυλικά οξέα, στη ρίζα υδρογονάνθρακα των οποίων ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από αμινομάδες. Εξαρτάται από σχετική θέσηδιακρίνονται οι καρβοξυλικές και αμινομάδεςα-, β-, ζ- και τα λοιπά. αμινοξέα.Για παράδειγμα ,

Τις περισσότερες φορές, ο όρος "αμινοξύ" χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε καρβοξυλικά οξέα, η αμινομάδα των οποίων βρίσκεται σεένα - θέση, δηλ. Γιαένα - αμινοξέα. Γενικός τύποςένα - τα αμινοξέα μπορούν να αναπαρασταθούν ως εξής:

H 2 N–

CH–COOH
Εγώ
R

Ανάλογα με τη φύση της ρίζας ( R ) - τα αμινοξέα χωρίζονται σε αλειφατικά, αρωματικά και ετεροκυκλικά.

Ο πίνακας δείχνει τα πιο σημαντικά αμινοξέα που συνθέτουν τις πρωτεΐνες.

Τραπέζι. Απαραίτητα α-αμινοξέα

Αμινοξέων	Συντομευμένο (τριγράμματο) όνομα υπολείμματα αμινοξέων σε μακρομόρια πεπτιδίων και πρωτεϊνών.	Δομή R
		Αλιφατικός
Γλυκίνη		H-
Αλανίνη		CH 3 -
βαλίν*		(CH 3) 2 CH–
λευκίνη*		(CH 3) 2 CH–CH 2 –
Ισολευκίνη*		CH 3 -CH 2 -CH- Εγώ CH 3

Γαλήνιος		HO-CH 2 -
Θρεονίνη*		CH3 -CH(OH)-

Ασπαρτικό		HOOC-CH2-
Γλουταμίνη		HOOC-CH2-CH2-

Ασπαραγίνη		NH 2 CO - CH 2 -
Γλουταμίνη		NH 2 CO–CH 2 –CH 2 –

Λυσίνη*		NH 2 -(CH 2) 3 -CH 2 -
Αργινίνη		NH 2 -C - NH - (CH 2) 2 -CH 2 - II NH

Κυστεΐνη		HS-CH2-
Μεθειονίνη*		CH 3 -S-CH 2 -CH 2 -
		αρωματικός
Φαινυλαλανίνη*
Τυροσίνη
		Ετεροκυκλικό
Τρυπτοφάνη*
Ιστιδίνη
		ιμινο οξύ
Προλίνη

*Απαραίτητα α-αμινοξέα

ισομερισμός

Μαζί με ισομέρεια λόγω της δομής του ανθρακικού σκελετού και της θέσης λειτουργικές ομάδες, για α - αμινοξέα είναι χαρακτηριστική η οπτική (κατοπτρική) ισομέρεια. Όλα τα α-αμινοξέα, εκτός από τη γλυκίνη, είναι οπτικά ενεργά. Για παράδειγμα, η αλανίνη έχει ένα ασύμμετρο άτομο άνθρακα (σημειωμένο με αστερίσκο),

H 2 N -

H
Εγώ
C*–COOH
Εγώ
CH 3

και επομένως υπάρχει με τη μορφή οπτικά ενεργών εναντιομερών:

L - αλανίνη

Όλα τα φυσικά α-αμινοξέα ανήκουν στη σειρά L.

Παραλαβή

1)Η πιο σημαντική πηγή αμινοξέων είναι οι φυσικές πρωτεΐνες, μετά την υδρόλυση των οποίων σχηματίζονται μίγματαένα - αμινοξέα. Ο διαχωρισμός αυτού του μείγματος είναι αρκετά δύσκολη εργασίαΩστόσο, ως συνήθως, ένα ή δύο αμινοξέα σχηματίζονται σε σημαντικά μεγάλες ποσότητεςαπό όλα τα άλλα, και μπορούν να διακριθούν πολύ απλά.

2)Σύνθεση αμινοξέων από αλογονωμένα οξέα με τη δράση της αμμωνίας

3)μικροβιολογική σύνθεση. Είναι γνωστοί οι μικροοργανισμοί που στη διαδικασία της ζωής παράγουνένα - πρωτεϊνικά αμινοξέα.

Φυσικές ιδιότητες

Τα αμινοξέα είναι κρυσταλλικές ουσίες με υψηλά (πάνω από 250 ° C) σημεία τήξης, τα οποία διαφέρουν ελάχιστα σε μεμονωμένα αμινοξέα και ως εκ τούτου δεν είναι χαρακτηριστικά. Η τήξη συνοδεύεται από την αποσύνθεση της ύλης. Τα αμινοξέα είναι πολύ διαλυτά στο νερό και αδιάλυτα σε οργανικούς διαλύτες, έτσι είναι παρόμοια με τις ανόργανες ενώσεις. Πολλά αμινοξέα έχουν γλυκιά γεύση.

Χημικές ιδιότητες

1)Ορισμένες ιδιότητες των αμινοξέων, ιδιαίτερα το υψηλό σημείο τήξης, εξηγούνται από την περίεργη δομή τους. οξύ (- COOH) και βασικό (- NH 2 ) ομάδες σε ένα μόριο αμινοξέος αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας εσωτερικά άλατα (διπολικά ιόντα).Για παράδειγμα, για τη γλυκίνη

2)Λόγω της παρουσίας στα μόρια αμινοξέων λειτουργικών ομάδων όξινης και βασικής φύσηςένα - τα αμινοξέα είναι αμφοτερικές ενώσεις, δηλ. σχηματίζουν άλατα τόσο με οξέα όσο και με βάσεις.

3) Στην αντίδραση με αλκοόλες σχηματίζονται εστέρες.

Αιθυλεστέρας αλανίνης

4) α - Τα αμινοξέα μπορούν να ακυλιωθούν, ιδιαίτερα να ακετυλιωθούν, με οξικό ανυδρίτη ή ακετυλοχλωρίδιο. Σαν άποτέλεσμα,Ν - ακυλικά παράγωγαένα - αμινοξέα (σύμβολο "Ν σημαίνει ότι το ακύλιο συνδέεται με το άτομο αζώτου).

Ν-ακετυλαλανίνη

5)α - Τα αμινοξέα εισέρχονται σε μια αντίδραση πολυσυμπύκνωσης μεταξύ τους, οδηγώντας σε αμίδια οξέος. Τα προϊόντα αυτής της συμπύκνωσης ονομάζονται πεπτίδια. Όταν δύο αμινοξέα αλληλεπιδρούν, σχηματίζεται ένα διπεπτίδιο:

Όταν συμπυκνώνονται τρία αμινοξέα, σχηματίζεται ένα τριπεπτίδιο και ούτω καθεξής.

Σύνδεση–

Ο
II
Το C - NH - ονομάζεται πεπτιδικός δεσμός.

Πεπτίδια. σκίουροι

Πεπτίδια και πρωτεΐνεςέχουν μεγάλο μοριακό βάρος ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ, κατασκευασμένο από υπολείμματα α-αμινοξέων που διασυνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς.

Κανένας από τους γνωστούς σε εμάς ζωντανούς οργανισμούς δεν μπορεί να κάνει χωρίς πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως θρεπτικά συστατικά, ρυθμίζουν το μεταβολισμό, λειτουργούν ως ένζυμα - καταλύτες για το μεταβολισμό, προάγουν τη μεταφορά οξυγόνου σε όλο το σώμα και την απορρόφησή του, παίζουν σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του νευρικού συστήματος, αποτελούν τη μηχανική βάση της μυϊκής συστολής, συμμετέχουν στη μεταφορά γενετικών πληροφοριών κ.λπ. δ. Όπως μπορείτε να δείτε, οι λειτουργίες των πρωτεϊνών στη φύση είναι καθολικές. Οι πρωτεΐνες είναι μέρος του εγκεφάλου, τα εσωτερικά όργανα, τα οστά, το δέρμα, η γραμμή των μαλλιών κ.λπ. Η κύρια πηγή α - αμινοξέων για έναν ζωντανό οργανισμό είναι οι πρωτεΐνες των τροφών, οι οποίες, ως αποτέλεσμα της ενζυματικής υδρόλυσης στο γαστρεντερικό σωλήνα, δίνουν α - αμινοξέα. Πολλά α-αμινοξέα συντίθενται στο σώμα και μερικά α-αμινοξέα απαραίτητα για τη σύνθεση πρωτεϊνών δεν συντίθενται στο σώμα και πρέπει να προέρχονται από έξω. Τέτοια αμινοξέα ονομάζονται απαραίτητα. Αυτές περιλαμβάνουν βαλίνη, λευκίνη, θρεονίνη, μεθειονίνη, τρυπτοφάνη και άλλες (βλ. πίνακα). Σε ορισμένες ανθρώπινες ασθένειες, ο κατάλογος των απαραίτητων αμινοξέων διευρύνεται.

Τα πεπτίδια και οι πρωτεΐνες διακρίνονται ανάλογα με το μέγεθος του μοριακού βάρους. Πιστεύεται υπό όρους ότι τα πεπτίδια περιέχουν έως και 100 υπολείμματα αμινοξέων σε ένα μόριο (που αντιστοιχεί σε μοριακό βάρος έως και 10.000) και πρωτεΐνες - περισσότερα από 100 υπολείμματα αμινοξέων (μοριακό βάρος από 10.000 έως αρκετά εκατομμύρια). Ταυτόχρονα, τα ολιγοπεπτίδια διακρίνονται σε πεπτίδια που δεν περιέχουν περισσότερα από 10 υπολείμματα αμινοξέων στην αλυσίδα και σε πολυπεπτίδια που περιέχουν έως και 100 υπολείμματα αμινοξέων.

Η κατασκευή της πολυπεπτιδικής αλυσίδας είναι η ίδια για όλη την ποικιλία πεπτιδίων και πρωτεϊνών. Αυτή η αλυσίδα έχει μια μη διακλαδισμένη δομή και αποτελείται από εναλλασσόμενες ομάδες μεθίνης (CH) και πεπτιδίου (CONH). Οι διαφορές σε μια τέτοια αλυσίδα βρίσκονται στις πλευρικές ρίζες που σχετίζονται με την ομάδα μεθίνης και χαρακτηρίζουν το ένα ή το άλλο αμινοξύ. Το ένα άκρο της αλυσίδας με ελεύθερη αμινομάδα ονομάζεται Ν-άκρο, το άλλο, στο οποίο βρίσκεται το αμινοξύ με ελεύθερη καρβοξυλική ομάδα, ονομάζεται C-άκρο. Οι αλυσίδες πεπτιδίων και πρωτεϊνών γράφονται από το Ν-άκρο. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται ειδικοί χαρακτηρισμοί: στο Ν - άκρο, γράφεται ΝΗ - μια ομάδα ή μόνο ένα άτομο υδρογόνου - Η, και στο άκρο C - είτε μια ομάδα καρβοξυλ COOH - είτε μόνο μια ομάδα υδροξυλίου OH -.

Τα πολυπεπτίδια και οι πρωτεΐνες χαρακτηρίζονται από τέσσερα επίπεδα χωρικής οργάνωσης, τα οποία συνήθως ονομάζονται πρωτογενείς, δευτερογενείς, τριτοταγείς και τεταρτοταγείς δομές.

Πρωτογενής δομή μιας πρωτεΐνης- ειδική αλληλουχία αμινοξέων, δηλ. την εναλλαγή υπολειμμάτων α - αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα.

Δευτερεύουσα δομή μιας πρωτεΐνης - διαμόρφωση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας, δηλ. ένας τρόπος συστροφής της αλυσίδας στο διάστημα λόγω των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των ομάδων NH και CO . Ένα από τα δευτερεύοντα μοντέλα δομής είναια - σπείρα.

Τριτογενής δομή μιας πρωτεΐνης - μια τρισδιάστατη διαμόρφωση μιας στριμμένης σπείρας στο διάστημα, που σχηματίζεται από δισουλφιδικές γέφυρες– S – S – μεταξύ των υπολειμμάτων κυστεΐνης και των ιοντικών αλληλεπιδράσεων.

Δομή τεταρτοταγούς πρωτεΐνης- μια δομή που σχηματίζεται λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ διαφορετικών πολυπεπτιδικών αλυσίδων. Η τεταρτοταγής δομή είναι χαρακτηριστική μόνο ορισμένων πρωτεϊνών, όπως η αιμοσφαιρίνη.

Χημικές ιδιότητες

1) Μετουσίωσης. Απώλεια της φυσικής (εγγενούς) διαμόρφωσης μιας πρωτεΐνης, που συνήθως συνοδεύεται από απώλεια της βιολογική λειτουργία, λέγεται μετουσίωση. Από την άποψη της πρωτεϊνικής δομής, αυτή είναι η καταστροφή των δευτερογενών και τριτοταγών δομών της πρωτεΐνης, λόγω της δράσης οξέων, αλκαλίων, θερμότητας, ακτινοβολίας κ.λπ. Η πρωταρχική δομή της πρωτεΐνης διατηρείται κατά τη διάρκεια της μετουσίωσης. Η μετουσίωση μπορεί να είναι αναστρέψιμη (η λεγόμενη μετουσίωση) και μη αναστρέψιμη. Ένα παράδειγμα μη αναστρέψιμης μετουσίωσης κατά τη διάρκεια της έκθεσης σε θερμότητα είναι η πήξη της αλβουμίνης του αυγού όταν βράζονται τα αυγά.

2) Υδρόλυση πρωτεϊνών - η καταστροφή της πρωτογενούς δομής της πρωτεΐνης υπό τη δράση οξέων, αλκαλίων ή ενζύμων, που οδηγεί στο σχηματισμό α - αμινοξέων από τα οποία αποτελούνταν.

3) Ποιοτικές αντιδράσεις σε πρωτεΐνες:

α) Αντίδραση διουρίας - ιώδης χρωματισμός υπό τη δράση αλάτων χαλκού (II) σε αλκαλικό διάλυμα. Όλες οι ενώσεις που περιέχουν πεπτιδικό δεσμό δίνουν μια τέτοια αντίδραση.

β) Αντίδραση ξανθοπρωτεΐνης - η εμφάνιση κίτρινου χρωματισμού υπό τη δράση συμπυκνωμένου νιτρικού οξέος σε πρωτεΐνες που περιέχουν υπολείμματα αρωματικών αμινοξέων (φαινυλαλανίνη, τυροσίνη).

ΤΕΛΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ

M. L. Domoroschenkova

Παν-ρωσικό Ινστιτούτο Ερευνών Λιπών (τυπώθηκε με την άδεια του συγγραφέα και των συντακτών του περιοδικού Food Industry)

Η δημιουργία βιομηχανικών τεχνολογιών για την παραγωγή συμπυκνωμένων πρωτεϊνικών προϊόντων από φυτικές πρώτες ύλες, ιδίως σόγια, είναι μία από τις κύριες κατευθύνσεις για την αύξηση των πόρων τροφίμων και ζωοτροφών και τη βελτίωση της διατροφικής δομής του πληθυσμού.

Στις περισσότερες βιομηχανικές χώρες (ΗΠΑ, Ιαπωνία, Βέλγιο, Δανία, κ.λπ.), έχει ήδη αποκτηθεί πρακτική εμπειρία στην επεξεργασία σπόρων σόγιας για την απόκτηση πρωτεϊνών σόγιας και μιας ποικιλίας προϊόντων διατροφής υψηλής ποιότητας που βασίζονται σε αυτές. Κατά κανόνα, αυτές οι εγκαταστάσεις παραγωγής λειτουργούν σύμφωνα με μια φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία χωρίς απόβλητα, παράγοντας ζωοτροφές υψηλής ποιότητας και βιολογικά ενεργά παρασκευάσματα εκτός από πρωτεΐνες τροφίμων υψηλής συγκέντρωσης.

Ιδιαίτερη προσοχή στις πρωτεΐνες σόγιας οφείλεται στους ακόλουθους παράγοντες:

Διαθεσιμότητα πρώτων υλών (οι καλλιέργειες σόγιας στον κόσμο καταλαμβάνουν περισσότερα από 70 εκατομμύρια εκτάρια, η συνολική παραγωγή σπόρων σόγιας είναι περίπου 160 εκατομμύρια τόνοι, έως και 731 kg πρωτεΐνης μπορούν να ληφθούν από 1 εκτάριο).
Η μοναδική χημική σύνθεση των σπόρων σόγιας (περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες 40%, λιπίδια 20%), που διασφαλίζει την αξιοπιστία της βιομηχανικής επεξεργασίας.
Υψηλή βιολογική και τη διατροφική αξίακαι καλές λειτουργικές ιδιότητες των προϊόντων πρωτεΐνης σόγιας.
Μεγάλο ιστορική εμπειρίαχρήση επεξεργασμένων προϊόντων σόγιας στη διατροφή.

Σύγχρονες τεχνολογίεςΗ λήψη πρωτεϊνικών προϊόντων από φυτικές πρώτες ύλες βασίζεται σε δύο κύριες τεχνολογικές προσεγγίσεις:

Βαθιά κλασμάτωση μακροθρεπτικών συστατικών των πρώτων υλών με μεγιστοποίηση της απόδοσης πρωτεΐνης, καθαρισμός, συμπύκνωση και, εάν χρειάζεται, τροποποίηση λειτουργικών και βιοϊατρικών χαρακτηριστικών.
Βέλτιστη κλασματοποίηση μακρο- και μικροθρεπτικών συστατικών των πρώτων υλών για τη λήψη σύνθετων πρωτεϊνών-λιπιδίων και πρωτεΐνης-υδατανθράκων μιας δεδομένης σύνθεσης με μέγιστη διατήρηση του φυτοχημικού δυναμικού των σχετικών μικροθρεπτικών συστατικών.

Αν και η χρήση της σόγιας στα τρόφιμα είναι γνωστή εδώ και αρκετές χιλιετίες, αφορούσε κυρίως προϊόντα σόγιας με πλήρη λιπαρά - γάλα σόγιας, τόφου, τέμπε, κ.λπ. Μόνο τον 20ο αιώνα. άρχισαν να αναπτύσσονται τεχνολογίες για την παραγωγή συμπυκνωμένων πρωτεϊνών σόγιας. Στις αρχές του αιώνα εμφανίστηκε το αλεύρι σόγιας, το οποίο προερχόταν από ολόκληρους σπόρους, κέικ από πρέσες και αργότερα από απολιπανμένα γεύματα σόγιας. Η έντονη γεύση του φασολιού έχει περιορίσει την ανάπτυξη της αγοράς αλευριού σόγιας, επομένως έχουν γίνει σημαντικές προσπάθειες για την ανάπτυξη τεχνολογιών «αφαίρεσης κακής γεύσης».

Για τα ρωσικά Βιομηχανία τροφίμωνΜεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα πρωτεϊνικά προϊόντα από άλευρα σόγιας (απομονωμένα προϊόντα, συμπυκνώματα, απολιπασμένο αλεύρι, πρωτεΐνες με υφή). Οι τεχνολογίες παραγωγής τους μπορούν να αποδοθούν στην πρώτη προσέγγιση, αφού κατά την παραγωγή τους το καθήκον ήταν να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση του πρωτεϊνικού συστατικού μετά την εξαντλητική εκχύλιση λιπιδίων.

Τα προϊόντα σόγιας που έχουν υποστεί λιπαρότητα μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες, οι οποίες διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη.

Αποβουτυρωμένο αλεύρι και δημητριακά - 52-59%, συμπυκνώματα πρωτεϊνών - 65-72%, απομονωμένες πρωτεΐνες - 90-92% (ακατέργαστη πρωτεΐνη από άποψη ξηρής ουσίας).

Ποιότητα σπόρων σόγιας

Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας είναι οι σπόροι σόγιας, ή ακριβέστερα, το άλευρο σόγιας που λαμβάνεται μετά την εξαγωγή ελαίου από σπόρους. Στην παραγωγή όλων των τύπων πρωτεϊνών σόγιας, πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο προσεκτικά καθαρισμένοι, υγιείς, ώριμοι, κίτρινοι σπόροι, με μέγεθος ανά μέγεθος. Η ποιότητα των πρωτεϊνών σόγιας που προκύπτουν εξαρτάται κυρίως από την ποιότητα των αρχικών σπόρων σόγιας. Πρέπει να είναι τουλάχιστον ποιότητας N2 των ΗΠΑ σύμφωνα με τα πρότυπα και τις προδιαγραφές σόγιας των ΗΠΑ.

Μια ανάλυση των τεχνικών προτάσεων ξένων εταιρειών έδειξε ότι οι ξένες εταιρείες επιβάλλουν επιπλέον τις ακόλουθες απαιτήσεις στους σπόρους σόγιας ως πρώτη ύλη για την παραγωγή πρωτεΐνης τροφίμων:

Για τα ελαιουργεία, ένα από τα κύρια βιοχημικά κριτήρια που σχετίζονται με την ποιότητα σύμπλοκο πρωτεϊνώνσπόρους, χρησιμεύει για την αλλαγή του αριθμού οξέος του σπορέλαιου (πυρήνας). Με την αύξησή του πάνω από 1,5-2,0 mg ΚΟΗ, η συνολική περιεκτικότητα σε ακατέργαστη πρωτεΐνη στους σπόρους μειώνεται, οι διαδικασίες υδρολυτικής διάσπασης των πρωτεϊνών εντείνονται, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της περιεκτικότητας σε εύπεπτη και αφομοιωμένη πρωτεΐνη.

Ο δείκτης υγρασίας των σπόρων ορίζεται στο 10-13%. Αυτός ο δείκτης εγγυάται σε κάποιο βαθμό τη διατήρηση της ποιότητας του πρωτεϊνικού μέρους των σπόρων κατά την αποθήκευση και επίσης σχετικά χαμηλό επίπεδοτην ανάπτυξη μικροχλωρίδας, η οποία μπορεί να είναι η αιτία μικροβιολογικής αλλοίωσης πολύτιμων συστατικών των σπόρων και πηγή μόλυνσης των πρωτεϊνικών προϊόντων τροφίμων με τοξίνες. Με χαμηλή περιεκτικότητα σε ξένες (ζιζανίων) ακαθαρσίες (1,0-2,0%) και σπασμένους σπόρους (3,0-10%), μειώνεται επίσης η πιθανότητα μόλυνσης των σπόρων με μικροχλωρίδα και εξαλείφεται ένα ευνοϊκό περιβάλλον για την ανάπτυξή τους. Επιπλέον, σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατόν να ληφθούν τρόφιμα με καλά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά λόγω της μείωσης της ποσότητας των οξειδωμένων λιπιδίων και των προϊόντων της αλληλεπίδρασής τους με πρωτεΐνες στην πρώτη ύλη και της μείωσης της περιεκτικότητας σε ορισμένους επιβλαβείς μεταβολίτες. .

Χαρακτηριστικά σπόρων σόγιας US N2

Επί του παρόντος, κατά την προμήθεια σπόρων σόγιας στη Ρωσία, ισχύει το GOST 17109-88 "Σόγια. Απαιτήσεις για προμήθεια και προμήθεια". Λαμβάνοντας υπόψη ότι δεν περιλαμβάνει τη σειρά βασικούς δείκτεςπου μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα της παραγωγής συμπυκνωμένων πρωτεϊνών σόγιας, η VNIIZh έχει αναπτύξει ειδικές απαιτήσεις για τους σπόρους σόγιας ως πρώτες ύλες για την παραγωγή συμπυκνωμάτων και απομονώσεων.

Τεχνολογίες για τη λήψη πρωτεϊνών σόγιας

Οι βιομηχανικές τεχνολογίες για την παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας έχουν τη δική τους τεχνογνωσία. Ο αριθμός συνδυασμών μεθόδων παραγωγής διαφορετικών προϊόντων είναι απεριόριστος. Ακόμη και στην παραγωγή ενός τύπου προϊόντος, οι τεχνολογίες και ο εξοπλισμός διαφορετικών κατασκευαστών διαφέρουν, γεγονός που προκαλεί μικρές διαφορές στα προϊόντα Συνήθως, οι βρώσιμες πρωτεΐνες σόγιας παράγονται σε ξεχωριστές γραμμές παραγωγής και όχι στις ίδιες γραμμές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λαδιών και γευμάτων ζωοτροφών, όπου θρυμματισμένοι και χαμηλής ποιότητας σπόροι σόγιας εξάγονται σε ζωοτροφές. Μερικοί καλλιεργητές πλένουν τη σόγια για να αφαιρέσουν τη βρωμιά πέτρες.

Μέχρι τώρα, τα περισσότερα από τα προϊόντα πρωτεΐνης σόγιας στον κόσμο παράγονται από λευκό πέταλο (πέταλο απολιπασμένου BL-εξάνιο, που λαμβάνεται από βρώσιμες ποικιλίες αποφλοιωμένων σπόρων σόγιας).

Στη Ρωσία, το άλευρο σόγιας λαμβάνεται στα εργοστάσια, κυρίως σύμφωνα με το σχέδιο προ-συμπίεσης-εκχύλισης, όταν τα πιεστήρια παράγουν μια προκαταρκτική απομάκρυνση του λαδιού πριν από την εκχύλιση. Η απόσταξη του διαλύτη από το γεύμα πραγματοποιείται σε φρυγανιέρες-εξατμιστήρες τύπου vat. Τα προϊόντα εκχύλισης έχουν NSI 50 ή χαμηλότερο λόγω της μετουσίωσης της πρωτεΐνης σόγιας από την υγρασία και τις υψηλές θερμοκρασίες. Σύμφωνα με αυτά τα συστήματα, στον υπάρχοντα εξοπλισμό στη Ρωσία, είναι δυνατό να λαμβάνεται μόνο ελεγμένο σογιάλευρο και μόνο δοκιμασμένο σογιάλευρο από αυτό.

Επί του παρόντος, στην επικράτεια της Ρωσικής Ομοσπονδίας, υπάρχει GOST για τροφικά άλευρα σόγιας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλεύρου σόγιας τροφίμων - GOST 8056-96 "Αλεύρι σόγιας. Προδιαγραφές". Η VNIIZH έχει αναπτύξει ειδικές απαιτήσεις για το άλευρο σόγιας για την παραγωγή συμπυκνωμάτων και απομονωμένων προϊόντων πρωτεΐνης σόγιας.

Απομονώσεις πρωτεΐνης σόγιας

Υπάρχουν πολλά τεχνολογικές διαδικασίεςλήψη απομονωμένων πρωτεϊνών σόγιας. Οι πιο προτιμώμενες τεχνολογίες βασίζονται στην περαιτέρω επεξεργασία του αλεύρου που λαμβάνεται μετά την εξαγωγή ελαίου από σπόρους. Ταυτόχρονα, η ποιότητα των απομονώσεων που λαμβάνονται είναι βέλτιστη και ανταποκρίνεται στις προσδοκίες των καταναλωτών.

Τα περισσότερα από τα προϊόντα απομόνωσης στην αγορά παράγονται με εκχύλιση, καθίζηση και εξουδετέρωση που πραγματοποιείται σε σημεία ρύθμισης pH, και επακόλουθη ξήρανση με ψεκασμό του προκύπτοντος προϊόντος. Στη συνέχεια μπορούν να ενισχυθούν με ασβέστιο εάν προορίζονται για χρήση ως υποκατάστατο γαλακτοκομικών. Μπορούν να κοκκοποιηθούν για να αυξήσουν την πυκνότητα ή να λεκιθινωθούν για να βελτιωθεί η ικανότητα διασποράς.

Παραδοσιακή διαδικασία παραγωγής απομόνωσης

Σε ορισμένες τεχνολογίες, το αδιάλυτο υπόλειμμα του γεύματος πλένεται δύο φορές για να αυξηθεί η απόδοση πρωτεΐνης. Για την παραγωγή απομονώσεων, θα πρέπει να χρησιμοποιείται απιονισμένο νερό επεξεργασίας αντί για τυπικό «σκληρό» ή αλκαλικό νερό. Μερικές φορές ο στόχος είναι να ληφθεί ένα προϊόν απομόνωσης που έχει διαλυτότητα στο ορισμένες αξίες pH αντί να βελτιστοποιεί απλώς την απόδοση της συνολικής πρωτεΐνης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το ένα προϊόν απομονώνεται στις δεδομένες τιμές και το άλλο προϊόν απομονώνεται στο pH του ισοηλεκτρικού σημείου των πρωτεϊνών.

Άλλες μέθοδοι απόκτησης, με βάση τη διαφορά σε μοριακά βάρη, είναι η υπερδιήθηση (UV) και η αντίστροφη όσμωση (00). Η υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιείται συνήθως για τη συγκράτηση στο φίλτρο ή, αντίθετα, για τη διέλευση μορίων μέσω του φίλτρου σύμφωνα με το επιλεγμένο μέγεθος πόρων, και το 00 χρησιμοποιείται για αφυδάτωση και συμπύκνωση.

Δεν υπάρχουν δημοσιεύσεις σχετικά με την πρακτική χρήσης τεχνολογίες μεμβράνηςγια την παραγωγή συμπυκνωμάτων και απομονώσεων πρωτεΐνης σόγιας στις Ηνωμένες Πολιτείες, αναφέρεται μόνο η χρήση τους στην Ιαπωνία και την Ευρώπη.

Οι λειτουργικές ιδιότητες των συμπυκνωμάτων και των προϊόντων απομόνωσης σόγιας μπορούν να τροποποιηθούν πριν από την τελική ξήρανση του προϊόντος, ρυθμίζοντας το pH με νάτριο ή αλκάλιο ασβεστίου και εφαρμόζοντας μηχανική καταπόνηση, χημική τροποποίηση πλευρικών ομάδων πρωτεϊνών και επίσης χρησιμοποιώντας υδρόλυση με πρωτεολυτικά ένζυμα.

Κάτω από με φυσικά μέσααναφέρεται σε θέρμανση και/ή ήπια αλκαλική επεξεργασία, η οποία έχει ως αποτέλεσμα δομικές αλλαγές στη δευτεροταγή και τριτοταγή δομή της πρωτεΐνης χωρίς να σπάει τους ομοιοπολικούς δεσμούς. Τέτοιες φυσικές αλλαγές μπορούν να χαρακτηριστούν ως πρωτεϊνική μετουσίωση. Η μετουσίωση στη ζώνη του αλκαλικού pH οδηγεί σε διάσπαση και ξετύλιγμα της έλικας με το σχηματισμό παχύρρευστων διαλυμάτων ή πηκτωμάτων, ανάλογα με τη συγκέντρωση πρωτεΐνης στο διάλυμα. Οι αλκαλικές συνθήκες μπορούν επίσης να οδηγήσουν στη θραύση των δισουλφιδικών δεσμών.

Οι χημικές μέθοδοι περιλαμβάνουν την τροποποίηση πλευρικών ομάδων πρωτεΐνης με ακυλίωση, φωσφορυλίωση, διαμίδωση για τη βελτίωση των λειτουργικών χαρακτηριστικών. Μια πιο μελετημένη μέθοδος τροποποίησης με ακυλίωση χρησιμοποιώντας οξικό ανυδρίτη. Αυτές οι διαδικασίες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται μόνο στη θεμελιώδη επιστημονική έρευνα.

Το κενό διαδικασίας μεταξύ της εκχύλισης πρωτεΐνης και της ξήρανσης παρουσιάζει εξαιρετικές ευκαιρίες για ενζυμική τροποποίηση.

Τώρα σε βιομηχανική κλίμακα, παράγεται μεγάλος αριθμός πρωτεολυτικών ενζύμων φυτικής, μικροβιακής και ζωικής προέλευσης. Διαφέρουν ως προς την εξειδίκευση του υποστρώματος, την εκλεκτικότητα της υδρόλυσης του πεπτιδικού δεσμού ανάλογα με τον τύπο των αμινοξέων που σχηματίζουν τον πεπτιδικό δεσμό, καθώς και στις βέλτιστες συνθήκες που επηρεάζουν τον ρυθμό αντίδρασης (pH, θερμοκρασία, αναστολείς).

Αφρίζοντας ενζυματικά τροποποιημένες πρωτεΐνες σόγιας είναι ένα παράδειγμα πρωτεϊνών για ειδικές εφαρμογές. Η έλλειψη αλβουμίνης αυγού οδήγησε στην εισαγωγή τριών τύπων αφριστικών παραγόντων (παράγοντες αερισμού) στην αγορά: αλβουμίνες σόγιας, ενζυμικά υδρολύματα που προέρχονται από ακατέργαστη απομόνωση σόγιας και ενζυματικά υδρολύματα που παράγονται απευθείας από αλεύρι σόγιας.

Παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας. ανάγκες και αγορά.

Η παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας υψηλής συγκέντρωσης (απομονωμένα και συμπυκνώματα) συγκεντρώνεται σε εργοστάσια πολλών εταιρειών στις ΗΠΑ, τη Δυτική Ευρώπη, την Ιαπωνία και το Ισραήλ, με κορυφαίες τις Central Soya και ADM (ΗΠΑ), Central Soya Aarhus (Δανία), ADM (Ολλανδία), Protein Technology International - RP (ΗΠΑ), РTI (Βέλγιο), Sogip (Γαλλία), Solbar Hatzor (Ισραήλ), Fuji-PTI (Ιαπωνία), Sanbra (Βραζιλία).

Τα δεδομένα για την παραγωγή προϊόντων πρωτεΐνης σόγιας στον κόσμο είναι αποσπασματικά και πρακτικά δεν δημοσιεύονται. Πιστεύουμε ότι τα πιο αξιόπιστα στοιχεία για τον όγκο παραγωγής απομονώσεων και συμπυκνωμάτων δίνονται από τον D. Chaiuss, ο οποίος εκτιμά τον όγκο παραγωγής συμπυκνωμάτων στον κόσμο στα επίπεδα των 284 χιλιάδων τόνων ετησίως και ο όγκος των απομονωθέντων στελεχών είναι 138 χιλιάδες τόνους ετησίως.

Αυτά τα δεδομένα δεν λαμβάνουν υπόψη την παραγωγή πρωτεϊνών σόγιας στις αναπτυσσόμενες χώρες. Τα τελευταία χρόνια, η ίδια η παραγωγή συμπυκνωμάτων και απομονώσεων πρωτεΐνης σόγιας αναπτύσσεται ενεργά στην Ινδία και την Κίνα. Ωστόσο, δεν υπάρχουν διαθέσιμα συγκεκριμένα δεδομένα για τους όγκους παραγωγής και τα χαρακτηριστικά των πρωτεϊνών που παράγονται σε αυτές τις χώρες.

Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί γρήγορα λειτουργικά συμπυκνώματα, τα οποία παράγονται κυρίως από συμπυκνώματα που λαμβάνονται με τη μέθοδο της εκχύλισης αλκοόλης με επακόλουθη φυσική τροποποίηση. Η υψηλότερη απόδοση συμπυκνωμάτων (48%) από την πρώτη ύλη σε σύγκριση με την απόδοση των προϊόντων απομόνωσης (26%), με συγκρίσιμα λειτουργικά χαρακτηριστικά, καθιστά δυνατό να διαμορφωθεί το επίπεδο τιμών για τα λειτουργικά συμπυκνώματα χαμηλότερα από τα προϊόντα απομόνωσης.

Στη Ρωσία, η πρωτεΐνη σόγιας με τη μορφή συμπυκνωμάτων και απομονώσεων δεν παράγεται. Το αλεύρι σόγιας με υφή παράγεται χρησιμοποιώντας εισαγόμενο αλεύρι σόγιας ως πρώτη ύλη. Για την κάλυψη των αναγκών της βιομηχανίας και του πληθυσμού σε συμπυκνώματα, απομονώσεις και αλεύρι και συμπυκνώματα με υφή, εισάγονται από άλλες χώρες: 48% των συμπυκνωμάτων σόγιας εισάγονται στη Ρωσία από τη Δανία, 31% από τις ΗΠΑ, 7% από τη Γερμανία και 6 % από την Ολλανδία. Οι μεγαλύτεροι όγκοι απομονώσεων εισάγονται από το Βέλγιο - 44%, ακολουθούμενες από την Ολλανδία (24%) και τις ΗΠΑ (14%).

Σύμφωνα με εκτίμηση εμπειρογνωμόνων του Ινστιτούτου Καταναλωτικής Αγοράς και Μάρκετινγκ, η ετήσια ανάγκη για φυτικές πρωτεΐνες τροφίμων στη Ρωσία υπολογίζεται σε 400-450 χιλιάδες τόνους, με την παραγωγή προϊόντων που χρησιμοποιούν φυτικές πρωτεΐνες σε ποσότητα περίπου 10 εκατομμυρίων τόνων. Η πραγματική ανάγκη για τη ρωσική βιομηχανία τροφίμων σε πρωτεΐνες σόγιας υπολογίζεται σήμερα σε 40 χιλιάδες τόνους ετησίως. Μέχρι το 2010, αυτή η ανάγκη, σύμφωνα με τους ειδικούς, θα αυξηθεί απότομα και θα φτάσει τους 85-100 χιλιάδες τόνους ετησίως.

Η χρήση πρωτεϊνών σόγιας στα τρόφιμα παρέχει τα ακόλουθα κύρια αποτελέσματα.

Ιδιαίτερη προσοχή στη σόγια από τις αρχές του 1990 οφείλεται στο γεγονός ότι ταξινομήθηκε ως «λειτουργικό» τρόφιμο, δηλαδή η προσθήκη της σε τρόφιμα δεν θεωρείται απλώς ως «υποκατάστατο ή πληρωτικό κρέατος», αλλά ως συστατικό που έχει προληπτική ή θεραπευτικό αποτέλεσμα σε μια σειρά από ασθένειες. Αυξάνεται η προσοχή στον κόσμο στην πρωτεΐνη σόγιας ως προφυλακτικό παράγοντα για την πρόληψη τέτοιων ασθενειών του αιώνα όπως οι καρδιαγγειακές παθήσεις, η παχυσαρκία, ο διαβήτης, οι νεφρικές παθήσεις κ.λπ.

Στις 10 Νοεμβρίου 1998, ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) ανακήρυξε επίσημα την πρωτεΐνη σόγιας ως προϊόν «υγείας». Για να πληροί τις προϋποθέσεις για αυτήν την κατηγορία, ένα προϊόν πρέπει να περιέχει τουλάχιστον 6,25 γραμμάρια πρωτεΐνης σόγιας ανά μερίδα. Αυτός ο αριθμός βασίζεται στο γεγονός ότι η κατανάλωση 25 g πρωτεΐνης σόγιας την ημέρα μειώνει σημαντικά τα επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα και συνιστάται η κατανάλωση 4 γευμάτων την ημέρα.