Производство пищевых продуктов и напитков

Основой современного пищевого производства является биотех- нология, базирующаяся на достижениях микробиологии, биохимии, химической технологии, молекулярной биологии, генной инженерии и генетики. Пищевая промышленность, в настоящее время, представляет собой совокупность базовых технологий, которые существуют уже столетия (выпечка хлеба, заквашивание молока, сыроделие, виноделие

и т.д.) и современных научных разработок, которые становятся все со- вершеннее. Благодаря этому заметно улучшается качество продукции, появляется возможность влиять на тот или иной процесс в зависимости от заданных параметров продукта, вследствие чего давно знакомые нам продукты приобретают новые свойства. Так, например, молочные продукты становятся не только разнообразнее и вкуснее, но и приобре- тают массу полезных для организма человека свойств, которые обеспе- чиваются введением в сырье полезной микрофлоры.

Главным звеном биотехнологического процесса является клетка - миниатюрный химический завод, работающий с колоссальной произ- водительностью, предельной согласованностью и по заданной про- грамме. Новые перспективы для исследователей и работников пи- щевой промышленности возникают в теоретических и практических аспектах биотехнологии в результате выяснения механизмов регуля- ции метаболизма живой клетки и возможности управлять ходом фер- ментативных процессов, как в самой клетке, так и вне ее организма. Применение новых видов ферментных препаратов позволяет с наи- большим эффектом осуществлять все производственные процессы, наиболее правильно регулировать их направленность, получать совер- шенные виды пищевой продукции высокого качества с заданными свойствами.

Традиционно использование микроорганизмов при производстве различных продуктов совершенствовались тысячелетиями. Сегодня еще трудно говорить о том, каких успехов удастся достичь в этой об-

ласти с помощью биотехнологии, но самые общие тенденции вырисо-

вываются довольно ясно.

Во-первых, на смену традиционным способам приготовления пищи постепенно придут биореакторы, в которых будут расти клетки животных или растений и микроорганизмов. Дело в том что, выход

продукции при использовании ферментеров или биореакторов может

быть существенно выше, чем в сельском хозяйстве: идущие в них про- цессы гораздо более интенсивны. Развитию этого направления способ- ствуют и все возрастающая конкуренция за земельные ресурсы. Во- вторых, эта альтернативная технология будет становиться все более производительной благодаря использованию методов генной инжене- рии, которые позволяют получать улучшенные линии клеток и штам- мы микроорганизмов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов.

Из пищевых продуктов большое значение приобретают получен- ные биотехнологией заменители сахара - фруктоза и мультимер ас- партама (слаще сахарозы в 10000 раз). Другие подсластители - саха- рин, сорбит, ксилит, маннит, стевозид, тауматин и др. Биотехнологиче- скими процессами получают ценные пищевые добавки. Наиболее яр- кий пример - производство лимонной кислоты. Сегодня ее получают главным образом микробиологическим методом, а не из цитрусовых. В результате земельные площади не приходится занимать посадками ли- монных деревьев. Производство уксусной кислоты, являющейся пер- вым продуктом, полученным с помощью иммобилизованных клеток. В большом количестве вырабатывается глутамат натрия, который слу- жит усилителем вкусом, и лизин, который используют как пищевую добавку.

Биотехнология активно внедряется в производство кормов необ- ходимых в животноводстве. Микроорганизмы могут превращать растительную биомассу с низким содержанием белка в пищевые про-

дукты с высоким его содержанием. У нас в стране первые исследова-

ния в этом направлении начались в 30-е годы. Были построены первые заводы по получению кормовых дрожжей на гидролизатах древеси- ны, сельскохозяйственных отходах. В 1963 г. создан Всесоюзный НИИ биосинтеза белковых веществ. Началось крупномасштабное производ- ство белкововитаминного концентрата (БВК). В 60-х годах ряд неф- тяных компаний начали исследования и разработки по созданию новых процессов получения БВК, в зарубежной промышленности чаще упот- ребляют термин белок одноклеточных организмов (БОО), предназна-

ченного для употребления в пищу животных и людей. В качестве суб- страта использовали нефть, метан, метанол, крахмал. Процессы на ос- нове крахмала и метанола оказались наиболее конкурентоспособными.

В крупных промышленных масштабах этот процесс использовался в Германии: там, в ходе первой мировой войны выращивали дрожжи Sacchromyces cerevisiae, которые добавляли главным образом в колба- су и супы. Таким путем удалось компенсировать около 60 % довоенно- го импорта пищевых продуктов. Один из немногих высококачествен- ных продуктов из БВК, пригодных для человека производится в Анг- лии фирмой Rank Hovis McDougal. Его вырабатывают из гриба, выра- щиваемого на содержащем углеводы сырье. Основные принципы по- лучения белка в пищу людям те же, что и для производства кормового белка для животных, однако круг допустимых субстратов ограничен, а требования к продукту более жесткие. Необходимы предварительные медико-биологические исследования и клинические испытания пище- вых препаратов биомассы. Психологический барьер производства мик- робной пищи связан не только с риском интоксикации, но и с сомни- тельными вкусовыми достоинствами этой пищи. Эксперт по пробле- мам питания заметил: "Пища имеет все те свойства, которыми должна обладать новая человеческая пища: не имеет ни запаха, ни цвета, ни структуры, ни вкуса". Поэтому в такую пищу необходимо вводить вкусовые, ароматизирующие и структурирующие добавки. Перспек- тивным является культивирование грибов Fusarium, цианобактерий Spirulina, зеленых водорослей Chlorella имеющих консистенцию и дру- гие органолептические свойства более привычные для человека.

В производстве важных продуктов современной пищевой про- мышленности важное место занимают процессы брожения. Различают следующие типы брожения: спиртовое, молочнокислое (гомо- и гете-