Extras din curs

1.1 BIOTEHNOLOGII ALIMENTARE – DEFINIŢIE. OBIECTUL BIOTEHNOLOGIEI

Biotehnologia este o ştiinţă complexă, ce se caracterizează prin utilizarea integrată a biochimiei, microbiologiei, biologiei celulare şi a ingineriei genetice. (fig. 1.1).

Figura 1.1. Biotehnologia o ştiinţă complexă

Denumirea de biotehnologie provine de la cuvintele greceşti:

-„Bios” care înseamnă viaţă,

-„Tehnikos” care înseamnă tehnici şi

-„Logos” care însemnă „studiu al”.

Biotehnologia este aplicată in diverse domenii, cum ar fi: agricultură, industria alimentară, producţie industrială, mediu şi medicină.

Biotehnologia alimentară se referă la prelucrarea industrială a diferitelor materii prime cu ajutorul microorganismelor şi enzimelor proprii sau a unor agenţi biologici (microorganime, enzime) adăugaţi în scopul realizării unor produse sau a ameliorării unor procese tehnologice.

Rolul biotehnologiei este covârşitor în industria alimentară. În fapt, industria alimentară este o biotehnologie, deoarece materiile prime agroalimentare sunt produse biologice şi prin urmare conservarea lor până la consum, în stare proaspătă (cazul fructelor şi legumelor) sau până la industrializare (cazul tuturor produselor agroalimentare) implică controlul activităţii enzimatice proprii ţesuturilor vegetale şi animale sau a celor elaborate de microflora de contaminare.

Enzimele proprii ţesuturilor vegetale şi animale sunt esenţiale în transformările pe care le oferă produsele agroalimentare: maturarea fructelor şi legumelor, cerealelor şi făinurilor sau diferitelor produse alimentare pe bază de cereale germinate, maturarea brânzeturilor, maturarea cărnii.

Enzimele pot avea însă şi rol deteriorativ cu implicaţii în modificarea caracteristicilor senzoriale şi a valorii nutritive a materiilor prime agroalimentare până la prelucrarea termică a acestora.

De asemenea, rolul microorganismelor este hotărâtor, unele dintre ele având acţiune dăunătoare, altele având rol esenţial în obţinerea unor produse alimentare datorită acţiunii lor fermentative: produse lactate acide, brânzeturi, bere, vin, spirt, pâine, salamuri crude, alimente fermentate din cereale şi leguminoase.

Microorganismele intervin şi în fermentarea unor produse vegetale: varza, murături, măsline, castraveţi, cacao, etc.

Biotehnologiile în industria alimentară s-au dezvoltat impresionant prin folosirea enzimelor exogene (industria laptelui, berii, spirtului, amidonului, cărnii, sucurilor de fructe, zahărului, panificaţiei, etc.) şi a culturilor starter (industria berii, laptelui, cărnii, panificaţiei, etc.) La toate acestea trebuie să avem în vedere obţinerea de metaboliţi secundari (alcool etilic, acetonă, acizi organici, aminoacizi, etc.) prin folosirea de microorganisme precum şi de biomasă alimentară şi furajeră, etc.

Cu ajutorul enzimelor microorganismelor se pot accelera procesele biochimice, se pot perfecţiona procesele de producţie, se poate îmbunătăţi calitatea produselor alimentare şi se poate mări gradul de diversificare a producţiei alimentare.

1.2. PREPARATE ENZIMATICE

1.2.1. Aspecte generale

Enzimele sunt din punct de vedere structural proteine constituite din aminoacizi, iar din punct de vedere funcţional acţionează ca nişte biocatalizatori biologici care au rolul de a permite realizarea unor reacţii cu o viteză mărită.

Enzimele sunt utilizate drept catalizatori în condiţiile în care există şi catalizatori chimici, deoarece prezintă următoarele avantaje:

1. Au capacitatea de a cataliza reacţiile chimice în condiţii blânde de temperatură, pH, presiune. Aceasta permite un consum mai redus de energie şi nu necesită echipamente scumpe rezistente la coroziune.

2. Enzimele sunt catalizatori specifici, deseori stereoselective, care nu conduc la obţinerea de produşi de reacţie secundari nedoriţi. În aceste condiţii nu sunt necesare cheltuieli mari privind rafinarea şi purificarea produsului ce urmează a fi fabricat.

3. Comparativ cu procesele chimice, enzimele sunt din punctul de vedere al mediului compuşi biodegradabili care nu necesită costuri semnificative de epurare.

4. Anumite enzime nu sunt limitate numai la acţiunea în mediul apos, putând acţiona şi la interfaţa dintre două faze, apă: solvent organic sau apă:ulei etc.