Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Биотехнология молочных продуктов



Спектр продуктов питания, получаемых при помощи микроорганизмов, обширен. Это продукты, получаемые в результате брожения - хлеб, сыр, вино, пиво, творог и так далее. До недавнего времени биотехнология использовалась в пищевой промышленности с целью усовершенствования освоенных процессов и более умелого использования микроорганизмов, но будущее здесь принадлежит генетическим исследованиям по созданию более продуктивных штаммов для конкретных нужд, внедрению новых методов в технологии брожения.

Получение молочных продуктов в пищевой промышленности построено на процессах ферментации. Основой биотехнологии молочных продуктов является молоко. Молоко представляет собой прекрасный субстрат для развития микроорганизмов. В сквашивании молока обычно принимают участие стрептококки и молочнокислые бактерии. Путем использования реакций, которые сопутствуют главному процессу сбраживания лактозы получают и другие продукты переработки молока: сметану, йогурт, сыр и т.д. Свойства конечного продукта зависят от характера и интенсивности реакций ферментации. Те реакции, которые сопутствуют образованию молочной кислоты, определяют обычно особые свойства продуктов. Например, вторичные реакции ферментации, идущие при созревании сыров, определяют вкус отдельных их сортов. В таких реакциях принимают участие пептиды, аминокислоты и жирные кислоты, находящиеся в молоке.

Все технологические процессы производства продуктов из молока делятся на две части: 1) первичная переработка - уничтожение побочной микрофлоры; 2) вторичная переработка. Первичная переработка молока включает в себя несколько этапов. Сначала молоко очищается от механических примесей и охлаждается, чтобы замедлить развитие естественной микрофлоры. Затем молоко сепарируется (при производстве сливок) или гомогенизируется. После этого проводят пастеризацию молока, при этом температура поднимается до 80 оС, и оно закачивается в танки или ферментеры. Вторичная переработка молока может идти двумя путями: с использованием микроорганизмов и с использованием ферментов. С использованием микроорганизмов выпускают кефир, сметану, творог, простокваши, казеин, сыры, биофруктолакт, биолакт, с использованием ферментов - пищевой гидролизат казеина, сухую молочную смесь для коктейлей и т.д. При внесении микроорганизмов в молоко лактоза гидролизуется до глюкозы и галактозы, глюкоза превращается в молочную кислоту, кислотность молока повышается, и при рН 4-6 казеин коагулирует.

Молочнокислое брожение бывает гомоферментативным и гетероферментативным. При гомоферментативном брожении основным продуктом является молочная кислота. При  гетероферментативном брожении образуются диацетил (придающий вкус сливочному маслу), спирты, эфиры, летучие жирные кислоты. Одновременно идут протеолитические и липолитические процессы, что делает белки молока более доступными и обогащает дополнительными вкусовыми веществами.

Для процессов ферментации молока используются чистые культуры микроорганизмов, называемые заквасками. Исключение составляют закваски з0щщщщщщщщщдмолочнокислых грибков и молочнокислых бактерий. Этот симбиоз в лабораторных условиях воспроизвести не удалось, поэтому поддерживается культура, выделенная из природных источников. При подборе культур для заквасок придерживаются следующих требований:

- состав заквасок зависит от конечного продукта (например, для получения ацидофилина используется ацидофильная палочка, для производства простокваши - молочнокислые стрептококки);

- штаммы должны отвечать определенным вкусовым требованиям;

- продукты должны иметь соответствующую консистенцию, от ломкой крупитчатой до вязкой, сметанообразной;

- определенная активность кислотообразования;

- фагорезистентность штаммов (устойчивость к бактериофагам);

- способность к синерезису (свойству сгустка отдавать влагу);

- образование ароматических веществ;

- сочетаемость штаммов (без антагонизма между культурами);

- наличие антибиотических свойств, т.е. бактериостатическое действие по отношению к патогенным микроорганизмам;

- устойчивость к высушиванию.

Культуры для заквасок выделяются из природных источников, после чего проводится направленный мутагенез и отбор штаммов, отвечающих перечисленным выше требованиям. Биотехнологии на основе молока включают, как правило, все основные стадии биотехнологического производства, которые можно рассмотреть на примере сыроварения.

Производство сыра, или сыроделие (сыроварение) - один из древнейших процессов, основанных на ферментации. Сыры бывают самые разнообразные - от мягких  до твердых. Мягкие сыры содержат много воды, 50-60 %, а твердые - мало, 13-34 %. На первом этапе идет подготовка молока (первичная обработка). На втором - готовится культура молочнокислых бактерий. Микроорганизмы подбираются в определенной пропорции, обеспечивающей наилучшее качество. Набор бактерий также зависит от температуры термообработки. Третья стадия - стадия ферментации, - в сыроварении в некоторых случаях происходит в 2 этапа, до и после стадии выделения. Сначала молоко инокулируют определенными штаммами микроорганизмов, приводящими к образованию молочной кислоты, а также добавляют сычужный фермент реннин. Реннин ускоряет превращение жидкого молока в сгусток (створаживание) в несколько раз. Эта реакция активируется молочной кислотой, вырабатываемой бактериями. Функции реннина могут выполнять и другие протеиназы, но реннин также участвует в процессах протеолиза, происходящих в сыре при созревании. После образования сгустка сыворотку отделяют, а полученную творожистую массу подвергают термообработке и прессуют в формах. Далее сгусток солят и ставят на созревание. Иногда полученная масса происходит дополнительную обработку, которая заключается в следующем: заражение спорами голубых плесневых грибов при производстве рокфора; нанесение на поверхность спор белых плесневых грибов при производстве камамбера и бри; нанесение бактерий, необходимых для созревания некоторых сыров. Некоторые сыры после выделения должны подвергнуться дальнейшей ферментации (стадия созревания). Микроорганизмы и ферменты в ходе этого процесса гидролизуют жиры, белки и некоторые другие вещества молодого сыра. В результате их распада образуются вещества, придающие сырам характерный вкус.

 

Производство этанола

Биологическим путем получают более 200 тыс. л этанола в год. Его используют как растворитель, экстрагент, антифриз. В последнее время – как биотопливо для автомобилей. Имеет ряд преимуществ перед бензином: меньше загрязняет атмосферу, легче подвергается биодеградации, имеет более высокое октановое число.

Продуценты – дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Источник азота – аммоний, мочевина или аминокислоты. Использует соли К, Мg, Ca. Нуждается в биотине. Источники углерода – целлюлозосодержащие отходы промышленности, солома злаков, ячменное сусло, рис, крахмал, сыворотка. Максимальная продуктивность – 7 г/л·ч, а при использовании полых волокон – 135 г/л·ч. Амилолитические ферменты образуют и выделяют в среду дрожжи Saccharomyces castellii. Ферменты гидролизуют крахмал. Выход этанола из крахмала составляет 72 % от теоретического.

Культивирование дрожжей. Вначале создают аэробные условия, чтобы накопить большую биомассу, после чего аэрацию прекращают. Время ферментации 48-72 ч. Из 25, 5 кг зерна получают 8, 7-9, 8 л спирта и 7, 7 кг сухих остатков. Обычно Saccharomyces cerevisiae образует 10-13 % спирта этанола при начальной концентрации сахара 20-25 %. При достижении 5-7 % спирта продукция по этанолу быстро падает, т.к. при концентрации спирта усиливается вход Н+ в клетку, поэтому требуется больше АТФ, чтобы откачать Н+ через АТФазу, а это приводит к снижению экономического коэффициента.

Если используется сырье, содержащее крахмал, то для его гидролиза применяют бактериальные или грибные амилазы, так как дрожжи не имеют этих ферментов. Целлюлозное сырье предварительно обрабатывается кислотой или щелочью. Всего в странах СНГ – 14 заводов кислотного гидролиза древесины.

Бражка содержит 1, 0-1, 5 % спирта, несброженные сахара, метанол, кислоты, сложные эфиры, альдегиды и другие побочные продукты.

Штаммы Saccharomyces cerevisiae подразделяют на расы низового и верхового брожения. К расам низового брожения относится большинство винных и пивных дрожжей. К расам верхового брожения – спиртовые, хлебопекарные и некоторые пивные. Дрожжи низового брожения функционируют в производстве при температуре 6-10 оС и ниже, а верховые – обычно при 14-25 оС. В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно, формируя плотный осадок, а верховые – всплывают на поверхность и образуют «шапку» (клетки дрожжей при почковании не расходятся, остаются в виде небольших цепочек, и пузырьки СО2 поднимают их на поверхность).

 

Производство хлебопродуктов

Производство хлеба включает сложный цикл микробиологических и биохимических процессов, происходящих в тесте с момента смешивания муки с водой и заканчивая выпечкой.

В состав муки, используемой для выпечки пшеничного и ржаного хлеба, входят компоненты, необходимые для развития многих микроорганизмов. Кроме крахмала в муке содержится до 0, 7-1, 8 % сбраживаемых сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза, раффиноза), существенно влияющих на первые стадии брожения теста. Образующиеся при гидролизе амилолитическими ферментами углеводы (мальтоза и др.) являются основными субстратами, обеспечивающими процесс брожения и хорошее газообразование при изготовлении теста. Азотсодержащие вещества муки – белки, небольшое количество аминокислот, амиды.

Мука всегда содержит значительное количество различных микроорганизмов. Вносятся они и с добавками к тесту. Важнейшую роль в брожении теста играют дрожжи и молочнокислые бактерии, для которых имеются все необходимые условия (влажность 40-50 %, незначительное количество молекулярного О2 и наличие питательных веществ.

С 1937 г. на многих хлебозаводах используют ржаные закваски – дрожжи Saccharomyces cerevisiae и молочнокислые бактерии, предложенные Г.Л. Селибером.

Микробиологические процессы и связанные с ними биохимические изменения в тесте определяют пористость, окраску, прочность среза и сохранение свежести хлеба, придают ему вкус и аромат.

При приготовлении теста из пшеничной муки обычно применяют хлебопекарные прессованные дрожжи Saccharomyces cerevisiae, смесь различных рас. Широко используют закваски, состоящие из дрожжей и молочнокислых бактерий.

Жидкие закваски – полуфабрикат, при получении которого на жидких водно-мучных смесях при 28-30 оС непрерывно-поточным способом одновременно размножаются мезофильные гетероферментативные молочнокислые бактерии и дрожжи. При использовании заквасок в тесте протекает не только спиртовое, но и активное молочнокислое брожение.

При внесении большого количества чистой культуры молочнокислых бактерий с самого начала создаются условия, при которых они преобладают над другими бактериями. Подбор штаммов бактерий с определенными физиологическими свойствами гарантирует хорошее качество хлеба, тогда как при самопроизвольном брожении теста этой уверенности и быть не может.

Количественный учет бактерий и дрожжей в тесте. 10 г теста растирают с небольшим количеством стерильной воды, доводят до 250 мл в мерной колбе. Встряхивают 1 минуту. Распределяют 0, 01 мл суспензии на поверхности предметного стекла на площади 1 см2, сушат, фиксируют, красят метиленовым синим и проводят подсчет под микроскопом (метод прямого счета), затем делают перерасчет.

В хорошем тесте соотношение молочнокислых бактерий и дрожжей составляет 63: 1; 44: 1. Молочнокислые бактерии представлены длинными палочками Betabacterium и короткими палочками Streptobacterium plantarum.

 

 

Микроорганизмы, вызывающие болезни хлеба, и меры борьбы с ними

Готовый выпеченный хлеб при определенных условиях хранения (влажность, температура, несоблюдение чистоты помещения, непроветривание) служит хорошим субстратом для развития в нем посторонних микроорганизмов. Они быстрее поражают мякиш хлеба. Порчу хлебопекарных изделий могут вызывать неосмофильные и осмофильные виды дрожжей. Аспорогенные дрожжи при попадании в тесто понижают качество хлеба, придают ему нежелательный запах.  Saccharomyces cerevisiae и другие бродящие дрожжи, заражая хлеб после выпечки, вызывают появление сильного запаха «фруктового» и ацетонового. Белая плесень на поверхности хлеба - Hyphopichia burtonii.

Картофельная болезнь. Возбудитель – Bac. mesentericus – картофельная палочка. Поражает в летнее время. Отмечаются изменения белковых веществ и крахмала. Внешие признаки – на мякише появляются тонкие серебристые нити, которые при разломе мякиша тянутся в длину. Мякиш влажный, липкий; равномерная пористость нарушается, образуются провалы. Неприятный гнилостный запах.

Для обнаружения мучную болтушку высевают на среду МПА. Перед посевом мучную болтушку пастеризуют. Меры борьбы с картофельной болезнью: при хранении температура помещения должна быть не более 15 оС, регулярная промывка полов, подкисление теста с добавлением молочнокислых бактерий.

Красный хлеб. Возбудитель – Chromobacterium prodigiosum. Развивается при температуре 20-25 оС. На белом фоне хлеба образуются розовые, красные пятна. Для обнаружения кусочки окрашенного мякиша суспендируют в стерильной воде, затем высевают на МПА с содержанием 1% сахара, культивируют 2-3 суток. Меры борьбы – тщательная очистка помещения, мойка.

Меловая болезнь. Образуется мучнистый налет, который похож на мел, - мицелий дрожжеподобных микроорганизмов Endomyces tibuliger, Monilia variabilis. Хлеб безвреден.

Плесневелый хлеб. Подвержен влажный, плохо пропеченный хлеб. На таком хлебе развиваются Aspergillus glaucus, Rizopus nigricans, Penicillium glaucum. Ухудшается качество хлеба, вкус, аромат, появляется неприятный запах.

Пьяный хлеб. Получается из зерна, зараженного Gibberella saubiretii. При употреблении такого хлеба наблюдается головокружение, рвота, тошнота, так как выделяются токсичные вещества. Хлеб, полученный из муки прогретого при 100 оС зерна, не имеет свойств пьяного хлеба.

Спорынья. Возбудитель – гриб Claviceps purpurea, выделяет токсин, который поражает нервную систему. При обнаружении спор зерно очищают на специальных машинах, либо погружают зерно в 30 % раствор NaCl, разделяют здоровые и больные зерна.

 

Производство вин

Виноградное вино – напиток, получаемый в результате спиртового брожения сока винограда. Виноградные вина разделяют на сортовые, вырабатываемые из одного сорта винограда, и купажные, приготовляемые из смеси сортов. Сухие вина, выпускаемые без выдержки на первом году, называются ординарными, выдержанные более 1, 5 лет – марочными. Технология производства вин различна. При производстве сухих вин виноград настаивают на мезге, прессуют, отделяют и отстаивают сусло. Полученное сусло сбраживают дрожжами рода Saccharomyces.

Шампанское – продукт вторичного брожения вина в герметически закрытых сосудах, при котором происходит насыщение его СО2, формирование своеобразного гармоничного вкуса и тонкого букета. При классическом французском способе вино с добавлением ликера  сбраживают  в толстостенных бутылях. В СССР была разработана технология приготовления шампанского по непрерывному способу.

Тема 7.4 Использование микроорганизмов в  сельском хозяйстве

Микробные препараты в кормопроизводстве

Силосование. Используют измельченные зеленые сочные растения, корнеплоды и клубнеплоды. Силосование зеленого корма имеет большое значение. Этот прием консервирования кормов позволяет убирать сочную растительную массу в любую погоду. В корме сохраняется питательных веществ больше, чем при высушивании на сено. Силосование позволяет также использовать на корм остатки растений, которые пропали бы в хозяйстве без всякой пользы (ботва картофеля, остатки, даже бурьян). Ежегодно силосуется миллионы тонн сочного корма.

Кислые силосы. Получают в результате развития в силосе молочнокислых бактерий. В первый период после закладки силосного материала в нем развивается весьма разнообразная микрофлора. Между различными группами микроорганизмов наблюдается усиленная конкуренция. Если к силосу будет обеспечен хороший доступ О2, то развиваются гнилостные бактерии, а если анаэробная среда – молочнокислые бактерии. По мере развития накапливается молочная и уксусная кислоты, прекращается развитие сопровождающих микроорганизмов.

Если не будет обеспечено развитие молочнокислых бактерий, гнилостные бактерии вызовут процесс распада белка, образование дурно пахнущих продуктов, непригодных для корма скоту. При загрязнении растительной массы почвой идет развитие маслянокислых бактерий, что вызывает прогорклый вкус силоса.

Второй период силосования – идет бурное развитие молочнокислых бактерий, бесспоровые гнилостные микроорганизмы погибают, а споровые образуют споры. В процессе силосования вначале развиваются кокки, потом палочковидные формы.

Третий период характерен отмиранием молочнокислых бактерий.

Предварительное заражение силосуемой массы чистой культурой молочнокислых бактерий предотвращает развитие нежелательных групп микроорганизмов.

Для заражения силосуемой массы пригодны не любые культуры молочнокислых бактерий, а только те из них, которые при брожении не дают летучих кислот и газов и могут сбраживать различные сахара. Рекомендуют L. plantarum. Закваску этих бактерий можно приготовить на 20 % картофельном отваре или других растительных средах, выращивают в теплом месте в течение 1-2 дней. На 1 т силосуемой массы вносят 7-10 л инокулята.

Благодаря накоплению кислот силосуемый корм может сохраняться продолжительное время, если он будет защищен от развития плесневых грибов, уничтожающих молочную кислоту. Известны случаи длительного сохранения силоса в течение 7 лет.

Соль (0, 5 %) усиливает соковыделение, улучшает силосование. Соленый корм лучше поедается и переваривается скотом.

 

Квашение овощей. 1 этап – начальный, при этом происходит диффузия сахара в рассол, развитие молочнокислых бактерий L. plantarum и сопутствующих микроорганизмов. 2 этап. Идет развитие только молочнокислых бактерий, при этом накапливается до 1 % молочной кислоты. 3 этап. Торможение развития молочнокислых бактерий. Посторонние микроорганизмы разрушают молочную кислоту и способствуют развитию гнилостных бактерий, в рассоле образуется белая пленка Oidium lactis.

Силосные закваски «Казахсил», «Биосил», «БАК-4». Силосные закваски являются специализированными биоконсервантами, применяемыми при силосовании растительного сырья в зависимости от его химического состава. Силосные закваски представлены тремя видами препаратов АМС, ПМБ, ПКБ.

Силосную закваску АМС (амилолитический молочнокислый стрептококк), получаемую на основе чистой культуры Streptococcus lactis diastaticus. Применяют для силосования трудносилосующихся растений (дикорастущих трав, люцерны, тростника и др.).

Силосную закваску ПМБ (пентозосбраживающие молочнокислые бактерии), получаемую на основе чистой культуры Lactobacterium pentoaceticum, применяют для силосования соломы и грубостебельчатых остатков кукурузы. Силосную закваску ПКБ (пропионовокислые бактерии), получаемую на основе чистой культуры Propionibacterium schermanii, применяют при силосовании высокосахаристых легкосилосуемых растений.

Наибольший эффект достигается при использовании для силосования одновременно трех бакконцентратов. Препараты сухих бактериальных заквасок выпускаютс расфасованными по 30-50 г, 5 и 10 кг в пакеты или полиэтиленовые мешки.

Норма расхода одного бакконцентрата с титром 10 млрд. кл/1 г составляет 1, 5 г на 1 т силосуемой массы. При приготовлении рабочей жидкости 1, 5 г препарата разводят в 1-5 л воды непосредственно на месте применения, перемешивают с зеленой массой. Закваску можно размножать в условиях хозяйства. Для этого в чистую емкость со 100 л воды добавляют 5 кг муки или 10 л свежего обрата и 10 кг свежей зеленой массы, содержимое перемешивают и кипятят 30-40 мин. Отфильтрованный отвар разливают в чистые бидоны, куда вносят 0, 5 л силосной закваски. Выдерживают 2-3 суток при температуре не ниже 20 0С. Способ и дозы внесения такие же, как и при первичной закваске.

Получаемый силос характеризуется более высокими, по сравнению с силосом, созревающим без внесения закваски, органолептическими показателями, в нем лучше сохраняется белок и углеводы, содержится больше витаминов и других физиологически ценных веществ.

Закваски предотвращают перекисание, плесневение силоса. Срок созревания силоса – 10 дней.

Использование закваски обеспечивает лучшее сохранение каротина и аминокислот в силосе, что значительно повышает его биологическую ценность. Приготовленный с закваской корм значительно лучше поедается животными и оказывает положительное влияние на их продуктивность.

При скармливании силоса, приготовленного с закваской, повышаются среднесуточные привесы свиней на 5, 7 -12 %, удои молок на 5-10 %, процент жира в молоке на 0, 1 % выше, а кислотность ниже.

 Препарат безвреден для человека, животных, окружающей среды и не требует специальных мер по технике безопасности.

 

ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ К РАЗДЕЛУ 7

1. Опишите технологию получения лимонной кислоты (схема, сырье, продуценты, биохимия процесса, режимы и условия, оборудование).

2. Опишите технологию получения молочной кислоты (схема, сырье, продуценты, биохимия процесса, режимы и условия, оборудование).

3. Опишите технологию получения уксусной кислоты (схема, сырье, продуценты, биохимия процесса, режимы и условия, оборудование).

4. Что относится к микробиологической трансформации органических соединений? Где применяется данный процесс? Перечислите промышленные продукты биотрансформации.

5. Какие промышленные штаммы микроорганизмов используются для биотрансформации органических соединений, и в каких условиях она осуществляется?  

6. Как осуществляют экстракцию микробных липидов из биомассы микроорганизмов?  

7. Производство липидов. Продуценты, сырье, среды. Промышленное использование. 

8. Производство этилового спирта. Сырье, среды. Дрожжи. Способы культивирования.

9. Болезни вин, вызываемые микроорганизмами. 

10. Дрожжи в пивоварении. Производство пива. Вредители производства.

11. Молочнокислое брожение. Производства, основанные на жизнедеятельности молочнокислых бактерий: производство кисломолочных продуктов, сыра, квашение, силосование. 

12. Гиббереллины. Значение. Продуценты. Промышленное получение. Производство полисахаридов. Продуценты.

13.  Условия культивирования микроорганизмов и биосинтеза полисахаридов. Промышленное получение.

14. Получение газообразного и жидкого топлива.

 

Рекомендуемая литература для самостоятельной работы к разделу 7

1. Аркадьева З.А. и др. Промышленная микробиология / Под ред. С.Егорова. – М: Высш. шк. 1989. – 688 с.

2. Банникова Л.А., Королева Н.С., Семенихина В.Д. Микробиологические основы молочного производства. М.: Гелан, 2001.

3.   Бекер М.Е. Биотехнология микробиологического синтеза.- Рига, 1980. 5. 5. 

4.   Биотехнология / Под ред. А.А. Бабаева.- М.: Наука, 1984.- Вып. 1-8

5. Виестур У.Э., Кристапсонс М.Ж., Былинкина Е.С. Культивирование микроорганизмов. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 232 с.

6. Виестур У.Э., Кузнецов А.М., Савенков В.В. Системы ферментации. – Рига: Занатне, 1986. – 174 с.

7.  Воробьева Л.И. Промышленная микробиология.- М.: МГУ, 1989

8. Воробьева Л.И. Техническая микробиология.- М.: МГУ, 1987

9. Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Микробилогия в пищевой промышленности.- М.: Пищевая промышленность, 1975.

10. Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Основы микробилогии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности.- М.: Пищевая промышленность, 1977.

11. Жвирблянская А.Ю., Исаева В.С. Дрожжи в пивоварении.- М.: Пищевая промышленность, 1979.

12. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы: Пер.с англ. / Под ред. Дж. Вудворда. – М.: Мир, 1988. – 215 с.

13. Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с.

14. Квеситадзе Г.И., Безбородов А.М. Введение в биотехнологию. – М.: Наука, 2002. – 284 с.

15. Лобанок А.Г., Астапович Н.И., Михайлова Р.В. Биотехнология микробных ферментов. – Мн.: Наука и техника, 1989. – 205 с.

16. Муратова Е.И.  Биотехнология органических кислот и белковых препаратов: учебное пособие / Е.И. Муратова, О.В. Зюзина, О.Б. Шуняева. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 80 с.

17. Пищевая биотехнология: в 4 кн. / И.А. Рогов [и др.]. – М.: КолосС, 2004.

18. Яковлев В.И. Технология микробиологического синтеза. – Л.: Химия, 1987. – 272 с.

 

3.3 Тематика заданий для самостоятельной работы

Перечень примерных вопросов для самостоятельной работы

студентов

 

1. Назовите способы усовершенствования промышленных штаммов.

2. Какие основные требования предъявляются к микроорганизмам-продуцентам?

3. В чем заключаются особенности выращивания микроорганизмов поверхностным способом?

4. Что такое ферментация?

5. Что такое абсолютная скорость роста микроорганизмов?

6. Как регулируют рост микроорганизмов при хемостатном непрерывном культивировании?

7. Каковы основные преимущества непрерывного способа культивирования по сравнению с периодическим?

8. Какие известны стадии в подготовке посевного материала?

9. Какие имеются способы хранения культур-продуцентов?

10. Какие виды сырья используются как источник углерода в микробиологической промышленности?

11. По какому принципу разделяются ферментаторы на три группы?

12. Что представляют собой товарные формы биопрепаратов?

13. Что называют микробиологическими концентратами?

14. На чем основано получение биопрепаратов, содержащих жизнеспособные микроорганизмы?

15. Назовите биопрепараты на основе метаболитов микроорганизмов.

16. Из каких основных стадий состоит технологическая схема получения кормовых дрожжей на гидролизатах растительного сырья?

17. Какие трудности возникают при культивировании микроорганизмов на природном газе?

18. В каких отраслях народного хозяйства используются аминокислоты?

19. Какие микроорганизмы являются продуцентами лизина?

20. Назовите способы промышленного культивирования продуцента лимонной кислоты.

21. Как готовят питательную среду в промышленном ферментаторе для молочнокислого брожения?

22. В чем заключаются преимущества получения витаминов микробиологическим синтезом?

23. Какие способы культивирования микроорганизмов-продуцентов применяют для получения ферментов?

24. Как осуществляют экстракцию микробных липидов из биомассы микроорганизмов?

25. Какие препараты называют бактериальными удобрениями?

26. Какие микроорганизмы используются для получения бактериальных энтомопатогенных препаратов?

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Промышленная микробиология  объединяет большой круг проблем, решение которых требует широкого использования современных методов исследования и участия в этом не только  микробиологов, но и других специалистов из различных  областей биологии, а также инженеров и технологов.

В данном пособии авторы – составители не ставили своей целью подробно осветить все аспекты производства и применения продуктов микробиологического синтеза. Какие - то стороны освещены более подробно, какие - то - менее подробно. Совсем не затронут вопрос использования микроорганизмов в очистке сточных вод, обезвреживании отходов. В пособии приведен список литературы к каждому разделу и студент может самостоятельно пополнить и углубить знания по дисциплине «Промышленная микробиология».

Подобранный в пособии материал может быть использован при самостоятельной подготовке не только студентов, но и слушателей курсов повышения квалификации, экологов и специалистов сельского хозяйства.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Контрольная работа  №1

Группа

ФИО

1. Микробиология изучает:

□ Актиномицеты

□ Вирусы, бактерии, микроскопические эукариоты

□ Вирусы, растения

□ Грибы

□ Простейшие, микроскопические эукариоты, вирусы

2. Какой биополимер встречается только у грамположительных бактерий?

□ Липополисахарид

□ Липопротеид

□ Муреин

□ Пептидогликан.

□ Тейхоевая кислота

3. Длина кольцевой двухцепочечной ДНК прокариот может достигать:

□ 0, 25-3 мм

□ 100-300 мкм

□ 10-90 мкм

□ 1-9 мкм

□ 25-300 мкм

4. Укажите цитоплазматические структуры бактерий:

□ Аэросомы

□ Лизосомы

□ Митохондрии

□ Хлоропласты

□ Эндоплазматический ретикулум

5. Укажите органеллы эукариотной клетки:

□ Аэросомы

□ Карбоксисомы

□ Мезосомы

□ Митохондрии

□ Тилакоиды

6. К какому классу относятся дрожжи рода Saccharomyces?

□ Высшие грибы

□ Несовершенные грибы

□ Низшие грибы

□ Плесневые грибы

□ Сумчатые грибы

7. Вирион:

□ Полная вирусная частица - нуклеокапсид с до­полнительными структурными белками или внеш­ними оболочками

□ Инертная форма вируса

□ Представляет капсид

□ Способен к осуществлению метаболических процессов вне клетки

□ Умеренный профаг

8. Бактерии размножаются:

□ Бинарным делением

□ Мейозом

□ Митозом

□ Почкованием

□ Спорами

Оценка:

 

       

 

Контрольная работа №2

Группа

ФИО

1. Охарактеризуйте тип взаимоотношений, когда один орга­низм питается или размножается за счет ткани или тканевой жидкости другого, обычно более крупного организма:

□ Антагонизм

□ Комменсализм

□ Паразитизм

□ Соревнование

□ Хищничество

2. На определенной питательной среде растут

□ Только отдельные группы микроорганизмов

□ Все виды анаэробов

□ Все виды аэробов

□ Все виды микроорганизмов

□ Все патогенные виды бактерий

3. Питательные вещества поступают в клетку прокариот за счет процессов:

□ Активного транспорта

□ Катаболитной репрессии

□ Пассивной диффузии, активного транспорта

□ Переноса радикалов, активного транспорта

□ Пиноцитоза

4. Генотип:

□ Зависит от фенотипа микроорганизмов

□ Комплекс признаков, наблюдаемых в конкретных условиях среды

□ Совокупность генов, присущих данному организму.

□ Формируется при адаптивной изменчивости микроорганизмов

□ Формируется при модификационной изменчивости микроорганизмов

5. При выделении чистой культуры аэробных бактерий необходимо:

□ Получить отдельные колонии в высоком столбике МПА

□ Произвести посев на пластинчатый МПА(в чашки Петри); на поверхности твердой питательной среды получить изолированные колонии.

□ Произвести посев на скошенный МПА (в пробирки)

6. Максимальная концентрация бактерий в 1 мл жидкой среды может достигать:

□ Десятки миллиардов

□ Миллионы клеток

□ Сотни клеток

□ Сотни миллиардов клеток

□ Тысячи клеток

Оценка:

       

 

Казаринова  Татьяна Филипповна,  доц. кафедры микробиологии ИГУ, к.т.н.

Гиль Татьяна  Альбертовна, доц. агроэкологии, агрохии, физиологии и защиты растений ИрСХА, к.б.н.

Лозовая  Татьяна  Сергеевна,  доц. кафедры химии и пищевой технологии НИИГТУ, к.б.н.

 

Учебное пособие для студентов биолого - почвенного факультета ИГУ (по специальностям 012400 «Микробиология», 011600 Биология»), агрономического факультета ИрГСХА (по специальностям 110200.62 «Агрономия», 110100.62 «Агроэкология»), химико-металлургического факультета НИИГТУ (по специальностям 260202.65 «Технология хлеба, кондитерских  и макаронных изделий», 260204.65 «Технология бродильных производств и виноделия»).

 

                                          Научный редактор       

Технический редактор

 

Издательство ФБГОУ ВПО

Иркутский государственный университет

664001, г. Иркутск, ул.К. Маркса 1


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-05-18; Просмотров: 377; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.157 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь