Биотехнология пищевых продуктов представляет любое технологическое применение которое использует биологические системы, живые организмы и их производные для производства или изменения продуктов и процессов для конкретного использования.
Биотехнология пищевых продуктов использует микроорганизмы для их сохранения или для производства ряда продуктов с добавленными элементами, такими как ферменты, вкусовые соединения, витамины, микробные культуры и различные ингредиенты.
Таким образом, применение биотехнологии в пищевой промышленности направлено на отбор и манипулирование микроорганизмами с целью улучшения управления процессом, качества продукции, безопасности, консистенции и выхода при одновременном повышении эффективности процесса.
Методы биотехнологии
Биотехнологические процессы, применимые для улучшения микробных культур для использования в пищевой промышленности, включают традиционные методы генетического улучшения (“традиционная биотехнология”), такие как классический мутагенез (внесение изменений в ДНК) и конъюгация (генетический обмен). Эти методы, как правило, направлены на улучшение качества еды.
Гибридизация также используется для улучшения дрожжей, участвующих в выпечке, пивоварении и производстве напитков. Например, штаммы пекарских дрожжей применяются для улучшения способности к ферментации, обработке и биоконсервации, а также для повышения полезности и сенсорного качества вина.
Биотехнология также широко используется в качестве инструмента для мониторинга безопасности продуктов, поиска причины проблем с пищеварением, профилактики и диагностики болезней пищевого происхождения и проверки происхождения еды.
Методы, применяемые для обеспечения безопасности пищевых продуктов, сосредоточены на выявлении и мониторинге опасных факторов, будь то биологические, химические или физические.
Биопроцесс заквашивания главное биотехнологическое применение в пищевой промышленности.
Биообработка использует микробные инокулянты (живые микроорганизмы) для улучшения таких свойств, как вкус, аромат, срок годности, безопасность, текстура и питательная ценность пищевых продуктов. Микробы, связанные с сырьем и обрабатываемой средой, служат инокулянтами при спонтанных ферментациях, в то время как содержащие высокие концентрации живых микроорганизмов, называемые заквасочными культурами, используются для инициирования и ускорения скорости процессов ферментации (брожения) в непроизвольных или контролируемых процессах.
Биотехнология пищевых продуктов документирует объемы научных отчетов по характеристике микробов, связанных с производством традиционных ферментированных продуктов питания. Развитие микробных заквасочных культур является движущей силой инноваций в разработке оборудования, пригодного для гигиенической обработки традиционных перебродивших пищевых продуктов в контролируемых условиях.
Совершенствование заквасочной культуры, наряду с совершенствованием и развитием биореакторной технологии для управления процессами ферментации, сыграло ключевую роль в производстве ценных веществ, таких как ферменты, микробные культуры и функциональные пищевые ингредиенты. Эти продукты все чаще производятся в качестве сырья для операций по переработке продуктов.
Пищевые и технологические добавки
Ферменты, аминокислоты, витамины, органические кислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и некоторые сложные углеводы и ароматизаторы, например вкус умами, используемые в рецептурах в настоящее время производятся с использованием микроорганизмов — это также биотехнология пищевых продуктов.
Ферменты встречаются во всех живых организмах и катализируют биохимические реакции, необходимые для поддержания процесса.
Использование биотехнологии пищевых продуктов позволило получить новые ферменты, адаптированные к конкретным условиям при производстве еды.
Альфа-амилазы с повышенной термостабильностью, например, были разработаны для использования в производстве высокофруктозных кукурузных сиропов. Эти улучшения были достигнуты путем внесения изменений в аминокислотные последовательности α-амилазы посредством модификации последовательности ДНК генов α-амилазы . Бычий химозин, используемый в производстве сыра, был первым рекомбинантным ферментом, одобренным для использования. Ген фосфолипазы используется в молочной промышленности при производстве сыра для повышения эффективности процесса и выхода сыра.
Значительный прогресс биотехнологии пищевых продуктов был достигнут в последнее время в направлении улучшения микробных штаммов, используемых в производстве ферментов.
Ферменты, используемые в пищевой промышленности, исторически считались нетоксичными. Однако некоторые характеристики, обусловленные их химической природой и источником, такие как аллергенность, связанная с активностью токсичность, остаточная микробиологическая активность и химическая токсичность, вызывают озабоченность. Вместе с тем эти вызывающие озабоченность факторы необходимо учитывать в свете растущей сложности и изощренности методологий, используемых при производстве пищевых ферментов.