Шпаргалка по дисциплине "Биотехнологические основы"

1     В производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки применяют в основном биомассу  дрожжевых клеток Sacharomyces Cerevisiaе, которые обеспечивают спиртовое брожение (анаэробный распад углеводов) пшеничных полуфабрикатов и их разрыхление.

  Суммарное уравнение спиртового брожения может быть выражено следующим образом:   С₆ Н₁₂ О₆ =

=2 С₂ Н₅ ОН + 2 СО₂

Из этого  уравнения следует, что на 180 мас. ед. глюкозы образуется 88 ед. углекислого  газа и 92 ед. этилового спирта, или на 1 мг углекислого газа получается 1,04 мг спирта, причем расходуется 2,04 мг глюкозы.

    Энергетический эффект анаэробного использования углеводов клетками дрожжей невелик; при анаэробном сбраживании глюкозы по приведенному выше уравнению на 1 моль ее выделяется только 117,6 кДж. Отсюда следует, что для получения необходимого количества энергии дрожжи должны сбраживать значительное количество сахара.

  Влияние  температуры на интенсивность спиртового брожения в полуфабрикатах имеет большое значение. При повышении температуры от 20 до 35⁰С интенсивность брожения повышается примерно в 2 раза.

   Важное значение имеет осмочувствительность дрожжевых клеток, то есть их способность сбраживать сахара в растворах хлористого натрия. При выработке хлебных изделий, в рецептуру которых входит сахар, важна устойчивость дрожжей по отношению к высоким концентрациям сахаров, жиров, холоду (притолерантность). 

2  При доступе кислорода спиртовое брожение вытесняется прямым окислением углеводов до углекислого газа и воды с выделением большого количества энергии: С₆Н₁₂О₆ + 3 О₂ = 6 Н₂О + 6 СО₂ + 2830,8 кДж

    Окисление углеводов обусловливает более экономичное расходование энергетических ресурсов живой клеткой. Подавление процесса спиртового брожения в присутствии кислорода получило название «эффекта Пастера» и выражается количественно сравнением величины сбраживания глюкозы в анаэробных и аэробных условиях.

   Следовательно, в зависимости  от наличия кислорода в культуральной среде хлебопекарные дрожжи могут вызывать или спиртовое брожение, или аэробное окисление углеводов. 

3  Возбудителями являются микроорганизмы, присутствующие в муке или дополнительном сырье, или специально добавляемые бактериальные культуры. Различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое гомо– и гетероферментативное, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, маслянокислое. На бродильную активность микроорганизмов оказывают влияние: концентрация среды;

ее состав; температура; кислотность (рН); наличие кислорода; технологическая схема сбраживания; вид бродильного микроорганизма

 Углекислый  газ выделяется при всех видах  брожения, кроме гомоферментативного молочнокислого

. При  пропионовокислом, бутиленгликолевом, ацетоноэтиловом, ацетонобутиловом, маслянокислом и гетероферментативном брожениях выделяется кислород. Этиловый спирт выделяется при всех видах брожения, кроме пропионовокислого.

Уксусная кислота, выделяющаяся при всех видах брожения, кроме спиртового. Молочная же кислота, при молочнокислом и бутиленгликолевом брожении. 
 
 
 
 
 
 
 
 

4  При гомоферментативном молочнокислом брожении:

С₆ Н₁₂ О6 = 2 СН₃ СНОНСООН

При рН 5,0 (кислая среда) – кроме молочной кислоты образуется уксусной и муравьиной кислот и этиловый спирт.

Гетероферментативное  сбраживание глюкозы молочнокислыми бактериями происходит другим путем – пентозофосфатным. При этом типе брожения кроме молочной образуется уксусная кислота. 2С₆Н₁₂О₆=СН₃СНОНСООН+

СОНСН₂СН₂СОН+СН₃СООН+

СН₃СН₂ОН++СО₂+Н₂

  При  этом образуется молочной кислоты 40 % от сброженного сахара, этилового спирта – 10 %, янтарной кислоты – 20 %, уксусной – 10 %, углекислого газа и кислорода приблизительно 20 %. Иногда в бродящей среде накапливается муравьиная кислота. Так же может в небольших количествах ацетон и 2,3 бутиленгликоль. Некоторые виды гомоферментативных молочнокислых бактерий также могут сбраживать пентозы, причем из 3-х молей пентоз образуется 5 молей молочной кислоты. 

5  Различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое гомо– и гетероферментативное, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, маслянокислое.

Этот  тип брожения вызывается многими видами микроорганизмов, встречающихся в пищевом сырье. Суммарное уравнение молочнокислого брожения, вызываемого видом Clostridium, представляется в следующем виде:

С₆Н₁₂О₆ = СН₃СН₂СН₂СООН + 2СО₂ + 2Н₂ + Дж

 Фактически при этом образуется еще уксусная кислота и некоторые другие продукты.  Вид Clostridium acetobacter вызывает как маслянокислое, так и ацетонобутиловое брожение. Если брожение протекает в нейтральной среде, то основным продуктом является масляная кислота, а бутиловый спирт и ацетон образуются в небольшом количестве как побочные продукты. В кислой среде: бутиловый спирт и ацетон представляют собой основные продукты, а в небольшом количестве обнаруживаются и некоторые другие вещества. 

6 Различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое гомо– и гетероферментативное, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, маслянокислое.

Этот  тип брожения заключается в сбраживании глюкозы, а иногда пентоз, в пропионовую и уксусную кислоту. Кроме того образуется углекислый газ и вода:

3С₆Н₁₂О₆ = 4СН₃СН₂СООН + 2СН₃СООН + 2СО₂ + 2Н₂О

 Бактерии, вызывающие этот тип брожения  присутствуют в молочных продуктах, откуда могут попадать в хлебопекарные полуфабрикаты.     Выявлено, что пропионовокислые бактерии являются антагонистами по отношению к Bacillus mesentericus и могут быть использованы в хлебопечении для предотвращения заболевания хлеба «картофельной болезнью». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7 Различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое гомо– и гетероферментативное, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, маслянокислое.

В муке встречаются бактерии Actobacterium aerogenes , которые попадают в закваски и тесто. При 2,3 – бутиленгликолевом брожении образуются молочная, муравьиная и уксусная кислоты, но в иных количественных соотношениях, чем при гетероферментативном молочнокислом брожении, а также 2,3 – бутиленгликоль.

Этот  тип брожения вызывается acetylicum бактериями вида Bakterium acetoacetylicum и протекает по следующему суммарному уравнению:

2С₆Н₁₂О₆ + Н₂О = СН₃СОСН₃ + 2СН₃СН₂ОН + 5СО₂ + 4Н₂ + Дж

Выход этилового спирта и ацетона стабилен и соотношение этих продуктов лежит в пределах  2,5 : 1.

       Для хлебопечения важно, что  некоторые виды бактерий способны сбраживать пентозы. Из пентоз в конечном счете образуются те же конечные продукты, что и из гексоз. Сбраживать пентозы способны такие некоторые виды молочнокислых бактерий, образующие при этом эквимолярные количества d-молочная кислота и углекислый газ. 

8 АЦЕТОНОБУТИЛОВОЕ БРОЖЕНИЕ. Этот тип брожения вызывается многими видами микроорганизмов, встречающихся в пищевом сырье. Суммарное уравнение молочнокислого брожения, вызываемого видом Clostridium, представляется в следующем виде:

С₆Н₁₂О₆ = СН₃СН₂СН₂СООН + 2СО₂ + 2Н₂ + Дж

  Фактически  при этом образуется еще уксусная кислота и некоторые другие продукты. Если реакция среды кислая, то основным продуктом является бутиловый спирт и ацетон.

  Вид  Clostridium acetobacter вызывает как маслянокислое, так и ацетонобутиловое брожение. Если брожение протекает в нейтральной среде, то основным продуктом является масляная кислота, а бутиловый спирт и ацетон образуются в небольшом количестве как побочные продукты. В кислой среде наблюдается обратная картина: бутиловый спирт и ацетон представляют собой основные продукты, а в небольшом количестве обнаруживаются и некоторые другие вещества.

БУТИЛЕНГЛИКОЛЕВОЕ БРОЖЕНИЕ. В муке встречаются бактерии Actobacterium aerogenes , которые попадают в закваски и тесто. При

2,3 –  бутиленгликолевом брожении образуются молочная, муравьиная и уксусная кислоты, но в иных количественных соотношениях, чем при гетероферментативном молочнокислом брожении, а также 2,3 – бутиленгликоль. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9  Прессованные дрожжи – это технически чистая культура дрожжей Saccharomyces cerevisiae, сформированная в брикеты влажностью

67–75 %. Технологическая роль дрожжей в процессе хлебопекарного производства заключается в разрыхлении теста диоксидом углерода, выделяющемся в результате процесса спиртового брожения, придании тесту определенной реологии, а также образовании в результате брожения этилового спирта, участвующего в формировании аромата хлеба.

 ГОСТ 171–81 «Дрожжи хлебопекарные» регламентирует следующие показатели качества: органолептические – вкус, цвет, запах, консистенцию; физико–химические – влажность, подъемную силу, кислотность в день выработки и через 12 суток хранения, стойкость.

Определение быстроты подъема  тестаПодогревают 280 г пшеничной муки (II сорта) в термостате при 35°С (не менее 2 ч); затем отвешивают на технических весах (с точностью до 0,01 г) 5 г дрожжей и нагревают до 35° С 160 мл 2,5%-ного раствора чистой поваренной соли.

  В фарфоровую чашку с навеской дрожжей приливают 15— 20 мл приготовленного раствора соли и содержимое размешивают до исчезновения комочков. Разведенные дрожжи быстро вливают в дежу лабораторной тестомесильной машины с быстротой тестомешения около 135 оборотов в минуту.

После помещения теста в форму на длинные ее борта навешивают поперечную железную перекладину, входящую на 1,5 см в форму; затем форму переносят в термостат, в котором поддерживают постоянную температуру 35° С.

Количество  минут, прошедших со времени внесения теста в форму до момента прикосновения  его к нижнему краю перекладины, считают быстротой подъема теста.

Показатели  ПС и ЗА характеризуют по существу один и тот же процесс – сбраживание  глюкозы зимазным комплексом дрожжей.

Определение   мальтазной   активности  дрожжей

  Навеску дрожжей - 0,5г - разводят 10мл водопроводной воды, подогретой до 30⁰ С в чашечке микроприбора, добавляют 10 мл 10%-ного раствора мальтозы, подогретого до 35°С, чашечку закрывают крышкой с манометрической трубкой и ставят в термостат при 30° С. Далее ведут наблюдение за выделением углекислоты, как при определении активности Микроорганизмов в полуфабрикатах.

  Мальтазная  активность дрожжей определяется временем затрачиваемым на выделение 10 мл углекислого газа навеской дрожжей в 0,5 г при сбраживании 1 г мальтозы.