Безопасность труда при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Цель работы: изучить биохимические процессы и использование ферментов в пищевых технологиях.
Задача: изучить биохимические процессы и использование ферментов в пищевых технологиях.
Объект исследования – биохимические процессы
Истоки современной биотехнологии уходят глубоко в прошлое. С незапамятных времен получали пищевые продукты и улучшали их качество с использованием биологических процессов и агентов. В качестве биологических агентов применялись различные организмы (от животных до микроорганизмов) На этом принципе основаны общеизвестные древнейшие способы получения молока, изготовления вин, уксуса, пивоварения, сыроделия, хлебопечения и т. д.
Хотя история пищевых технологий насчитывает тысячелетия, тем не менее совершенствование их постоянно продолжается. В последнее время наметились перспективы принципиального сдвига в технологии получения и улучшения качества пищевых продуктов. Это связано с переходом от использования целых биологических организмов на клеточный и молекулярный уровни. Появилась возможность конструировать биологические агенты, изменять структуру молекул, «резать» их на части и соединять по усмотрению исследователя-биотехнолога, извлекать биокатализаторы из естественного клеточного окружения и присоединять с помощью ковалентных или других связей к специальным носителям (тем самым опять-таки изменять структуру молекул) и т.д. В этом и заключается главное и принципиальное отличие традиционных пищевых технологий и их традиционного научного фундамента от современной биотехнологии. Следует, впрочем, иметь в виду, что четкую грань между технической биохимией и биотехнологией провести достаточно трудно.
Может возникнуть вопрос, почему в разделе, посвященном промышленным процессам инженерной энзимологии, речь идет в основном о получении пищевых продуктов. Дело в том, что иммобилизованные ферменты и клетки в основном используют в получении пищевых продуктов и в меньшей степени фармацевтических препаратов. Такое ограничение вызвано весьма малой доступностью (в широких масштабах) ферментов, способных катализировать реакции технологической значимости, например, в органической или неорганической химии, нефтехимии, полимерной химии, фармацевтической промышленности и т. д. Напротив, традиционное использование растворимых ферментов в пищевой промышленности создало определенный фундамент для дальнейшего совершенствования методов в этой области.
Биотехнологические производств
а с использованием ферментов микроорганизмов
Большинство
традиционных и новых
Брожение - это процесс
распада безазотистых органических
веществ под действием
При порче продуктов товародвижения чаще сталкиваемся с спиртовым, молочнокислым, уксуснокислым, пропионовокислых, маннитного брожения, брожением целлюлозы, расписание древесины и т.п..
Спиртовым брожением
называется процесс
С 6 Н 12 О 6 = 2СН 3 СН 2 ОН + 2СО 2 + энергия.
Возбудителями
спиртового брожения являются
дрожжи, а также некоторые плесневые
грибы, особенно из рода мукоро
Спиртовое
брожение, в результате
Молочнокислое
брожение происходит под
1) С 6 Н | 2 О 6 = 2СН 3 СНОНСООН + энергия;
сахар молочная кислота
2) С 6 Н, 2 О 6 = СНзСНОНСООН + СООНСН 2 СН 2 СООН + СНзСООН + СН 3 СН 2 ОН + СО 2 + Н 2 + енергія;
сахар молочная
кислота бурштинна кислота
Молочнокислые
бактерии часто поражают такие
продукты, как молоко, пиво, сладкие
крепленые вина. В винах появляется
запах квашеной капусты или
соленых огурцов и очень
Гомоферментативных виды молочнокислых бактерий способны при брожении накапливать до 3,2% молочной кислоты.Оптимальная температура для развития 25-35 ° С. Молочнокислые бактерии способны сбраживать полисахариды. Очень требовательны к азотного питания, а потому не могут расти в синтетических средах. Также необходимо учитывать, что в благоприятном питательной среде, они способны проводить брожение и при температурах 5 ° С.
Маслянокислое
брожение вызывается
С 6 Н 12 О 6 = СН 3 СН 2 СН 2 СООН + 2СО 2 + 2Н 2 + энергтя
Кроме масляной
кислоты в процессе брожения
могут образовываться кроме
кипячение в течение нескольких минут. Они чувствительны к кислотности среды, оптимум рН == 6,9 — 7,3, при рН ниже 4,9 перестают развиваться.
Уксуснокислое
брожения - это процесс окисления
уксусными бактериями
1) СН 3 СН 2 ОН + О 2 = 2СН 3 СНО + 2Н 2 О 2) 2СН 3 СНО + О 2 = 2СН 3 СООН.
Так как потребительские субстратом для уксуснокислых бактерий есть спирт, то в аэробных условиях, при наличии кислорода воздуха, уксуснокислое брожение может произойти в продуктах, имеющих в своем составе этиловый спирт в концентрации не выше 10-11%. Оптимальная температура развития уксуснокислых бактерий лежит в пределах 20-35 ° С, Некоторые виды уксуснокислых бактерий способны синтезировать витамины В], В 2 и В | 2 .
Чаще уксуснокислым брожением поражаются вина. Продукты, после уксуснокислого брожения имеют запах уксусной кислоты, становятся мутными и даже ослизняются.
Уксуснокислое брожения положен в основу производства уксусной кислоты для бытового потребления.
Пропионовокислое брожения заключается в том, что сахар или молочная кислота, а также ее соли, превращаются в пропионовую и уксусную кислоты с выделением углекислого газа и воды
1) ЗС 6 НІ 2 О 6 = 4 СН 3 СН 2 СООН + 2СН 3 СООН + 2СО 2 + 2Н 2 О + энергия (1)
сахар пропионовая к-та уксусная к-та
2) ЗСНзСНОНСООН — 2СН 3 СН 2 СООН + СН 3 СООН + С0 2 + Н 2 0 + энергия (2)
Пропионовокислые бактерии близки молочнокислым бактериям и нередко размножаются в субстратах с ними. Оптимальная температура развития — 30-35 ° С, но достаточно хорошо растут и при температурах 15-20 ° С. Раскладывают также аминокислоты (дезаминують их), при этом образуются жирные кислоты. Пропионовокислые бактерии применяют для получения получения витамина 12 .
Пропионовокислое
брожения вызывает порчу вин:
в отрицательную сторону
Брожение целлюлозы - заключается в ее разрушении в анаэробных условиях с образованием масляной и уксусной кислот, углекислого газа, этилового спирта, водорода или метана. Целлюлоза (клетчатка) является одним из самых сложных полисахаридов, для которых характерен очень большая устойчивость. Но под влиянием фермента целлюлозы, выделяется соответствующими бактериями, клетчатка гидролизуется, распадаясь на более простые соединения типа целлобиоза, что под действием фермента целоллобиазы разлагается до глюкозы, которая уже подвергается сбраживанию. В зависимости от видов целюлозоруйнуючих бактерий брожения происходит по типу водородной брожения или по типу метанового брожения. При метанового брожения клетчатки образуются много газообразных продуктов, а среди кислот преобладает уксусная.[1]
Целюлозоруйнивни
бактерии широко
- Разложение жира и жирных кислот. Разрушение. Возбудители, условия. Практическое значение
Естественные жиры и жирные масла растительного и животного происхождения представляют собой твёрдые и полутвёрдые (жиры) или жидкие (масла) триглицериновые смеси. Животные жиры, кроме жиров морских животных и молочного жира, состоят из насыщенных высших жирных кислот: пальмитиновой и стеариновой, а растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: масляную, линолевую, линоленовую.
По сравнению со многими другими пищевыми продуктами чистые жиры и масла значительнее подвержены порче в результате химических превращений, чем в результате жизнедеятельности организмов. Это связано с тем, что микроорганизмы содержат недостаточное количество ферментов, расщепляющих жиры. В чистых жирах и маслах отсутствует вода, жизненно необходимая микроорганизмам, мало и минеральных питательных веществ. Несмотря на это, в свином жире, содержащем всего 0,3% воды, встречаются липофильные бактерии, образующие липазы, микрококки и споры Asp. niger.
Порча жиров ускоряется многими факторами: светом, кислородом влажностью. В процессах ферментативного расщепления жиров могут участвовать не только микроорганизмы, разрушающие жиры, но и ферменты, содержащиеся в сами пищевых продуктах. Испорченные жиры и масла называют прогорклыми. Из-за неприятного запаха и вкуса они непригодны
для питания людей. Прогорклость жира вызывается окислительными и гидролитическими процессами, которые чаще всего протекают одновременно. Главной причиной прогорклости является окисление ненасыщенных жирных кислот под действием липоксигеназ , что ведёт к образованию альдегидов и кетонов. Кислотная прогорклость происходит из-за гидролитического расщепления триглицеридов с освобождением жирных кислот. Низкомолекулярные жирные кислоты, например масляная кислота, которая содержится в большом количестве в маслах, является дуронопахнущей водорастворимой жидкостью с острым вкусом.
Глицерин, накапливаемый в жирах при полном их ферментативном гидролизе микроорганизмами, хорошо используется и потребляется бактериями.
Трудно расщепляемые жирные кислоты, освобождающиеся при разложении жира, переходят в субстрат, накапливаются и подвергаются дальнейшим превращениям.
Жирные кислоты, имеющие среднюю длину цепей с 4-12 атомами углерода, могут расщеплять бактериями и гифомицетами до метилкетонов, которые интенсивно воздействуют на органы чувств, так как они ответственны за неприятный запах и вкус прогорклых продуктов. Метилкетоны могут превращаться с помощью редуктаз грибов во вторичные спирты. Витамин Е и другие антиоксиданты могут препятствовать окислению жиров. Порча фосфатидсодержащих пищевых продуктов происходит в результате гадролиза с образованием 3-метиламинаN(CH3) 3 , из которого путём окисления получается окись 3-метиламина, придающая характерный привкус рыбе. В прогорклых жирах и маслах также встречаются моно- и диглицериды , окси- и гидрооксижирные кислоты, вторичные спирты и лактоны.Прогорклость воспринимается органами чувств человека как весьма неприятное свойство продукта. Даже незначительное содержание прогорклого жира может привести к невозможности потребления содержащих эти жиры пищевых продуктов. Например, прогорклое кокосовое масло, добавленное даже в очень малых количествах в выпекаемые изделия, отрицательно сказывается на вкусовых качествах готового продукта. Некоторые разрушающие жиры микроорганизмы (кокки, споровые бактерии, гифомицеты) образуют жёлтые, красные или коричневые жирорастворимые пигменты (красящие вещества), которые путём диффузии попадают в пищевой продукт и вызывают нежелательное окрашивание его.
Возбудителями процессов разложения жира и жирных кислот являются разные бактерии и плесневелые грибы. Среди бактерий к возбудителям процессов разложения относятся роды Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, Proteus и Achromobacter. Все эти бактерии, кроме липаз, синтезируют и другие ферменты, расщепляющие белки и углеводы, поэтому они встречаются во многих пищевых продуктах. Психрофильные роды Pseudomonas и Achromobacter являются причиной порчи пищевых продуктов, содержащих жиры.[2]
Из плесневелых грибов значительной липолитической активностью обладают виды Odium lactis , Cladosporium herbarum , Candida lipolitica, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и другие. Так как они менее требовательны к влажности, чем другие плесневелые грибы, они играют большую роль при разрушении жиров и масел, а также пищевых продуктов с большим содержанием жиров, таких, как орехи, майонезы, хлебобулочные изделия, масличные семена и другие, нанося большой ущерб.Для повышения стойкости продукта к прогорканию, особенно при длительном хранении, используют холод. Для маргаринов разработаны специальные пастеризационные установки. В майонезы, которые особенно легко разрушаются бактериями, дрожжами гифомицетами, допускается в ограниченном количестве добавление химических консервантов ( бензойной кислоты и её дериватов). Благоприятные условия создаёт герметичная упаковка, так как разрушающие жир микроорганизмы являются в основном аэробами.[3]
3.Гниение. Возбудители. Условия, химизм. Практическое
Азот – один из важнейших элементов на Земле – входит в состав белков и нуклеиновых кислот, его много в составе атмосферы, в виде органических и минеральных соединений азот находится в почве и воде.
В превращениях азота в круговороте веществ в природе большую роль играют микроорганизмы.
Как и другие высокомолекулярные соединения, белки сначала расщепляются экзопротеазами микроорганизмов на фрагменты – поли- и олигопептиды, аминокислоты, которые могут проникать внутрь клетки. Например, пептиды, попавшие внутрь клетки, могут гидролизоваться эндоферментами до аминокислот и затем использоваться клеткой для синтеза собственных белков или подвергаться дальнейшим изменениям и вовлекаться в обмен веществ.
Распад белков сопровождается выделением аммиака, поэтому этот распад называют ещё минерализацией азота, или аммонификацией, или гниением. Гниение – процесс разложения белковых веществ, вызываемый гнилостными бактериями и сапротрофными грибами с образованием дурнопахнущих конечных продуктов – аммиака и первичных аминов.
Образовавшиеся аминокислоты подвергаются декарбоксилированию , дезаминированию и трансаминированию.
Декарбоксилирование аминокислот происходит в кислой среде и приводит к образованию СО2 и первичных аминов , которые ещё называют биогенными аминами. Из них наиболее известны кадаверин, путресцин и агматин. Их ещё называют трупными ядами. Кадаверин образуется из лизина, путресцин – из орнитина, агматин – из аргинина.
Дезаминирование – процесс отщепления аммиака от аминокислоты. В зависимости от дальнейших превращений углеродного «скелета» аминокислоты различают окислительное и гидролитическое дезаминирование и дезаминирование, заканчивающееся образованием ненасыщенных соединений.
Окислительное дезаминирование – наиболее распространённых тип распада аминокислот, при котором образуются кетокислоты и аммиак. Например, глутаминовая кислота дезаминируется ферментом глутаматдегидрогеназой до 2-оксоглутаровой кислоты. Реакция обратима, поэтому играет важнейшую роль в обмене аминокислот.
Гидролитическое дезаминирование приводит к образованию оксикислот и аммиака.
Гидролитическому расщеплению подвергается мочевина под влиянием фермента уреазы, который является конститутивным у следующих бактерий: Bacillus pasteurii , Proteus vulgaris и других, расщепляющих всю мочевину до аммиака.
Трансаминирование сопровождается переносом аминогруппы аминокислоты на 2-оксикислоту, при этом образуются аминокислоты, которые не могут быть синтезированы путём прямого аминирования аммиаком.
Дальнейшие превращения углеродного «скелета» у разных аминокислот различны. Образуется много разных органических кислот, спиртов и др. Такие продукты дезаминирования, как пировиноградная, щавелевоуксусная , 2-оксоглутаровая кислоты являются одновременно и промежуточными продуктами центральных путей катаболизма. Другие соединения через специальные катаболитические пути вовлекаются в промежуточный обмен.
При разложении некоторых аминокислот образуются такие промежуточные продукты, как фенол, крезол, скамол, индол, которые обладают очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные – меркаптаны с запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых концентрациях.
Дальнейшие превращения азотистых и без азотистых веществ, получающихся при распаде аминокислот, зависят от окружающих условий и состава микрофлоры.
Анаэробные микроорганизмы окисляют аминокислоты с накоплением промежуточных соединений в виде органических кислот, аминов и других, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, а также вещества, придающие гниющему материалу отвратительный запах.
Микроорганизмы – возбудители гниения. Аммонификация Полковых соединений является первым микробиологическим процессом по превращению азотистых соединений в природе, который протекает при температуре не ниже 100С и определённой влажности.
Аммонификация осуществляется разными микроорганизмами: аэробными, факультативно-анаэробными и анаэробными.
Аэробные микроорганизмы окисляют азотосодержащие вещества до полной минерализации, конечными продуктами которой являются аммиак, СО2 , Н2О, сероводород и другие.
Виды анаэробных бактерий:
Bacillus mycoides - палочковидная, спорообразующая, грамположительная, подвижная (перитрих) бактерия, образующая споры овальной формы. Колонии на агаризованной среде напоминают мицелий, поэтому и названа mycoides, что означает грибовидный.
Bacillus mesentericus – палочковидная грамположительная, подвижная бактерия, образующая овальные споры. На агаризованной среде образует сухие матовые складчатые колонии.
Bacillus subtilis – широко
распространённая энергичная
Bacillus megaterium – грамположительная, слабо подвижная бактерия, образующая споры. На агаризованной среде образует блестящие колонии с волокнисто-бахромчатыми краями.
Serratia marcescens – подвижная
бактерия, образующая кроваво-красный
пигмент. На агаризованной
К факультативно-анаэробным микроорганизмам относятся Proteus vulgaris и E.coli.
Proteus vulgaris – очень полиморфная
подвижная палочка, резко
E.coli – грамотрицательная
подвижная кишечная палочка.
К анаэробным микроорганизмам относятся Clostridium putrificum и Clostridium sporogenes.
Clostridium putrificum – небольшая спорообразующая клостридия, по форме напоминающая барабанную палочку. Является одним из наиболее распространённых возбудителей анаэробного разложения белков. Образует большое количество газов.
Clostridium sporogenes – мелкая
клостридия с центральным
Кроме бацилл и бактерий белок разлагают актиномицеты и грибы, но аммонифицирующая способность их ниже и выражена в разной степени.
Разложение белков актиномицетами и грибами происходит под действием экзоферментов, выделяемых во внешнюю среду.
Кроме белков эти микроорганизмы способны разлагать пектиновые вещества, полисахариды растительных тканей, сбраживать углеводы.
Они являются возбудителями порчи многих пищевых продуктов: мяса, мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и других продуктов. Но эти микроорганизмы играют большую положительную роль в круговороте веществ в природе, минерализуя белковые вещества, попадающие в почву и воду.
Для предохранения продуктов питания от гниения применяют стерилизацию, засолку, копчение, замораживание и др. Однако среди гнилостных бактерий есть спороносные, галофильные и психрофильные формы, формы, вызывающие порчу засоленных или замороженных продуктов.
3.1 Биотехнологический процесс созревания
Созревание, как биотехнологический процесс, преимущественно являются составной частью технологии производства некоторых пищевых продуктов, то есть он является частью, стадией других технологических процессов. Такие стадии имеют место в технологиях изготовления вина, пива, кисломолочных продуктов. Они завершают технологический процесс и происходящие при хранении этих продуктов. Однако в некоторых производствах, таких как изготовление сыров, сырокопченых колбас, мясокопченостей, соленой, пряной рыбы, рыбных пресервов и т.д. процесс созревания является решающим этапом технологии, благодаря которому формируются основные функциональные и качественные характеристики продукта: вкус, запах, консистенция, цвет, структура и другие.
Сущность процесса созревания состоит в совокупном действии ферментов самого сырья или прилагаемых к ней и ферментов микрофлоры, которая участвует в созревании продукта. Так, при созревании вина под действием ферментов сырья в нем происходят сложные окислительно-восстановительные и гидролитические процессы. Параллельно с ними протекают автолитични процессы дрожжевых клеток. Продукты автолиза и метаболиты взаимодействуют с компонентами вина и вследствие этого формируются цвет, вкус, аромат, прозрачность и другие характеристики вина.
При производстве сыров стадия созревания обусловлено действием ферментов молока, сычужного фермента, молочнокислой и другой микрофлоры. Под их влиянием в сырной массе проходят процессы гидролиза белков, молочного жира, молочнокислое и пропионовокислое брожения. В зависимости от состава сырья, температурного режима и других производственных условиях эти процессы могут протекать по разным механизмам и образовывать различные конечные продукты. Именно этим объясняется такая большая структура сырной продукции и существенные различия в ее потребительских характеристиках.
Используя ферменты, можно целенаправленно изменять структуру белка в самых различных направлениях. Благодаря частичному гидролизу белка можно добиться повышения растворимости, емульгувальнои активности, стимулировать способность белка к пенообразованию, стабилизации пены и эмульсии. Благодаря специфичности ферментов, преобразования такого рода, преимущественно затрагивает только определенные участки или группы белковой молекулы. Весьма важно, что большинство ферментативных процессов проходит в водной среде и, как правило, при физиологических условиях. Однако не все ферментативные реакции белков имеют значение для пищевой технологии.
Особый интерес для модификации белков и переработки их в пищевые продукты имеют реакции расщепления и образования пептидных связей, катализируемых протеазами. Так, в последнее время стали использовать частичный гидролиз белков соединительной ткани мяса, тендеризацию мяса для повышения его качественных показателей.
Наиболее эффективный метод повышения растворимости белка — ферментативный гидролиз. Но определенно, что высокая степень гидролиза белка животного происхождения под действием таких ферментов, как пепсин, папаин, проназа, на фоне повышения его растворимости сопровождается усилением накопления пептидов гидрофобного характера.
Значительно эффективнее поддаются солюбилизации рыбьи белки. Исследованиями обнаружено, что под действием амилосубтилину, протосубтилину, «Кпохуте Р-11», бромелин при рН 6,5 … 7,0, температуре около ЗО ° Св течение 15 мин. белки рыбы увеличивают емульгувальну активность в 1,5 раза, а растворимость их возрастает на 20%.
Несмотря на сложность управления ферментативными процессами, они имеют определенную перспективу, поскольку не приводят к Вирата пищевой ценности, не ухудшают усвоение белков.
Особого эффекта достигается сочетание ферментативного процесса и химической модификации, например сукцинування.
Ферменты-гидролизаторы рыбьего белка, которые характеризуются высокой пенообразующего способностью, в результате сукцинування теряют характерный рыбный вкус, что позволяет их использовать в производстве кондитерской продукции, мороженого. Высокая растворимость позволяет их применять, изготавливая напитки.
Очень интересные перспективы дает заново открытапластеинова реакция обратный процесс ферментативного расщепления, когда под действием протеолитических ферментов заново образуются пептидные связи. С помощью этой реакции воспроизвести из частичных гидролизаторив белков полипеп-тндни цепи с. Молекулярной лакомой. Около 30.0.0 Дальтон. . Японским ученым удалось применить эту реакцию для повышения биологической ценности и функциональных свойств белков.

- Безопасность труда при работе за компьютером
- Безопасность труда при работе с ПЭВМ
- Безопасность трудовой деятельности
- Безопасность туризма
- Безопасность туризма
- Безопасность туриского путешествия
- Безопасность туристов
- Безопасность труда на предприятии
- Безопасность труда на предприятии
- Безопасность труда на производстве
- Безопасность труда на рабочем месте бухгалтера
- Безопасность труда на рабочем месте офисного работника
- Безопасность труда на рабочем месте офисного работника
- Безопасность труда при использовании башенных кранов