Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

 

 

 

Синтетические способы производства пищевых продуктов


Для человеческой популяции лимитирующим фактором для ее роста может быть отсутствие возможностей по наращиванию производства продуктов питания, обусловленное изменением климатических условий, снижением плодородия почв, недостатком площадей для выращивания продовольственных культур, кормов для животных, пастбищ; истощением запасов полезных ископаемых.

В России, занимающей общую площадь 17,0млн. км2 для эффективного земледелия пригодны лишь 5,51млн. км2 (32,4%); в КНР - 62,2%, в Канаде - 36,4%. Россия - наиболее холодная страна в мире. В Канаде самые холодные города находятся на широтах Киева или Курска.

Некоторые перспективы в производстве дополнительного количества белка заложены в микробиологическом методе, на основе культивации масс бактерий, дрожжей, плесневых грибков или низших водорослей.

Одноклеточный белок, как видно из этих данных, удваивает свою массу гораздо быстрее традиционных поставщиков белка.

Кроме того, микробиологический белок характеризуется следующими особенностями:

Время, необходимое для удвоения массы некоторым организмам

Продуценты белка

Время удвоения массы

Бактерии и дрожжи

0,3 - 2,0 ч.

Плесневые грибы и водоросли

2 - 6 ч.

Злаки

1 - 2 нед.

Цыплята

2 - 4 нед.

Поросята

4 - 6 нед.

Крупный рогатый скот

1 - 2 мес.

1)      Содержит кроме собственно белка (50 - 60% сухой массы), другие важные питательные вещества - витамины, углеводы, ферменты, минеральные соли, липиды и т.д. 1т дрожжей способна по пищевой ценности заменить 7 - 8т кормовых злаков.

2)      Продуцируется с необычайно высоким эффектом. Например, ферментационные установки, производящие одноклеточный белок и занимающие около 3км2 земной поверхности, могут дать 10% пищевых продуктов дополнительно к мировым ресурсам. На одинаковых площадях сине-зеленая водоросль Spirulina дает урожай в 10 раз больше и более высоким содержанием белка, чем пшеница.

3)      В качестве сырья (субстрата) для своего роста микроорганизмы могут использовать самые разнообразные вещества, включая отходы.

4)      Одноклеточный белок способен повысить ценность пищи в качестве дополнительного компонента для сбалансированности продукта по аминокислотам. В зерновых злаках, кукурузе и рисе практически отсутствуют незаменимые аминокислоты: лицин, триптофан, треонин, метионин.

Таким образом, пищу можно синтезировать с помощью живых реакторов - микроорганизмов. Их питание можно обеспечивать за счет таких простых веществ как СО2, NH3, H2 и Н2О, дешевых углеводородных и углеводных субстратов из нефти и отходов переработки пищевых продуктов.

В 1985г. в Англии создан биопродукт микопротеин ( от греч. мике - гриб и протеин - белок), изготавливаемый из биомассы грибов рода Fusarium. По пищевой ценности он не уступает мясу, т.к. содержит около 45% белков и 13% растительного жира. Его добавляют в различные консервы, блюда и полуфабрикаты.

Из водорослей внимание биотехнологов привлекает прежде всего хлорелла, спирулина и анабена. Последняя используется на рисовых полях, т.к. ее способность фиксировать азот из воздуха позволяет экономить искусственные удобрения.

Продуктивность и экономическая эффективность получения микробиомассы зависит от выбора субстрата, стоимость которого составляет 40 - 50% затрат на производство белка.

В России микробиологический белок, называемый белково-витаминным концентратом (БВК или паприн), широко используют в качестве кормовых добавок в птицеводстве, животноводстве и рыбном хозяйстве.

     Выход биомассы, культивируемой на различных субстратах

Субстрат

Выход биомассы

на 1 г субстрата, г

н-Алканы

1,0

Метан

6,62

Метанол

0,50

Этанол

0,75

Глюкоза

0,50

Крахмал

0,50

Целлюлоза

0,50

В последнее время остро дискутируется вопрос экологической чистоты микробиологических заводов. Тяжелое экологическое состояние некоторых городов (Кириши, Томск, Кременчуг, Новополоцк) экологи связывают с функционирующими здесь заводами по производству БВК, требуя закрытия или перепрофилирования последних БВК, однако, по свидетельству компетентных ученых, может быть опасен для человека лишь тогда, когда попадает в существенных количествах в нос, глаза, легкие и т.д., т.е. ведет себя как аллерген, сенсибилизирующий организм (повышающий чувствительность) аналогично весенней пыльце растений.

Вторая больная точка, связанная с БВК, получаемым на основе углеводородов, - проблема остаточных парафинов. Дело в том, что дрожжи, выращиваемые на жидких углеводородах, содержат в протоплазме запасенный субстрат. Эти захваченные клеткой парафины необходимо удалять, т.к.  они представляют серьезную опасность, загрязняя кормовой белок и делая его токсичным. Дополнительный этап в производстве БВК - стадия дозревания дрожжей, когда они, будучи посаженными на диету, вынуждены расходовать запасенные углеводороды, - позволяет решить эту проблему.

Таким образом, необходимо усовершенствовать саму технологию производства, сделав ее герметичной, не допуская выбросов и подвергая дополнительно специальной обработке кормовой концентрат. Рассчитывать здесь (опять-таки) приходится на ответственность и экологическую образованность человека.

Микроорганизмы используются биотехнологами не только для получения пищевого белка. Они служат также поставщиками других полезных человеку веществ:

алкалоидов;органических кислот;

аминокислот;                                                   пигментов;

антибиотиков;                                            полисахаридов;

антиоксидантов;                                         ферментов;

витаминов;                                                 фитогормонов;

нуклеозидов                                               фармакологических

и нуклеотидов                                            препаратов и др.

Вопросы, связанные с использованием микроорганизмов, или продуцентов важного химического сырья, изучаются биотехнологией и выходят за рамки настоящего пособия.

Отметим только, что эта область науки, как и многие другие, смежные с ней, базируется, в том числе и на знаниях экологического и биохимического характера. Достаточно вспомнить тот факт, что микроорганизмы успешно используются для детоксикации промышленных и бытовых отходов. Кроме того, они могут служить отличными индикаторами чистоты окружающей среды в системе экологического контроля и мониторинга.

При выборе одного из двух возможных путей синтеза того или иного полезного вещества: химического синтеза (в реакторе) или биосинтеза (с использованием живой клетки) человек должен учитывать важные факторы - экологической чистоты и безопасности производства.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: