Безопасность труда при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Реферат

 

      Цель работы: изучить биохимические процессы и использование ферментов в пищевых технологиях.

 

      Задача: изучить биохимические процессы и использование ферментов в пищевых технологиях.

 

       Объект исследования – биохимические процессы

     

                                       ВВЕДЕНИЕ

 

         Истоки современной биотехнологии уходят глубоко в прошлое. С незапамятных времен получали пищевые продукты и улучшали   их   качество   с   использованием   биологических   процессов и агентов. В качестве биологических агентов применялись различные   организмы    (от   животных   до   микроорганизмов) На этом принципе основаны общеизвестные древнейшие способы получения молока, изготовления вин, уксуса, пивоварения, сыроделия, хлебопечения и т. д.

Хотя история пищевых  технологий насчитывает тысячелетия, тем  не  менее  совершенствование их  постоянно  продолжается. В  последнее  время  наметились  перспективы  принципиального сдвига в технологии получения и улучшения качества пищевых продуктов. Это связано  с  переходом  от  использования  целых биологических организмов на клеточный и молекулярный уровни. Появилась возможность конструировать биологические агенты,  изменять структуру молекул, «резать» их на части и соединять по усмотрению исследователя-биотехнолога, извлекать биокатализаторы из естественного клеточного окружения и присоединять с помощью ковалентных или других связей к специальным носителям (тем самым опять-таки изменять структуру молекул) и т.д. В этом и заключается главное и принципиальное отличие традиционных  пищевых технологий и их традиционного научного фундамента  от  современной  биотехнологии.  Следует,  впрочем,  иметь в виду, что четкую грань между технической биохимией и биотехнологией провести достаточно трудно.

Может возникнуть вопрос, почему в разделе,  посвященном промышленным процессам инженерной энзимологии, речь идет в основном  о  получении  пищевых  продуктов.  Дело  в  том, что иммобилизованные ферменты и клетки в основном используют в получении пищевых продуктов и в меньшей степени фармацевтических препаратов. Такое ограничение вызвано весьма малой доступностью  (в широких масштабах)  ферментов, способных катализировать реакции технологической значимости, например, в органической или неорганической химии, нефтехимии, полимерной химии, фармацевтической промышленности и т. д. Напротив, традиционное использование растворимых ферментов в пищевой промышленности создало определенный фундамент для дальнейшего совершенствования методов в этой области.

1. Биотехнологические производства с использованием ферментов микроорганизмов

 

     Большинство  традиционных и новых биотехнологий  основаны на использовании процессов  брожения, гидролиза и синтеза.Особенно широкое распространение получили бродильные производства: производство этилового спирта, виноградных и плодово-ягодных вин, пивоварения, хлибовипичка, молочнопереробне и другие пищевые производства, основу технологии которых составляет процесс брожения.

Брожение - это процесс  распада безазотистых органических веществ под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами.В этом процессе микроорганизмы обычно используют углеводы, которые для них питательным  веществом.

     При порче  продуктов товародвижения чаще сталкиваемся с спиртовым, молочнокислым, уксуснокислым, пропионовокислых, маннитного брожения, брожением целлюлозы, расписание древесины и т.п..

      Спиртовым брожением  называется процесс превращения  сахаров микроорганизмами с образованием  этилового спирта и углекислого газа. В общем виде процесс можно представить химическим уравнением

 

С 6 Н 12 О 6 = 2СН 3 СН 2 ОН + 2СО 2 + энергия.

 

       Возбудителями  спиртового брожения являются  дрожжи, а также некоторые плесневые  грибы, особенно из рода мукоровых, но они, по сравнению с дрожжами, образуют гораздо меньше этилового спирта.

       Спиртовое  брожение, в результате жизнедеятельности  указанных микроорганизмов, может  стать причиной порчи фруктово-ягодных  соков, компотов, сладких вин с  малым содержанием спирта, варенья, джемов, содержащие менее 60% сахара.Вследствие брожения в этих товарах изменяется внешний вид, консистенция, вкус и запах. С спиртовым брожением бороться трудно, потому что многие виды дрожжей не прекращает своей жизнедеятельности даже при температурах О ° С.

       Молочнокислое  брожение происходит под влиянием  гомоферментативных бактерий, которые  образуют преимущественно молочную  кислоту и небольшое количество  побочных продуктов, и гетероферментативных  молочнокислых бактерий, которые при сбраживании сахаров наряду с молочной кислотой (40%), образуют значительное количество других продуктов: янтарную и уксусную кислоты, этиловый спирт , углекислый газ, водород. Общую работу этих двух видов молочнокислых бактерий можно представить такими химическими уравнениями:

 

1) С 6 Н | 2 О 6 = 2СН 3 СНОНСООН + энергия;

 

    сахар молочная  кислота

 

2) С 6 Н, 2 О 6 = СНзСНОНСООН  + СООНСН 2 СН 2 СООН + СНзСООН + СН 3 СН 2 ОН + СО 2 + Н 2 + енергія;

    сахар молочная  кислота бурштинна кислота уксусная кислота этиловый спирт

     Молочнокислые  бактерии часто поражают такие  продукты, как молоко, пиво, сладкие  крепленые вина. В винах появляется  запах квашеной капусты или  соленых огурцов и очень неприятный  вкус, сильно мутнеют.

     Гомоферментативных  виды молочнокислых бактерий способны при брожении накапливать до 3,2% молочной кислоты.Оптимальная температура для развития 25-35 ° С. Молочнокислые бактерии способны сбраживать полисахариды. Очень требовательны к азотного питания, а потому не могут расти в синтетических средах. Также необходимо учитывать, что в благоприятном питательной среде, они способны проводить брожение и при температурах 5 ° С.

    Маслянокислое  брожение вызывается различными  видами маслянокислых бактерий, которые способны в зависимости от имеющегося ферментативного аппарата сбраживать в анаэробных условиях различные углеводы, спирты и другие органические соединения до масляной кислоты. В общем процесс маслянокислого брожения можно представить химическим уравнением

 

С 6 Н 12 О 6 = СН 3 СН 2 СН 2 СООН + 2СО 2 + 2Н 2 + энергтя

    

     Кроме масляной  кислоты в процессе брожения  могут образовываться кроме показанных  веществ еще и уксусная кислота,  бутиловый спирт, капроновая и  каприловая кислоты. Все зависит  от среды, в котором происходит  брожение. Образование масляной кислоты в значительных количествах происходит в нейтральной среде, в кислой среде накапливается бутиловый спирт и ацетон. Маслянокислые бактерии участвуют в минерализации органических веществ, разрушающих пектиновые вещества в растительных тканях. Эту способность маслянокислых бактерий используют при вымачивании льна и других волокнистых растений. При переработке и хранении молока, овощей следует избегать маслянокислого брожения, которое значительно снижает органолептические свойства товаров. Оптимальная температура развития маслянокислых бактерий находится в пределах 30-40 ° С. Споры достаточно термостойкие, выдерживают

кипячение в течение  нескольких минут. Они чувствительны  к кислотности среды, оптимум  рН == 6,9 — 7,3, при рН ниже 4,9 перестают развиваться.

      Уксуснокислое  брожения - это процесс окисления  уксусными бактериями этилового  спирта в уксусную кислоту,  который проходит в две стадии:

 

1) СН 3 СН 2 ОН + О 2 = 2СН 3 СНО + 2Н 2 О 2) 2СН 3 СНО + О 2 = 2СН 3 СООН.

        Так как потребительские субстратом для уксуснокислых бактерий есть спирт, то в аэробных условиях, при наличии кислорода воздуха, уксуснокислое брожение может произойти в продуктах, имеющих в своем составе этиловый спирт в концентрации не выше 10-11%. Оптимальная температура развития уксуснокислых бактерий лежит в пределах 20-35 ° С, Некоторые виды уксуснокислых бактерий способны синтезировать витамины В], В 2 и В | 2 .

        Чаще уксуснокислым брожением  поражаются вина. Продукты, после  уксуснокислого брожения имеют запах уксусной кислоты, становятся мутными и даже ослизняются.

       Уксуснокислое  брожения положен в основу  производства уксусной кислоты  для бытового потребления.

       Пропионовокислое  брожения заключается в том,  что сахар или молочная кислота, а также ее соли, превращаются в пропионовую и уксусную кислоты с выделением углекислого газа и воды

 

1) ЗС 6 НІ 2 О 6 = 4 СН 3 СН 2 СООН + 2СН 3 СООН + 2СО 2 + 2Н 2 О + энергия (1)

сахар пропионовая к-та уксусная к-та

 

2) ЗСНзСНОНСООН — 2СН 3 СН 2 СООН + СН 3 СООН + С0 2 + Н 2 0 + энергия (2)

 

     Пропионовокислые  бактерии близки молочнокислым  бактериям и нередко размножаются в субстратах с ними. Оптимальная температура развития — 30-35 ° С, но достаточно хорошо растут и при температурах 15-20 ° С. Раскладывают также аминокислоты (дезаминують их), при этом образуются жирные кислоты. Пропионовокислые бактерии применяют для получения получения витамина 12 .

 

      Пропионовокислое  брожения вызывает порчу вин:  в отрицательную сторону изменяют  запах, вкус и цвет вина. Используется  для формирования специфического  острого вкуса в сычужных сырах.

     Брожение целлюлозы - заключается в ее разрушении в анаэробных условиях с образованием масляной и уксусной кислот, углекислого газа, этилового спирта, водорода или метана. Целлюлоза (клетчатка) является одним из самых сложных полисахаридов, для которых характерен очень большая устойчивость. Но под влиянием фермента целлюлозы, выделяется соответствующими бактериями, клетчатка гидролизуется, распадаясь на более простые соединения типа целлобиоза, что под действием фермента целоллобиазы разлагается до глюкозы, которая уже подвергается сбраживанию. В зависимости от видов целюлозоруйнуючих бактерий брожения происходит по типу водородной брожения или по типу метанового брожения. При метанового брожения клетчатки образуются много газообразных продуктов, а среди кислот преобладает уксусная.[1]

 

      Целюлозоруйнивни  бактерии широко распространены  в природе. Оптимальная температура  для развития 30-35 ° С. Они играют  большую роль в разложении  сточных и бытовых вод. Однако  могут наносить значительный  ущерб, разрушая бумагу, книги, хлопчатобумажные ткани, рыболовные сети, обмотку кабелей и другие материалы и товары из клетчатки. Каждый в своей жизни сталкивался со случаем, когда хорошая обувь расползалось по швам. Как следствие человек становится беднее, а общество при небрежном обращении с товаром также обеднеет.

 

2. Разложение жира и жирных кислот. Разрушение. Возбудители, условия. Практическое значение

 

 

     Естественные жиры и жирные масла растительного и животного происхождения представляют собой твёрдые и полутвёрдые (жиры) или жидкие (масла) триглицериновые смеси. Животные жиры, кроме жиров морских животных и молочного жира, состоят из насыщенных высших жирных кислот: пальмитиновой и стеариновой, а растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: масляную, линолевую, линоленовую.

   По сравнению со многими другими пищевыми продуктами чистые жиры и масла значительнее подвержены порче в результате химических превращений, чем в результате жизнедеятельности организмов. Это связано с тем, что микроорганизмы содержат недостаточное количество ферментов, расщепляющих жиры. В чистых жирах и маслах отсутствует вода, жизненно необходимая микроорганизмам, мало и минеральных питательных веществ. Несмотря на это, в свином жире, содержащем всего 0,3% воды, встречаются липофильные бактерии, образующие липазы, микрококки и споры Asp. niger.

    Порча жиров ускоряется многими факторами: светом, кислородом влажностью. В процессах ферментативного расщепления жиров могут участвовать не только микроорганизмы, разрушающие жиры, но и ферменты, содержащиеся в сами пищевых продуктах. Испорченные жиры и масла называют прогорклыми. Из-за неприятного запаха и вкуса они непригодны

для питания людей. Прогорклость жира вызывается окислительными и гидролитическими процессами, которые чаще всего протекают одновременно. Главной причиной прогорклости является окисление ненасыщенных жирных кислот под действием липоксигеназ , что ведёт к образованию альдегидов и кетонов. Кислотная прогорклость происходит из-за гидролитического расщепления триглицеридов с освобождением жирных кислот. Низкомолекулярные жирные кислоты, например масляная кислота, которая содержится в большом количестве в маслах, является дуронопахнущей водорастворимой жидкостью с острым вкусом.

 

    Глицерин, накапливаемый в жирах при полном их ферментативном гидролизе микроорганизмами, хорошо используется и потребляется бактериями.

     Трудно расщепляемые жирные кислоты, освобождающиеся при разложении жира, переходят в субстрат, накапливаются и подвергаются дальнейшим превращениям.

     Жирные кислоты, имеющие среднюю длину цепей с 4-12 атомами углерода, могут расщеплять бактериями и гифомицетами до метилкетонов, которые интенсивно воздействуют на органы чувств, так как они ответственны за неприятный запах и вкус прогорклых продуктов. Метилкетоны могут превращаться с помощью редуктаз грибов во вторичные спирты. Витамин Е и другие антиоксиданты могут препятствовать окислению жиров. Порча фосфатидсодержащих пищевых продуктов происходит в результате гадролиза с образованием 3-метиламинаN(CH3) 3 , из которого путём окисления получается окись 3-метиламина, придающая характерный привкус рыбе. В прогорклых жирах и маслах также встречаются моно- и диглицериды , окси- и гидрооксижирные кислоты, вторичные спирты и лактоны.Прогорклость воспринимается органами чувств человека как весьма неприятное свойство продукта. Даже незначительное содержание прогорклого жира может привести к невозможности потребления содержащих эти жиры пищевых продуктов. Например, прогорклое кокосовое масло, добавленное даже в очень малых количествах в выпекаемые изделия, отрицательно сказывается на вкусовых качествах готового продукта. Некоторые разрушающие жиры микроорганизмы (кокки, споровые бактерии, гифомицеты) образуют жёлтые, красные или коричневые жирорастворимые пигменты (красящие вещества), которые путём диффузии попадают в пищевой продукт и вызывают нежелательное окрашивание его.