¿Pueden los microbios producir su propio alimento?
Referencia de datos:
Aplicación de los microorganismos en la industria alimentaria
1.1 Vinagre
El vinagre es la práctica de producción a largo plazo de nuestra los trabajadores del país. Hecho de condimentos ácidos. Puede estimular el apetito y ayudar a la digestión, y es indispensable en la dieta de las personas. El vinagre también tiene ciertos usos en la medicina tradicional china. Hay muchos tipos de vinagre producidos en todo el país. El famoso vinagre maduro de Shanxi, el vinagre balsámico de Zhenjiang, el vinagre de salvado de Sichuan, el vinagre blanco del noreste, el vinagre de arroz rosa de Jiangsu y Zhejiang y el vinagre de levadura roja de Fujian son variedades representativas de vinagre. Según el método de procesamiento, el vinagre se puede dividir en tres categorías: vinagre sintético, vinagre elaborado y vinagre reprocesado. Entre ellos, el vinagre elaborado, que tiene la mayor producción y está más estrechamente relacionado con nosotros, se elabora a partir de materias primas con almidón como cereales, mediante la elaboración microbiana de koji, sacarificación, fermentación alcohólica y fermentación con ácido acético. Además del ácido acético (3% ~ 5%), su componente principal también contiene varios nutrientes y componentes de sabor como aminoácidos, ácidos orgánicos, azúcares, vitaminas, alcoholes y ésteres, y tiene un color, aroma y sabor únicos. . No sólo es un gran condimento, sino que su consumo prolongado es muy beneficioso para la salud.
1.1.1 Materias primas de producción
Las principales materias primas utilizadas actualmente para producir vinagre son: batatas, patatas y otros cereales, como maíz y arroz partido; salvado, salvado, etc. Restos de procesamiento de alimentos. ; Frutas y verduras, como grosellas negras, uvas, zanahorias, etc. Bellotas, alcachofas y otras plantas silvestres; otras como vino agrio, cerveza agria, melaza, etc.
Además de las principales materias primas mencionadas anteriormente, la producción de vinagre también requiere materiales sueltos como cáscaras de arroz y mazorcas de maíz, para que los materiales de fermentación tengan buena permeabilidad y los microorganismos aeróbicos puedan crecer bien.
1.2 Productos lácteos fermentados
Los productos lácteos fermentados se refieren a leche cruda de alta calidad inoculada con microorganismos específicos que se fermentan después de la esterilización para producir alimentos con sabores especiales, que se denominan productos lácteos fermentados. . Suelen tener buen sabor, alto valor nutricional y ciertas funciones para la salud. Ampliamente bien recibido por los consumidores. Los productos lácteos fermentados de uso común incluyen yogur, queso, crema agria, kumiss, etc.
Los productos lácteos fermentados incluyen principalmente yogur y queso, y las principales cepas productoras son las bacterias del ácido láctico. Hay muchos tipos de bacterias del ácido láctico, las más utilizadas son Lactobacillus casei, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactis, Lactococcus lactis y Streptococcus thermophilus.
En los últimos años, a medida que la gente comprende el papel del Lactobacillus bifidum en la nutrición y el cuidado de la salud, lo han introducido en la producción de yogur, convirtiendo la fermentación tradicional de una sola cepa en una fermentación de dos o tres cepas. . Debido a la introducción de bifidobacterias, el yogur tiene la función sanitaria de prevenir el cáncer, además de sus funciones originales de ayudar a la digestión y promover la función gastrointestinal. Las bifidobacterias reciben su nombre por sus puntas ramificadas (como en forma de Y o V). Bifidobacterium es una bacteria Gram-positiva que no forma esporas y que es estrictamente anaeróbica, resistente a los ácidos, inactiva y catalasa negativa. La temperatura óptima de crecimiento es 37 ~ 465438±0 ℃. El pH de crecimiento inicial óptimo es de 6,5 a 7,0, que puede descomponer el azúcar. Las bifidobacterias pueden fermentar la glucosa para producir ácido acético y ácido láctico (2:3) sin producir CO2. Actualmente existen 24 especies conocidas de Bifidobacteria*, 9 de las cuales se encuentran en el intestino humano. Son Bifidobacterium bifidum (B. Bifidobacterium), B. longum (B. brevvis), B. infantis (B. angulatum) y B. Bifidobacterium encadenada (B. adolescenteis). Sólo los cinco primeros se utilizan en productos lácteos fermentados.
Además de "predigerir" los nutrientes de la leche como otras bacterias del ácido láctico en el yogur, Bifidobacterium y el cuerpo humano producen principalmente Bifidobacterium, que hidroliza la lactosa y las proteínas de la leche fresca en formas que se absorben más fácilmente. por el cuerpo. Moléculas pequeñas utilizadas. Tiene un efecto letal obvio sobre las bacterias patógenas intestinales, como Salmonella, Staphylococcus aureus y Shigella. Las bifidobacterias en la leche también pueden descomponer las N-nitrosaminas carcinógenas acumuladas en los intestinos y el estómago, prevenir el cáncer intestinal y activar las células NK al inducir la producción de interferones y mitógenos celulares para promover la producción de inmunoglobulinas. Activar la función de los macrófagos y mejorar la función humana. inmunidad y mejorar la resistencia del cuerpo y la inmunidad al cáncer.
Actualmente existen muchos tipos de productos lácteos fermentados, como yogures, bebidas, quesos, requesón, etc. Sólo una breve introducción al proceso de producción del yogur bifidobacterium.
Existen dos procesos de elaboración diferentes del yogur con bifidobacterias. Uno es el proceso de cofermentación de Bifidobacterium bifidum, Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus, que se denomina método de cofermentación. La otra es mezclar Bifidobacterium bifidum y levadura anaeróbica facultativa en leche desnatada al mismo tiempo, utilizando la respiración de la levadura durante el proceso de crecimiento para consumir oxígeno a través de métodos biológicos para crear un ambiente anaeróbico adecuado para el crecimiento y reproducción de Bifidobacterium. Se llama **método de fermentación cruda.
1.3 Fermentación de aminoácidos
1.3.1 Descripción general
Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. Entre ellos, 8 aminoácidos son aminoácidos esenciales que el cuerpo humano no puede sintetizar y se denominan aminoácidos esenciales. El cuerpo sólo puede obtenerlos a través de los alimentos. Además, en la industria alimentaria se pueden utilizar aminoácidos como condimentos, como glutamato de sodio, inosina de sodio y guanosina de sodio, y triptófano y glicina como edulcorantes. Agregar ciertos aminoácidos a los alimentos puede aumentar su valor nutricional. Por tanto, la producción de aminoácidos es de gran importancia.
La Tabla 7~1 enumera algunas cepas utilizadas para la producción de aminoácidos.
Desde los años 60, la fermentación directa del azúcar por parte de microorganismos para producir glutamato ha tenido éxito y se ha llevado a la producción industrial. China se ha convertido en el mayor productor mundial de glutamato monosódico. El glutamato monosódico se ha convertido en uno de los miembros importantes de los condimentos y la investigación y producción de aminoácidos se ha desarrollado rápidamente. Con el avance de la ciencia y la tecnología, las artesanías tradicionales se transforman constantemente, pero cómo mantener el sabor único de las artesanías tradicionales y hacer más atractivos los productos producidos con nuevas tecnologías es un tema de investigación futura.
1.5 Goma xantana
1.5.1 Descripción general
La goma xantana, también conocida como goma xantana, es un nuevo tipo de goma desarrollada en la década de 1970. . Es un heteropolisacárido extracelular ácido macromolecular microbiano obtenido de Xanthomonas campestris de Brassica campestris utilizando carbohidratos como materia prima principal mediante fermentación por ventilación, separación y purificación. Como nuevo tipo de excelente aditivo alimentario natural, su aplicación está cada vez más extendida.
A nivel internacional, el primer desarrollo y aplicación de la goma xantana se produjo en los Estados Unidos. La goma xantana se obtuvo por primera vez mediante fermentación microbiana a principios de la década de 1960 por el Laboratorio Peoria de la Región Norte del USDA. En 1964, la filial Keco de Merck en Estados Unidos realizó por primera vez en el mundo la producción industrial de goma xantana. La producción total mundial de goma xantana fue de 2.000 toneladas en 1979 y alcanzó más de 4.000 toneladas en 1990. En los Estados Unidos, el valor de producción anual de goma xantana es de aproximadamente 500 millones de dólares EE.UU., ocupando el tercer lugar entre los productos fermentados después del valor de producción anual de antibióticos y disolventes.
La investigación de mi país sobre la goma xantana comenzó relativamente tarde. Instituciones de investigación como la Universidad de Nankai, el Instituto de Microbiología, la Academia de Ciencias de China y el Instituto de Investigación sobre Fermentación de Alimentos de Shandong han pasado pruebas piloto. Actualmente hay varias plantas de producción de goma xantana en Yantai, Jinhu y Wulian, con una producción anual de unas 200 toneladas, utilizadas principalmente como aditivos alimentarios. El consumo de almidón en la producción de goma xantana en mi país es generalmente de alrededor del 5%, el ciclo de fermentación es de 72 a 96 h y la producción de goma es de 30 a 40 g/l. En comparación con los países extranjeros, el nivel de producción es bajo. Con el mayor desarrollo de la producción y aplicación de la goma xantana, se han construido nuevas plantas de producción de goma xantana en Beijing, Sichuan, Zhengzhou, Suzhou, Shandong y otros lugares, lo que indica que la producción de goma xantana de mi país presentará una nueva situación.
2 Aplicación de la levadura en la fabricación de alimentos
La levadura tiene una relación muy estrecha con la vida de las personas. Durante miles de años, los trabajadores han utilizado la levadura para elaborar muchos alimentos y bebidas nutritivos y deliciosos. Actualmente, la levadura ocupa una posición sumamente importante en la industria alimentaria. Hay muchos tipos de alimentos producidos por levadura. Éstos son sólo algunos de los principales productos.
2.1 Pan
El pan es el alimento básico de los países productores de trigo. El pan se produce en casi todos los países del mundo. Es un alimento fermentado con harina como materia prima principal y levadura, azúcar, aceite y huevos como ingredientes auxiliares. Es rico en nutrientes, tiene un tejido esponjoso, es fácil de digerir y absorber y es conveniente para comer. Es muy apreciado por los consumidores.
La levadura es un suavizante biológico imprescindible en la producción de pan. La levadura de panadería es un organismo unicelular, un hongo, y su nombre científico es levadura de cerveza. La levadura de panadería viene en muchas formas, como redonda y ovalada. Es mejor utilizar ovalados para la producción. La levadura es un microorganismo anaeróbico facultativo que puede fermentar en condiciones aeróbicas y anaeróbicas.
2.2 Elaboración de cerveza
China es un importante país productor de vino y un país con una antigua cultura y civilización vitivinícola. Ocupa una posición importante en el campo de la elaboración de cerveza con levadura. Muchas tecnologías cerveceras únicas son únicas en el mundo, elogiadas por países de todo el mundo y también han hecho importantes contribuciones a la prosperidad económica de China.
La elaboración de cerveza tiene una larga trayectoria y una amplia gama de productos, entre ellos vino de arroz, licores, cerveza, vino de frutas, etc. También se han formado varios tipos de vinos famosos, como el vino de arroz Shaoxing, el Kweichow Moutai, la cerveza Tsingtao, etc. Las diferentes variedades de vino tienen diferentes levaduras y procesos de elaboración, y el mismo tipo de vino también tiene su propio proceso único.
Cerveza
La cerveza es un tipo de cerveza que contiene CO2 y de baja intensidad, elaborada a partir de malta de cebada de alta calidad como materia prima principal, arroz y lúpulo como materias auxiliares, mediante malteado. , sacarificación y fermentación de levadura de cerveza. Bebida de vino con concentración de alcohol y diversos componentes nutricionales. Este es uno de los vinos más producidos en el mundo.
3.1 Cepas de moho para su producción
La sacarificación del almidón y la hidrólisis de las proteínas se llevan a cabo mediante la amilasa y las enzimas proteolíticas producidas por el moho. Por lo general, primero se realiza el cultivo de moho para hacer sake koji. El almidón y las proteínas se cuecen y gelatinizan, luego se añade el koji y se cultiva a una temperatura determinada. Varias enzimas producidas por el moho del koji descomponen el almidón y las proteínas en productos de hidrólisis como azúcar y aminoácidos.
En la producción se utiliza una amplia variedad de cepas de mohos sacarificantes. Rhizopus japonicum AS3 849. Rhizopus oryzae y Rhizopus sinensis se utilizan comúnmente en el género Rhizopus. Aspergillus niger, Aspergillus niger. Usami, Áspid. my Asp. Awamori se utiliza comúnmente para Aspergillus spp. Entre el género Mucor, se usa comúnmente Mucor reuteri, y algunas especies de Monascus también son buenos agentes sacarificantes, como Monascus. Rojo púrpura, Monascus. Anka, levadura roja. Monascus rubra y Monascus versicolor.
3.2 Salsas
Las salsas incluyen salsa de soja, pasta de frijoles, salsa de fideos, pasta de frijoles, tempeh y sus productos procesados. Todas ellas se basan en algunos cereales y cultivos oleaginosos como materia prima principal. Materiales, y están hechos de arroz Fermentado por microorganismos principalmente Aspergillus. Los productos de salsa fermentada son ricos en nutrientes, fáciles de digerir y absorber y pueden usarse como guarniciones y condimentos. Tienen un color, aroma y sabor únicos, y son baratos, por lo que son condimentos populares y populares.
El moho utilizado en la producción de salsa de soja es principalmente Aspergillus oryzae. Los mohos comúnmente utilizados en la producción incluyen Shanghai Brewing 3.042, cepa Aspergillus flavus Cr-1 (no productora de toxinas), Aspergillus niger (Asp. Nigerf-). 27), etc. El Aspergillus utilizado tiene fuertes actividades proteasa, amilasa y celulasa. Descomponen las proteínas de las materias primas en aminoácidos y el almidón en azúcares, además de alcoholes, ácidos, ésteres, etc. Se produce mediante la interacción de otros microorganismos y forma el sabor único de la salsa.
3.3 Salsa de soja
La salsa de soja es un condimento alimentario de uso común, rico en nutrientes y delicioso. Tiene una historia de más de dos mil años en China. Está elaborado a partir de materias primas proteicas (como tortas de frijoles, tortas de soja) y materias primas con almidón (como salvado, harina, trigo) y es cofermentado por Aspergillus y otros microorganismos.
Aspergillus oryzae, Aspergillus flavus y Aspergillus niger se utilizan habitualmente en la producción de salsa de soja. Las cepas de Aspergillus utilizadas en la producción de salsa de soja deben cumplir las siguientes condiciones: sin aflatoxinas; alta actividad de proteasa y amilasa, alta actividad de glutaminasa; crecimiento rápido, amplia gama de condiciones de cultivo, fuerte resistencia a diversas bacterias, sin producción de olores; con koji tienen buen sabor.
En 1923, los científicos estadounidenses desarrollaron con éxito la fermentación del ácido cítrico utilizando melaza residual como materia prima y establecieron una fábrica para la producción. En 1951, la American Myers Company utilizó por primera vez el método de fermentación sumergida para producir ácido cítrico a gran escala. Nuestro país produjo con éxito ácido cítrico mediante fermentación profunda de patatas secas desde 65438 hasta 0968, y muchos microorganismos pueden producir ácido málico.
Principales preparaciones de enzimas microbianas y sus aplicaciones en el procesamiento de alimentos
Como biocatalizador, las enzimas se están volviendo cada vez más populares debido a su alta eficiencia catalítica, condiciones de reacción suaves y fuerte especificidad. recibieron gran atención y se utilizan ampliamente. En el mundo biológico se han descubierto una variedad de enzimas biológicas, pero solo una docena se utilizan ampliamente en la producción, como amilasa, proteasa, pectinasa, lipasa, celulasa, glucosa isomerasa, glucosa oxidasa, etc. Es más fácil utilizar microorganismos para producir enzimas biológicas que obtenerlas de plantas, frutos, semillas y tejidos animales. Debido a las fuentes limitadas de animales y plantas, y a las restricciones por estación, clima y región, los microorganismos no sólo no se ven afectados por estos factores, sino que también tienen una amplia variedad, tasas de crecimiento rápidas, fácil procesamiento y purificación, y costos de procesamiento relativamente bajos. , que demuestra plenamente el potencial de los microorganismos en la producción de preparaciones enzimáticas. Hoy en día, salvo algunas enzimas que todavía se extraen de animales y plantas, la mayoría son producidas por microorganismos.
4.1 Principales preparados enzimáticos, usos y microorganismos productores de enzimas
Los preparados enzimáticos pueden ser producidos por bacterias, levaduras, mohos, actinomicetos y otros microorganismos.
3.1 Aplicación de preparados enzimáticos en la conservación de alimentos
Con la mejora continua de las necesidades alimentarias de las personas y el progreso continuo de la ciencia y la tecnología, está surgiendo una nueva tecnología de conservación de alimentos: la tecnología de conservación de enzimas. en aumento. La tecnología de conservación enzimática es una tecnología que utiliza el efecto catalítico eficiente de las enzimas biológicas para prevenir o eliminar los efectos adversos de factores externos en los alimentos, manteniendo así la excelente calidad y características originales de los alimentos. Debido a su fuerte especificidad, alta eficiencia catalítica y condiciones de reacción suaves, las enzimas pueden usarse ampliamente para preservar la frescura de diversos alimentos y prevenir eficazmente los efectos adversos de factores externos, especialmente la oxidación y los microorganismos.
La glucosa oxidasa es una oxidorreductasa que cataliza la reacción de la glucosa y el oxígeno para producir ácido glucónico y peróxido de hidrógeno. Poner la glucosa oxidasa junto con los alimentos en un recipiente sellado puede reducir o eliminar eficazmente el oxígeno en el recipiente sellado en presencia de glucosa, previniendo así de forma eficaz la oxidación de los ingredientes alimentarios y desempeñando un papel en la conservación de los alimentos.
Aplicación de preparados enzimáticos en la producción de alimentos amiláceos
Los alimentos a base de almidón se refieren a alimentos que contienen una gran cantidad de almidón o se procesan con almidón como materia prima principal. son los alimentos más grandes del mundo. El almidón se puede hidrolizar en dextrina, oligosacáridos, maltodextrina y glucosa. Estos productos pueden transformarse aún más en otros productos. En la producción de estos productos se utilizan ampliamente diversas enzimas.
En el procesamiento de alimentos ricos en almidón se utilizan ampliamente una variedad de enzimas, las principales son α-amilasa, β-amilasa, glucoamilasa, pululanasa, glucosa isomerasa, etc. En la actualidad, la mayor parte de la producción de glucosa en el país y en el extranjero adopta el método de hidrólisis de amilasa. La producción enzimática de glucosa utiliza almidón como materia prima, utiliza α-amilasa para licuarla en dextrina y luego utiliza glucoamilasa para producir glucosa. El jarabe de fructosa es un jarabe mixto que contiene glucosa y fructosa, que es catalizado por la glucosa isomerasa para producir fructosa.