Биотехнологии в производстве чая, кофе

В странах Восточной Азии, Африки и Латинской Америки без­алкогольные ферментированные напитки готовят из чайных и ко­фейных растений. В восточных странах с незапамятных времен чай использовали в качестве бодрящего напитка, однако технология производства чая была разработана лишь в XX в. Разнообразие чай­ного продукта зависит от вида растений и технологии переработки листа. Известны три технологии приготовления чая - черного, зеле­ного и находящегося между ними по степени окисленности дубиль­ных веществ желтый чай. Готовый чай по степени ферментации делится на сле­дующие категории:

- неферментированный чай, в котором степень окисления ду­бильных веществ (катехинов) не превышает 12%;

- слабоферментированный чай, степень окисления дубильных
веществ - до 12-30%;

- ферментированный чай, степень окисления дубильных ве­ществ - в пределах 35-40%.

Каждая категория готовой продукции по степени окисления, в свою очередь, делится на более мелкие группы. Неферментирован­ный - это зеленый чай. Для инактивации окислительных ферментов сырье фиксируют водяным паром и горячим влажным воздухом. В результате на следующих стадиях переработки в чайном листе не происходят процессы ферментативного окисления.

Чай второй категории - слабоферментированный, подвергается частичной ферментации; к нему относятся: желтый, оолонг (крас­ный) и черный чай.

Если во время производства зеленого чая основной задачей яв­ляется сохранение катехинов в нативном состоянии, то во время производства ферментированного черного чая стараются макси­мально окислить комплекс катехинов в чайном листе. Черный чай, приготовленный по указанной технологии, характеризуется интен­сивным настоем и специфическим ароматом.

Для получения черного чая свежесобранные листья подверга­ют следующим технологическим операциям: завяливанию, скру­чиванию, ферментации и сушке. Завяливание является важным технологическим этапом, при котором происходят основные биохимические изменения в чайном листе, определяющие вкус и образование ароматических соединений во время процесса скру­чивания и ферментации. Во время скручи­вания чайного листа повреждается структура и нарушается цело­стность клетки, в результате обеспечивается контакт окисли­тельных ферментов и их субстратов. В чайном листе фермента­ция осуществляется за счет эндогенных ферментов. Этим произ­водство чая отличается от многих других процессов пищевой про­мышленности, где ферменты добавляют искусственно. В техно­логическом цикле производства чая ферментация является цент­ральным процессом, от которого в значительной степени зависит качество готовой продукции.

Что касается технологии получения растворимого кофе, то здесь мало что изучено. Технологическая схема производства кофе такова: с помощью воды осуществляется экстракция плода, после чего переработанный остаток отделяется от раствора и происходит его природная ферментация, в которой принимают участие бакте­рии и дрожжи. Этот процесс имеет большое значение в формирова­нии вкуса и аромата готового продукта. В целом процесс производ­ства кофе носит эмпирический характер и основан на слабой науч­ной базе. Несмотря на это, качество кофе всегда соответствует ком­мерческим требованиям. Производство и потребление кофе во всем мире достигло невиданных масштабов. В настоящее время в странах Латинской Америки и США интенсивно разрабатываются научные основы технологии производства кофе.

4. Производство сыра.

Молоко было, одним из первых продуктов, претерпевших ми­кробиологическую переработку естественным образом. Это про­исходит за счет того, что в молоке легко размножаются бактерии и оно скисает. В этом процессе один из основных этапов - превра­щение молочного сахара - лактозы в молочную кислоту. На про­тяжении тысячелетий усовершенствовался процесс спонтанного скисания молока, результатом чего явилась разработка техноло­гии получения сыра и других продуктов молочнокислого броже­ния.

Для производства сыра в молоко вносят культуру бактерий, род и вид которых зависит от типа производимого сыра.

Размножение молочнокислых бактерий при скисании молока - это важный технологический процесс, так как они подавля­ют размножение других бактерий и тем самым обусловливают требуемые вкусовые качества и аромат сыра. Молочнокислые бактерии положительно влияют на желудочно-кишечную мик­рофлору. После внесения бактерий молоко инкубируют при оп­ределенной температуре и в результате оно скисает. Для углуб­ления этого процесса — гидролиза белка, искусственно вносят протеолитический фермент, называемый сычужным фермен­том или ренином. Ренин образуется в сычуге - в четвертом от­делении желудка ягненка или теленка, вскормленных молоком. С возрастом организм животных вместо сычужного фермента вырабатывает другие протеолитические ферменты, с другой субстратной специфичностью, не вызывающие образования сыра.

Производство сычужного фермента в мировом масштабе соста­вляет 25 млн. л. Несмотря на это, сычужный фермент является дефи­цитным и лимитирующим компонентом в технологии производства сыра.

В результате многочисленных поисков получен протеолитиче­ский фермент микробного происхождения с аналогичной сычужно­му ферменту субстратной специфичностью. Этот фермент частично восполнил дефицит сычужного фермента. Другая значительная био­технологическая новизна заключается в клонировании гена ренина в одну из культур мицелиальных грибов. Это позволило получить абсолютный аналог сычужного фермента.

Для промышленных целей сычужный фермент получают из жи­вотных организмов (ягнят, телят, поросят) и из культур грибов.

По данным на 1998 г., аналог ренина, выделенный из грибов, удовлетворяет потребность в этом ферменте на одну треть. Мик­робный фермент широко используется в США и Франции - странах с большими традициями производства сыра.

Сразу же после внесения в молоко фермента, выделенного из животных или микроорганизмов, происходит ограниченный протеолиз казеина. Коагулированный казеин образует гелеподобную мас­су и соединяется с жиром, после чего сыворотку фильтруют, отжи­мают остаточную воду и высушивают завертыванием в ткань. Сле­дующим этапом технологии является созревание сыра. Производст­во сыра из молока — дегидратационный процесс, при котором проис­ходит концентрирование казеина и жира в 6-12 раз. В процессе со­зревания некоторых сыров практикуется искусственное размноже­ние микроорганизмов (бактерии и грибы) для придания сыру специ­фического вкуса и аромата.

Приблизительно 100 лет тому назад производство сыра дос­тигло такого уровня и коммерческих масштабов, что производи­тели перестали доверять процессу спонтанного размножения мо­лочнокислых бактерий и начали применять чистые бактериальные культуры. Многообразие бактерий вызвало значительное расширение ассортимента сыров.

Вкус, аромат и качество разных сортов сыра определяют следу­ющие факторы: разновидность молока (козье, коровье, овечье), температура приготовления сыра, наличие вторичной микрофлоры.

Если первичная микрофлора - молочнокислые бактерии осуще­ствляют формирование сыра как продукта, то вторичная микрофло­ра (бактерии, грибы) придают аромат и свойства, определяющие специфический вкус сыра.

Из молока можно получить и другие продукты брожения. Из них можно выделить кислые продукты: йогурт - аналог грузинско­го мацони. Традиционно йогурт получают ферментацией в молокеболгарской палочки и термофильного стрептокока.

Сметану, кумыс, кефир, видя (распространенный напиток в Финляндии) и другие продукты получают из пастеризованного мо­лока, обработанного молочнокислыми бактериями.

Вопросы для самопроверки

Дайте понятие функциональные пищевые продукты?

При производстве каких продуктов питания применяются методы биотехнологии?

Тема 9. Технология производства алкогольных напитков, сахарозаменителей

Технология производства алкогольных напитков.

Технология производства сахарозаменителей.