Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis
Žaliavos, produkto išskyrimas, paruošimas ir funkcija
Atsekite fermentacijos būdu gauto ingrediento kelią nuo anglies šaltinių iki tikslinio produkto išskyrimo ir naudojimo maiste, nelaikydami koncentracijos fermentacijos terpėje ar grynumo visapusišku rezultatu.
Pasirengimas ir susiję straipsniai
Bendrieji žinių pagrindai
Susiję straipsniai
Straipsnis padės
- Atsekti gamybos žaliavų ir kitų naudojamų medžiagų kilmę.
- Atskirti išgavą, koncentraciją ir grynumą.
- Įvertinti ingredientą pagal jo faktinį naudojimą maisto produkte.
Sekite tikslinio produkto kelią iš kultūros
Kultūra gamina norimą baltymą, tačiau maisto produkto kūrėjui reikia stabilaus ingrediento, kuris tinkamai veiktų gėrime. Skystyje yra ne tik tikslinio produkto, bet ir jį gaminančių ląstelių, likusių maisto medžiagų bei kitų medžiagų. Molekulės pagaminimas yra tik dalis kelio nuo substrato iki maisto.
Produkto išskyrimas ir paruošimas apima po kultivavimo atliekamas operacijas, kuriomis ingredientas išskiriamas ir paruošiamas. Jei tikslinis produktas išskiriamas į terpę, naudingasis srautas gali būti skystis, likęs atskyrus ląsteles. Jei tikslinis produktas yra ląstelių viduje, pirmiausia reikia surinkti ląsteles ir taikyti tinkamą procesą jų turiniui pasiekti. Tai skirtingi produkto išskyrimo uždaviniai.
Atsekite anglį ir kitas naudojamas medžiagas
Paklauskite, ką padermė iš tikrųjų vartoja. Tiekiamas cukrus gali būti gaunamas iš auginamų žemės ūkio augalų, prieš tai atlikus išgavimo ir rafinavimo etapus. Pavadinimas „gliukozė“ neatskleidžia, kiek žemės, vandens ar energijos reikia jai tiekti. Alternatyvioms žaliavoms, naudojamoms kaip anglies šaltiniai, reikia atskirų duomenų apie jų tapatybę, paruošimą ir tinkamumą.
Žaliava, naudojama kaip anglies šaltinis, nėra visa terpė. Į apskaitą įtraukiamas azotas, mineralinės medžiagos, vanduo ir visi kiti reikalingi ingredientai. Pagalbiniai ištekliai naudojami kultivavimui, valymui, atskyrimui ir laikymui. Užregistruokite kiekius ir jų kilmę ankstesniuose tiekimo grandinės etapuose per apibrėžtą gamybos laikotarpį; vien fermentacijos indas yra pernelyg siaura sistemos riba teiginiui apie nepriklausomybę nuo išteklių pagrįsti.
Atskirkite atgavimą, koncentraciją ir grynumą
Atgavimas parodo, kiek tikslinės medžiagos patenka į nurodytą vėlesnio etapo srautą, palyginti su ankstesniu jos kiekiu. Koncentracija nusako, kiek tikslinės medžiagos tenka to srauto kiekio ar tūrio vienetui. Grynumas nusako tikslinės medžiagos dalį pagal nurodytą sudėties skaičiavimo pagrindą. Nė vienas iš šių rodiklių negali pakeisti kitų dviejų.
Pašalinus vandenį, koncentracija gali padidėti nepadidėjus tikslinės medžiagos masei. Atskiriant galima pašalinti nepageidaujamas medžiagas, bet kartu prarasti ir tikslinės medžiagos. Todėl grynesnio galutinio ingrediento bendras tikslinės medžiagos atgavimas gali būti mažesnis. Nurodykite, koks srautas, tikslinės medžiagos apibrėžtis ir analizės metodas lyginami, užuot kiekvieną pagerėjimą vadinę didesne išeiga.
Uždarykite tikslinės medžiagos atgavimo balansą
Įsivaizduokite, kad išmatuotame pradiniame sraute yra 100 g tikslinės medžiagos. Po pirminio išskyrimo pasirinktame tarpiniame produkte lieka 80 g. Po vėlesnio gryninimo galutiniame ingrediente lieka 60 g. Atgavimas pirminio išskyrimo etape yra 80/100 = 80%; atgavimas vėlesniame etape yra 60/80 = 75%; bendras atgavimas yra 60/100 = 60%.
Tikslinės medžiagos balanse 20 g priskiriama atmestiems pirminio išskyrimo srautams, o dar 20 g – vėlesniems nuostoliams arba atmestai medžiagai. Balansas uždaromas taip: 100 = 60 + 20 + 20 g. Tarkime, kad per šiuos etapus tikslinė medžiaga nesusidaro ir chemiškai nevirsta kitomis medžiagomis. Šios išgalvotos vertės neapibūdina bendros miltelių masės, grynumo, tirpiklių srautų ar realios gamyklos veiklos rodiklių.
| Proceso etapas | Išlaikyta tikslinė medžiaga | Atgavimo skaičiavimo pagrindas |
|---|---|---|
| Pradinis srautas | 100 g | Pradinis tikslinės medžiagos kiekis |
| Išskirtas tarpinis produktas | 80 g | 80% pradinio tikslinės medžiagos kiekio |
| Galutinis ingredientas | 60 g | 75% tarpiniame produkte esančios tikslinės medžiagos; bendras atgavimas – 60% |
| Visa pašalinta tikslinė medžiaga | 40 g | 20 g kiekviename etape |
Etapo ir bendroji išgavimo išeiga
Skaityti schemos paaiškinimą
Originalioje hipotetinėje tikslinio produkto masės apskaitoje sekamas kelias nuo pradinių 100 g per 80 g atskirtame tarpiniame produkte iki 60 g galutinio tikslinio produkto.
Dalys
- Pradinis tikslinio produkto kiekis: 100 g
- Apibrėžtas pradinis srautas; vėliau tikslinis produktas nesusidaro ir nevirsta kitomis medžiagomis.
- Po atskyrimo: 80 g
- Pašalinta 20 g tikslinio produkto; atgauta 80% pradinio kiekio.
- Galutinis tikslinis produktas: 60 g
- Pašalinta dar 20 g; atgauta 75% tarpinio kiekio ir 60% pradinio kiekio.
Ryšiai
- Pradinis tikslinio produkto kiekis: 100 g → Po atskyrimo: 80 g: Išlaikoma 80% pradinio tikslinio produkto kiekio
- Po atskyrimo: 80 g → Galutinis tikslinis produktas: 60 g: Išlaikoma 75% tarpinio kiekio
Ištirkite ingredientą maisto produkte
Aprašytame β-laktoglobulino gamybos procese, kuriame naudojamas Trichoderma reesei, atskiriama grybo biomasė, koncentruojamas ir filtruojamas srautas, kuriame yra tikslinio produkto, o ingredientas išdžiovinamas. Šis pavyzdys parodo, kodėl išskirtas baltymas ir gamybinis fermentacijos skystis yra skirtingos medžiagos. Jis nenustato privalomos veiksmų sekos kiekvienam tiksliniam produktui.
Gėrimui gali būti svarbūs tirpumo, skonio ir stabilumo tyrimai, atliekami naudojant tikrąją receptūrą ir perdirbimo sąlygas. Fermentui svarbus numatytas katalizinis aktyvumas. Vien sudėtis neįrodo, kad tekstūra, virškinamumas ar savybių pokyčiai laikant bus priimtini. Receptūrų kūrimas ir išsamūs funkcinių savybių maiste tyrimai priklauso maisto mokslo sričiai.
Išskirdami išsaugokite tapatumą ir saugą
Užtikrinkite atsekamumą nuo padermės ir naudojamų medžiagų iki kiekvienos galutinio produkto partijos. Tikslinio produkto tapatumui, likusiems organizmo šeimininko komponentams, nepageidaujamiems metabolitams, perdirbimo likučiams ir mikrobinei taršai reikia tinkamų kontrolės priemonių ir matavimų. Vien filtravimo etapas ar didelė tikslinio produkto procentinė dalis nėra įrodymas, kad pašalinti visi svarbūs pavojai.
Žinomi alergizuojantys baltymai gali išlikti reikšmingi alergijos požiūriu ir tada, kai juos gamina mikroorganizmai; pakeitus anglies šaltinį, jie netampa saugūs visiems. Įvertinkite tikrąjį galutinį ingredientą ir numatytą jo naudojimą pagal taikomus vietos reikalavimus. Gamybos būdus lyginkite tik įtraukę išskyrimo ir gryninimo etapų pagalbinių išteklių sąnaudas, pašalinamus srautus, naudingus šalutinius produktus ir laikymą, viską skaičiuodami tam pačiam produkto kiekiui.
Išnagrinėti pavyzdžiai
Sudauginkite etapų išeigas
Kokia bendroji tikslinio produkto išgavimo išeiga hipotetiniame gamybos procese?
- Pirminio išskyrimo etape išlieka 80/100=0.80.
- Gryninimo etape išlieka 60/80=0.75 tarpiniame produkte esančios tikslinės medžiagos.
- 0.80×0.75=0.60, tai lygu 60/100.
Bendroji tikslinio produkto išgavimo išeiga yra 60%, o ne 80%+75%. Atskaitos kiekis yra pradinis 100 g tikslinio produkto kiekis.
Koncentravimas nesukuriant tikslinės medžiagos
Jei iš tikslinės medžiagos tirpalo pašalinamas tik vanduo ir neprarandama tikslinės medžiagos, ar jos masė padidėjo?
- Išlaikykite tą pačią tikslinės medžiagos masės apskaitą.
- Likusio tirpalo tūris arba masė sumažėja.
- Nurodykite pakitusią koncentraciją pagal jai nurodytą vardiklį.
Ne. Koncentracija didėja, o tikslinės medžiagos masė lieka tokia pati; grynumą ir saugą reikia pagrįsti atskirais duomenimis.
Pasitikrinkite supratimą
Ar pateikta gliukozės etiketė leidžia nustatyti, ar gliukozė buvo gauta iš žemės ūkio augalų?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Būtina atsekti tikrąją tiekimo grandinę ir paruošimo procesą.
Ar 75% atgavimo išeiga vėlesniame etape čia reiškia 75% bendrąją atgavimo išeigą?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Jos vardiklis yra 80 g tarpiniame etape gautos tikslinės medžiagos; bendrosios atgavimo išeigos vardiklis yra 100 g.
Ar gamybinių ląstelių pašalinimas garantuoja, kad alergizuojantis tikslinis produktas yra nekenksmingas?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Pati išgauta molekulė gali būti alergizuojanti.
Svarbiausios mintys
- Atsekite terpės komponentų ir pagalbinių išteklių srautus ir už fermentacijos indo ribų.
- Atskirai įvardykite išgavimo išeigą, koncentraciją ir grynumą.
- Užtikrinkite tikslinio produkto masės balanso uždarumą prieš teigdami, kad apdorojimas turi pranašumą.
- Išbandykite galutinį ingredientą ir numatytą jo naudojimą maisto produktuose.
Šaltiniai
Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.