1. Opisz czynniki wewnętrzne, zewnętrzne i analityczne wpływająca na jakość mięsnych produktów fermentowanych.
Na jakość mięsnych produktów fermentowanych wpływają czynniki:
· Wewnętrzne
o Rodzaj drobnoustrojów wchodzących w skład kultury starterowej
o Jakość surowców, dodatków
o Receptura
o Zawartość soli
o Zawartość sacharydów
o Stan rozdrobnienia
o I cos jeszcze ale nie mam
· Zewnętrzne
o Temperatura
o Wilgotność względna powietrza
o Szybkość przepływu powietrza
o Dym i dostępność tlenu
· Analityczne
o Stopień zakwaszenia i pH
o Aktywność wody
o Potencjał redox
o Zwięzłość
o Ubytek masy
I to raczej cała odpowiedź na to pytanie. Można dopisać, że:
Mikroorganizmy stosowane do produkcji fermentowanych wyrobów mięsnych to:
· bakterie kwaszące
· bakterie redukująco-aromatyzujące
· mikroflora powierzchniowa – pleśnie, drożdże, mikroflora mieszana
Bakterie kwaszące produkują kwasy z cukru zawartego w mięsie. Wytworzony kwas powoduje obniżenie pH co sprzyja żelowaniu, rozpadowi białek mięsa i nadaje kiełbasom stabilną konsystencję (Lactobacillius curratus). Niskie pH powoduje wzrost drobnoustrojów patogennych i gnilnych (E.coli, Salmonelli, Clostridium botulinum), np. w kiełbasie salami (pH <5,3), kiełbasie typu metka (pH >5,3).
Lactobacillus rozwijając się w farszu mięsnym, zużywa składniki pokarmowe, ich produkty przemiany materii uniemożliwiają rozwój innych mikroorganizmów. Z upływem czasu fermentacji, na skutek ich zbyt dużej liczby, nie rozwijają się i giną.
2. W których procesach technologii fermentacyjnych mają zastosowanie fermentacje alkoholowe?
Fermentacja alkoholowa przeprowadzana jest przez drożdże i jest wykorzystywana do produkcji napojów alkoholowych oraz przy wypieku ciasta.
Istota fermentacji alkoholowej polega na przemianie cukru w alkohol i CO2 pod wpływem drożdży.
Ogólny zapis fermentacji alkoholowej:C6H12O6+2ADP+2Pi->2C2H5OH+2ATP+2CO2C6H12O6-glukoza
W przemyśle piekarskim fermentacja alkoholowa nadaje porowatą strukturę ciasta przez drożdże Saccharomyces cerevisiae. Celem jest spulchnianie ciasta przez wytworzony ditlenek węgla, który w postaci pęcherzyków nadaje ciastu strukturę gąbczastą (zwiększa objętość ciasta).
W przemyśle spirytusowym fermentacja alkoholowa występuje podczas fermentowania zacieru. Rozpoczyna się po dodaniu drożdży S. cerevisiae, trwa 2-3 doby w temperaturze 30oC. Fermentowanie zacieru dzielimy na 3 etapy:
1. zafermentowanie (silne namnożenie drobnoustrojów)
2. fermentacja główna (wydzielanie CO2 i rozkład maltozy)
3. dofermentowanie (hydroliza dekstryn, przekształcenie cukrów w etanol)
W przemyśle winiarski występuje fermentacja moszczu. Fermentacja ta jest trójfazowa i przebiega w temperaturze 10 – 25oC.
Etapy fermentacji:
1. zafermentowanie
2. fermentacja burzliwa
3. dofermentowanie
Dla wina białego trwa 2-3 dni dla wina czerwonego 3-10 dni.
W przemyśle piwowarskim fermentacja alkoholowa występuje podczas fermentacji brzeczki. Zawarte w brzeczce cukry zmieniają się dzięki enzymom drożdży (Saccharomyces) w alkohol etylowy i CO2. Fermentacja trwa 10 – 12 dni w temperaturze 5 – 8oC w przypadku użycia drożdzy fermentacji dolnej i 15 – 20oC w przypadku drożdży fermentacji górnej.
3. Gdzie maja zastosowanie bakterie mlekowe w przemyśle spożywczym?
4. Co może być celem procesów biotechnologicznych?
Podstawowym celem współczesnej biotechnologii jest zmodyfikowanie mikroorganizmów i komórek roślinnych i zwierzęcych tak, aby procesy życiowe nowych organizmów były szybsze, wydajniejsze, tańsze i dostarczały nowych metabolitów
Cele:
1. Rolnictwo i produkcja żywności:
· Zwiększenie odporności na szkodniki i choroby, szczególnie wirusowe, co umożliwi ograniczenie ilości stosowanych chemikaliów w produkcji rolnej i podczas magazynowania
· Przystosowanie roślin do ekstremalnych warunków, np.. zasolenia gleby, suszy, mrozów, krańcowych pH gleby,
· Stosowanie określonych preparatów chemicznych, które będą niszczyć chwasty, ale nie rośliny uprawne
· Poprawienie parametrów technologicznych upraw i hodowli (m.in. ich trwałości, zawartości tłuszczów i wody w produktach)
· Wzrost wydajności produkcji rolnej (zmniejszenie kosztów i energochłonności)
· Podnoszenie wartości odżywczej (np. zwiększenie zawartości aminokwasów niezbędnych w zbożach oraz roślinach strączkowych)
· Poprawa lub nadanie nowych cech jakościowych
2. Ochrona zdrowia:
· Nowe metody diagnostyczne (analiza DNA)
· Produkcja hormonów i białek z zastosowaniem technik inżynierii genetycznej zamiast tradycyjnych metod
· Profilaktyka i leczenie nieuleczalnych dotąd chorób
3. Ochrona środowiska:
· Usuwanie zanieczyszczeń z wykorzystaniem mikroorganizmów (np. zanieczyszczeń ropą lub metalami ciężkimi)
· Monitorowanie skażeń
· Uruchamianie mikrobiologicznych oczyszczalni odpadów
4. Przemysł chemiczny:
· Produkcja rzadkich i cennych odczynników z zastosowaniem biosyntezy
· Wykorzystanie w różnych technologiach mikroorganizmów zamiast metod chemicznych (np. wybielanie papieru w papierniach)
5. Przedstaw mechanizmy regulacji biosyntezy metabolitów wtórnych przez mikroorganizmy na przykładzie biosyntezy antybiotyków.
Mechanizmy regulacji metabolicznej decydują o:
-inicjacji procesu biosyntezy
-kontroli jego szybkości, wydajności i czystości chemicznej produktu
-zakończeniu procesu biosyntezy
Na produkcję metabolitów wtórnych uwalnianych do środowiska, w tym antybiotyków, mają wpływ:
-wyczerpywanie się składników podłoża
-nagromadzenie produktów toksycznych
-nieodwracalna inaktywacja lub degradacja enzymów
-zahamowanie syntezy (resyntezy) enzymów
W inicjacji biosyntezy idiolidów w idiofazie poprzez derepresję specyf. enzymów szlaku biosyntezy podstawową rolę odgrywa wyczerpanie się w podłożu łatwo przyswajalnych składników pożywki, tj.
-glukoza lub inne łatwo przyswajalne źródła C i energii
-jon amonowy
-jon fosforanowy
Mechanizmy represji (derepresji) katabolicznej w biosyntezie antybiotyków:
-efekt glukozowy
-represja biosyntezy związana z nadmiarem jonu amonowego w podłożu
- represja biosyntezy związana z nadmiarem jonu fosforowego w podłożu
(stężenie nie powinno przekraczać 10 mmol/dm3, a czasami powinno wynosić nawet < 1 mmol/dm3)
Mechanizmy sprzyjające syntezie antybiotyków (autoregulatory):
-czynnik A (lakton kwasu 2-izokapronoilo-3-hydroksymetylo-4-hydroksybutanowego wytw. przez szczepy Streptomyces griseus prod. streptomycynę)
Proces biosyntezy antybiotyków:
-prowadzenie hodowli drobnoustrojów w bioreaktorze z mieszaniem i napowietrzaniem, w podłożu zapewniającym pełne wykorzystanie metaboliczne potencjału szczepu produkcyjnego
-podstawowym składnikiem podłoża jest źródło węgla i enzymów, wykorzysta. do namnażania kom. i syntezy produktu monosacharydy i disacharydy (sacharoza i laktoza)
-źródło azotu: sole amonowe, woda amoniakalna, najczęściej mąka sojowa lub kukurydziana oraz namok kukurydz.
-zestaw soli mineral.
-CaCO3 jako czynnik neutralizujący powstanie kwasów org.
-podłoża produkcyjne mogą zawierać specjalne składniki tj. czynniki wzrostu (wybrane aa-y i wit.); prekursory produktu końcowego.
Proces biosyntezy przebiega głównie w 2 etapach:
-w fazie wzrostu (trofofaza)- wykorzysta. źródeł węgla i energii, intensywne procesy metaboliczne
-faza przejściowa- zaczynają być syntetyzowane enzymy odpowiedzialne za syntezę penicyliny
-głównie w fazie produkcyjnej (idiofazie) prod. jest głównie penicylina
6. Na czym polega produkcja szczepionek przemysłowych?
Produkcja szczepionek przemysłowych polega na:
-namnożeniu szczepów składowych w optymalnych środowiskach hodowlanych;
-uzyskaniu dużej liczby kom. w stanie pełnej aktywności bichem.;
-standaryzacji składu gatunkowego, tj. zestawienia właściwych proporcji gatunków czy szczepów stanowiących o przydatności szczepionki w warunkach produkcyjnych (podczas konstrukcji szczepionek wieloskładnikowych);
-zabezpieczaniu żywotności kom. i ich właściwości biochem. poprzez odp. utrwalanie szczepionki.
7. Znaczenie biotechnologii dla współczesnego społeczeństwa
Biotechnologia jest najstarszym kierunkiem gospodarczej działalności człowieka, pomimo, że sam termin został wprowadzony w naszych czasach. Już 7 tyś. Lat temu najstarszymi technikami biotechnologii były: wypiek chleba, wyrób produktów mlecznych, produktów fermentacji – wino, piwo. Wyróżniamy 3 okresy:
- okres przedpasteurowski do XIX w. Człowiek wykorzystywał mikroorganizmy i mechanizmy do produkcji, nie mając świadomości o ich istnieniu.
- okres przejściowy II poł. XIX w. do lat 40 XX w. Była to era mikrobiologicznych początków współczesnej biotechnologii, wykorzystującej czyste kultury drobnoustrojów w warunkach aseptycznych. L. Pasteur udowodnił, że drożdże fermentują cukier.
- era nowoczesnej biotech. od lat 40 XX w. wiązała się z uruchamianiem wielkoprzemysłowej produkcji antybiotyków, witamin, nukleotydów, hormonów roślinnych takich jak gibereliny, leków steroidowych. Do produkcji wyosobniono z naturalnego środowiska wydajne szczepy mikroorg. i ulepszono je przez stosowanie mutagenizacji. Nowoczesne metody genetyczne rozwinięto w latach 70.
Biotechnologia ma szerokie zastosowanie. Wykorzystywana jest w wielu dziedzinach:
- W przemyśle stosowana jest biała biotechnologia. Wykorzystuje ona żywe kom. np. pleśni, drożdży czy bakterii oraz enzymy do wytwarzania nowych produktów i inicjowania procesów przetwórczych. Mikroorganizmy wykorzystywane w białej biotechnologii są zwykle zmodyfikowane przy zastosowaniu inżynierii genet. Ulepszane w ten sposób kom. mikroorg. pracują jako komórkowe fabryki w bioreaktorach produkując np. liczne enzymy. W przemyśle spożywczym biotechnologia wykorzystywana jest do ulepszania żywności, produkcji witamin, kultur podstawowych i zakwasów. W przemyśle chemicznym wykorzystywana jest w katalizie enzymatycznej, bioenergetyce, biotransformacjach, bioplastiku.
- W medycynie jest stosowana czerwona biotach. Wykorzystuje się ją przy tworzeniu nowych leków w diagnostyce, profilaktyce i leczeniu dotychczas nieuleczalnych chorób. Ulepszone mikroorg. wytwarzają antybiotyki, witaminy, szczepionki i białka na użytek medycyny. Preparaty biotechnologiczne stanowią obecnie ok. 20% sprzedawanych leków i ok. 50% nowych, badanych leków
- W rolnictwie stosowana jest biotech. zielona. Wykorzystywana jest do: ulepszania gatunków roślin uprawnych o dużym znaczeniu gospodarczym, wytworzenia nowych, korzystnych cech roślin umożliwiających im przetrwanie, podnoszenia wartości odżywczej lub przetwórczej. Stosując modyfikacje genetyczne roślin można nadać im różne cechy np.: odporność na herbicydy, odporność na szkodniki i choroby. Można także uzyskać wiele korzyści: polepszenie składu aminokwasów białek, polepszenie barwy owoców, wprowadzenie białek odżywczych lub funkcjonalnych, usunięcie alkaloidów, wzbogacenie w Wit. C. Biotechnologia wykorzystywana jest także do klonowania zwierząt oraz nadawania im różnych cech.
- W ochronie środowiska biotech. wykorzystywana jest w oczyszczalniach ścieków i utylizacji odpadów.
8. Modyfikacje genetyczne surowców roślinnych wpływające na jakość żywności i ułatwiających procesy przetwórcze.
Zadaniem biotechnologii jest m.in. zwiększenie i polepszenie tradycyjnej produkcji roślinnej. Dąży się do zwiększenia wydajności plonowania, przez:
-zwiększenie odporności roślin uprawnych na: chemiczne środki ochrony, niesprzyjające warunki, szkodniki, choroby i herbicydy;
-zwiększenie zawartości aminokwasów niezbędnych w podstawowych frakcjach białek zbóż oraz roślin strączkowych (modyfikacji genów strukturalnych w kierunku wprowadzenia dodatkowych kodonów biorących udział w biosyntezie metioniny lub lizyny);
-wprowadzenie do genomu rośliny genów kodujących biosyntezę białek o korzystniejszej wartości biologicznej i lepszych właściwościach funkcjonalnych, a nawet leczniczych;
-zmniejszenie kosztów i energochłonności produkcji rolnej przez zwiększenie wydajności fotosyntezy (genetycznego doskonalenia enzymów, które powodują asymilacje CO2 oraz
białek chloroplastowych, w celu zwiększenia ich poziomu w komórce i aktywności biologicznej);
-zwiększenie biologicznego wiązania azotu i jednoczesne ograniczenie strat azotu w procesach nitryfikacji i denitryfikacji (pszenica, kukurydza) ;
Doskonalenie składu chemicznego i właściwości użytkowych roślin jest przedmiotem badań genetyków od dawna. Przykładem efektów tych prac są wyhodowane w Polsce, z udziałem technik genetyki mendlowskiej, odmiany rzepaku "dwuzerowego". Nasiona tych odmian nie zawierają związków wolotwórczych, a w składzie frakcji olejowej nie występuje kwas erukowy. Innym przykładem jest wyhodowanie pszenżyta, zboża o dobrej plenności w polskich warunkach klimatycznych oraz dużej przydatności technologicznej. Postęp w biologii molekularnej oraz opanowanie technik inżynierii genetycznej zwiększyło możliwości polepszenia składu chemicznego oraz właściwości roślin stosowanych w technologii żywności.
Istnieje sporo przykładów wyhodowania roślin transgenicznych, których nowe właściwości wychodzą naprzeciw zainteresowaniom technologów żywności.
Przykładem sa ziemniaki transgeniczne:
1uzyskano zwiększenie zawartości skrobi w bulwach; 2odmiany transgeniczne, u których występuje wyłącznie amylopektyna są surowcem bardziej przydatnym w technologii krochmalu; 3 mała zawartość sacharydów redukujących oraz zwiększony poziom cyklodekstryn; 4 wyhodowano odmiany u których zmniejszono aktywność oksydazy polifenolowej odpowiedzialnej za ciemnienie miąższu; 5 zmniejszeni zawartości alkaloidów pogarszających smak bulw; 6 odporne na stonkę (gen z bakterii Bacillus thuringensis).
Innym przykładem dokonań inżynierii genetycznej, o dużym znaczeniu praktycznym, są odmiany pomidorów transgenicznych:
1 uzyskano odmiany pomidorów odpornych na choroby grzybicze, bakteryjne, wirusowe; 2 pomidory charakteryzujące się tolerancją na herbicydy, np. glufosiat (Basta) i glifosat (Roundup); 3 owoce charakteryzujące się brakiem aktywności poligalakturonazy -owoce pomidorów modyfikowanych w ten sposób, nie miękną podczas dojrzewania, są odporne na marszczenie i pękanie podczas tzw. przejrzewania, maja także lepsze właściwości przetwórcze, otrzymuje się z nich więcej koncentratu; 4 częściowo zahamowano aktywność esteraz pektynowych -owoce tych pomidorów mają większą zawartość suchej substancji.
Obok regulacji syntezy substancji zapasowych celem modyfikacji genetycznych j...
Elesmera