- •020209.65 «Микробиология»
- •Глава 1. Характеристика микроорганизмов - объектов биотехнологических производств
- •1.1. Строение прокариотической (бактериальной) клетки
- •1.2. Размножение бактерий
- •1.3. Строение эукариотической клетки
- •1.4. Характеристика наиболее важных представителей различных классов грибов, их размножение
- •1.5. Дрожжи. Их формы, размеры. Размножение дрожжей. Принципы классификации дрожжей
- •Глава 2. Метаболизм. Принципы регуляции обмена веществ микрорганизмов
- •Глава 3. Генетика микроорганизмов. Пути совершенствования микробиологических производств методами генной инженерии
- •3.1. Генотип и фенотип микроорганизмов
- •3.2. Формы изменчивости микроорганизмов
- •3.3. Типы мутантных штаммов продуцентов
- •3.4. Способы получения мутантных штаммов микроорганизмов
- •3.4.1. Селекционные методы получения мутантов
- •3.4.2. Генетическая модификация микроорганизмов
- •3.4.3. Методы генной инженерии
- •3.4.4. Конструирование рекомбинантной днк
- •3.4.4.1. Встраивание днк в вектор
- •3.4.4.2. Генетическая трансформация клеток бактерий
- •3.4.4.3. Экспрессия чужеродных генов в клетках бактерий
- •Глава 4. Культивирование микроорганизмов
- •4.1. Рост и развитие микроорганизмов
- •4.2. Оптимальные условия культивирования
- •4.3. Промышленные способы культивирования микроорганизмов
- •Глава 5. Общие принципы биотехнологических производств
- •5.1. Основная схема технологического процесса
- •Х ранение
- •5.2. Этапы технологического процесса
- •5.2.1. Приготовление питательной среды
- •5.2.2. Подготовка посевного материала
- •5.2.3. Ферментация (культивирование)
- •5.2.4. Выделение целевого продукта
- •5.2.5. Очистка целевого продукта
- •Глава 6. Производство микробной биомассы
- •6.1. Получение и использование биомассы одноклеточных
- •6.1.1. Получение дрожжевого белка
- •6.1.2. Получение бактериальной биомассы
- •6.1.3. Получение грибного белка (микопротеина)
- •Получение водорослевого белка
- •6.2. Получение энзиматически активной биомассы
- •6.2.1. Получение хлебопекарских дрожжей
- •6.2.2. Получение заквасок молочной промышленности
- •6.2.3. Получение бактериальных удобрений
- •6.3. Получение и использование микробных инсектицидов
- •6.3.1. Получение бактериальных энтомопатогенных препаратов
- •6.3.2. Получение грибных энтомопатогенных препаратов
- •6.3.3. Получение вирусных энтомопатогенных препаратов
- •6.4. Получение и использование вакцин
- •Глава 7. Производство ферментных препаратов
- •7.1. Технология получения ферментов микроорганизмов
- •7.2. Иммобилизованные ферменты
- •7.3. Иммобилизация клеток
- •7.4. Промышленные процессы с использованием иммобилизованных ферментов и клеток
- •Глава 8. Получение продуктов микробиального синтеза
- •8.1. Биотехнология получения первичных метаболитов
- •8.1.1. Производство аминокислот
- •8.1.2. Производство витаминов
- •8.1.3. Производство органических кислот
- •8.2. Биотехнология получения вторичных метаболитов
- •8.2.1. Получение антибиотиков
- •8.3. Биотехнология получения метаболитов, с использованием генномодифицированных микроорганизмов
- •Глава 9. Использование микроорганизмов в пищевой промышленности
- •9.1. Производства, основанные на спиртовом брожении
- •9.1.1. Хлебопекарное производство
- •9.1.2. Производство пищевого спирта
- •9.1.3. Производство пива
- •9.1.4. Производство вина
- •9.2. Производства, основанные на молочнокислом брожении
- •9.2.1. Производство кисломолочных продуктов
- •9.2.2. Производство сыров
- •Глава 10. Использование микроорганизмов в охране окружающей среды
- •10.1. Биологическая обработка органических отходов
- •10.1.1. Биологическая очистка сточных вод
- •10.1.2. Биологическая обработка твердых отходов
- •10.2. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов
- •Глава 11. Использование микроорганизмов в технологии металлов
6.1. Получение и использование биомассы одноклеточных
Человек традиционно получает белки, жиры и углеводы из животных и растительных источников. Уже сегодня эти источники не покрывают все увеличивающиеся потребности человечества. В настоящее время мировой дефицит белка составляет около 15 млн т.
Особый интерес представляет использование микроорганизмов в качестве источника белка и витаминов при производстве пищевых продуктов.
Термин «белок одноклеточных» (БОК) был предложен в 1966 г. для обозначения биомассы различных микроорганизмов (бактерий, дрожжей, грибов и водорослей). Кроме высокого содержания белка микробная биомасса содержит также жиры, нуклеиновые кислоты, витамины и минеральные компоненты.
Перспектива и экономическая целесообразность употребления микроорганизмов в технологии производства пищевых продуктов диктуются рядом факторов:
возможностью использования самых разнообразных химических соединений, включая парафины нефти, метан, водород, метанол, этанол, уксусную кислоту, углекислый газ, молочную сыворотку, мелассу, крахмал и целлюлозосодержащие отходы промышленности и сельского хозяйства;
высокой интенсивностью синтеза белков;
относительно несложной технологией культивирования микроорганизмов, которое можно осуществлять круглосуточно и во все сезоны года;
относительно высоким содержанием белка и витаминов, а также углеводов, липидов и препаратов на основе микробов;
повышенным содержанием незаменимых аминокислот по сравнению с растительными белками;
возможностью направленного генетического влияния на химический состав микроорганизмов в целях совершенствования белковой и витаминной ценности продукта.
Использование белка микробного происхождения для изготовления пищевых продуктов позволяет экономить высокоценные животные и растительные белки, а также повышать биологическую ценность готового продукта. Перспективность микробиологического синтеза следует из представленных ниже данных. Если для крупного рогатого скота требуется 5 лет для удвоения белковой массы, для свиней – 4 мес, для цыплят – 1 мес, то для бактерий и дрожжей – 1– 6 ч.
Производство микробной биомассы – самое крупное микробиологическое производство. Мировое производство пищевых белковых продуктов за счет микробного синтеза составляет более 15 тыс. т в год.
Микробная биомасса может быть хорошей белковой добавкой для домашних животных, птиц и рыб. Производство микробной биомассы особенно важно для стран, не культивирующих в больших масштабах сою (соевую муку используют как традиционную белковую добавку к кормам).
В качестве источников кормового белка чаще используют различные виды дрожжей и бактерий, микроскопические грибы, одноклеточные водоросли, белковые коагуляты травянистых растений.
При выборе микроорганизма учитывают удельную скорость роста и выход биомассы на данном субстрате, стабильность при поточном культивировании, величину клеток.