"Biotechnologia żywności"

Identyfikator Librowy: 195274

Spis treści

Przedmowa 12

1.1. Wprowadzenie 14

1.2. Biotechnologia żywności – znaczenie gospodarcze i społeczne 14

1. Biotechnologia i inżynieria genetyczna – zagadnienia wstępne 14

1.3. Produkty modyfikowane genetycznie 16

1.4. Stosunek społeczeństwa do biotechnologii, inżynierii genetycznej i żywności transgenicznej 18

1.4.1. Badania sondażowe 18

1.4.2. Wyniki badań 18

1.4.3. Podsumowanie wyników badań 19

1.4.4. Ocena wiedzy społeczeństwa na temat inżynierii genetycznej 20

1.4.5. Opinie społeczeństw krajów Unii Europejskiej i Ameryki Północnej 20

1.5. Aspekty prawne ochrony własności intelektualnej i zasobów genowych oraz biobezpieczeństwa w Polsce 20

1.6. Problemy biobezpieczeństwa 24

1.7. Stan obecny oraz perspektywy biotechnologii i inżynierii genetycznej 27

Literatura 30

2.1. Wprowadzenie 32

2.2. Struktura komórki 32

2.2.1. Budowa komórki 32

2. Wybrane zagadnienia z biologii molekularnej i jej znaczenie w biotechnologii żywności 32

2.2.2. Struktury komórkowe u Eucaryota i Procaryota oraz ich funkcje życiowe 34

2.3. Funkcje komórki 40

2.3.1. Specjalizacja w komórkach 40

2.3.2. Transport przez błony komórkowe 40

2.3.3. Przemiany energii i materii w komórce (metabolizm) 43

2.3.4. Wzrost (proliferation) i zaprogramowana śmierć (apoptosis) komórki 44

2.3.5. Cykl życiowy komórek 47

2.3.6. Podział komórek 49

2.4. Struktura molekularna materiału genetycznego 52

2.4.1. Budowa kwasów nukleinowych (DNA i RNA) 52

2.4.2. Replikacja – odtwarzanie DNA 58

2.4.3. Struktura genów komórek prokariotycznych i eukariotycznych 59

2.4.4. Pozajądrowa lokalizacja informacji genetycznej 62

2.5. Ekspresja genów 67

2.5.1. Transkrypcja 67

2.5.2. Regulacja ekspresji genów 69

2.5.3. Translacja – synteza białek 72

2.5.4. Struktura białek 75

2.5.5. Funkcje biologiczne białek 75

2.6. Metody modyfikacji genetycznej organizmów 76

2.6.1. Mutageneza i mutacje 76

2.6.2. Reperacja DNA 79

2.7. Metody rekombinacji genetycznej 79

2.7.1. Wprowadzenie 79

2.7.2. Rekombinacja DNA in vivo (procesy paraseksualne) 80

2.7.3. Rekombinacja DNA in vitro i klonowanie genów 81

2.7.4. Metoda PCR (Polymerase Chain Reaction) 86

2.7.5. Regulacja ekspresji sklonowanych genów 89

2.7.6. Metody selekcji nowych organizmów (hybryd) 90

2.8. Inżynieria komórkowa 92

2.8.1. Kultury komórkowe i tkankowe 92

2.8.2. Fuzje protoplastów 93

2.9. Kierunki wykorzystania inżynierii genetycznej i komórkowej wbiotechnologii żywności 97

2.9.1. Program badawczy a wykorzystanie inżynierii genetycznej w biotechnologii żywności 97

2.9.2. Sekrecja heterologicznych białek i innych składników w mikroorganizmach przemysłowych stosowanych w technologii żywności 98

2.9.3. Biotechnologia roślin i zwierząt przemysłowych 99

Literatura 100

3.1. Wprowadzenie 103

3.2. Woda oraz jej znaczenie w procesach biotechnologicznych 103

3.2.1. Woda jako podstawowy składnik komórek 103

3. Surowce i materiały w biotechnologii 103

3.2.2. Woda w biotechnologii 104

3.3. Rodzaje materiałów w biotechnologii 107

3.3.1. Odżywcze składniki podłoży 107

3.3.2. Materiały pomocnicze w procesach biotechnologicznych 124

3.4. Rodzaje pożywek i optymalizacja ich składu 129

Literatura 132

4.1. Wprowadzenie 133

4. Podstawowe operacje i procesy w biotechnologii 133

4.2. Przebieg procesów biotechnologicznych 134

4.2.1. Charakterystyka ogólna 134

4.2.2. Podstawy biosyntezy mikrobiologicznej 137

4.2.3. Metody hodowli drobnoustrojów (powierzchniowe, wgłębne) 139

4.2.4. Procesy okresowe 141

4.2.5. Procesy ciągłe 143

4.2.6. Inne modyfikacje procesów mikrobiologicznych 147

4.3. Rodzaje bioreaktorów 148

4.3.1. Charakterystyka ogólna 148

4.3.2. Bioreaktory do hodowli drobnoustrojów 148

4.3.3. Bioreaktory procesów enzymatycznych 158

4.4. Bioreaktory i osprzęt (przygotowanie oraz kontrola techniczna) 160

4.5. Dobór drobnoustrojów oraz prowadzenie czystych kultur (stabilizacja technologicznych cech mikroorganizmów) 161

4.6. Przygotowanie i wprowadzanie inokulum 163

4.7. Procesy wyjaławiania w biotechnologii 164

4.7.1. Charakterystyka ogólna 164

4.7.2. Wyjaławianie pożywek, materiału pomocniczego i pomieszczeń 169

4.7.3. Kontrola czystości mikrobiologicznej procesów biotechnologicznych 170

4.7.4. Zaburzenia procesów biotechnologicznych 170

4.8. Procesy inżynieryjne w biotechnologii 171

4.8.1. Procesy termiczne (metody ogrzewania i chłodzenia) 171

4.8.2. Mieszanie 172

4.8.3. Napowietrzanie 177

4.8.4. Łamanie piany 182

4.8.5. Procesy wydzielania i oczyszczania (ang. downstream processing) 186

4.8.6. Wydzielanie biomasy oraz bioproduktów z płynów pohodowlanych 187

4.8.7. Dezintegracja 207

4.8.8. Oczyszczanie bioproduktów 209

4.8.9. Metody utrwalania bioproduktów 216

4.8.10. Modyfikacja i standaryzacja cech użytkowych biopreparatów 219

4.8.11. Optymalizacja bioprocesów oraz kontrola międzyoperacyjna 226

4.8.12. Powiększanie skali procesów biotechnologicznych 231

Literatura 232

5.1. Wprowadzenie 239

5. Biotechnologia pozyskiwania żywności 239

5.2. Surowce roślinne 240

5.2.1. Wiadomości ogólne 240

5.2.2. Rośliny jako bioreaktory 242

5.2.3. Rośliny transgeniczne 243

5.2.4. Modyfikacja technologicznych cech roślin 245

5.2.5. Doskonalenie kultury uprawy i produkcji biomasy roślin 247

5.3. Surowce zwierzęce 251

5.3.1. Wiadomości ogólne 251

5.3.2. Zwierzęta transgeniczne 252

5.3.3. Zwierzęta transgeniczne jako ,,żywe bioreaktory” 255

5.3.4. Biologiczne regulowanie wzrostu zwierząt 258

5.3.5. Biotechnologia w ochronie zdrowia i w żywieniu zwierząt 259

Literatura 261

6.1. Wprowadzenie 264

6. Biotechnologia składników żywności 264

6.2. Aminokwasy 265

6.3. Antybiotyki 269

6.4. Białka 272

6.5. Lipidy 276

6.6. Polisacharydy 280

6.7. Probiotyki 285

6.8. Witaminy 288

6.9. Kultury starterowe 292

6.9.1. Wprowadzenie 292

6.9.2. Zakwasy stosowane w mleczarstwie 293

6.9.3. Zakwasy piekarnicze 297

6.9.4. Drożdże gorzelnicze 298

6.9.5. Drożdże stosowane w piwowarstwie 299

6.9.6. Drożdże winiarskie 300

6.9.7. Metody utrwalania mikroorganizmów 302

6.10. Preparaty enzymatyczne 304

6.10.1. Charakterystyka ogólna 304

6.10.2. Preparaty enzymów amylolitycznych 305

6.10.3. Preparaty enzymów cytolitycznych 311

6.10.4. Preparaty enzymów lipolitycznych 313

6.10.5. Preparaty enzymów pektolitycznych 314

6.10.6. Preparaty enzymów proteolitycznych 316

6.10.7. Inne preparaty enzymatyczne 319

6.11. Związki aromatyczne 320

6.11.1. Wprowadzenie 320

6.11.2. Estry 321

6.11.3. Laktony 321

6.11.4. Terpeny 322

6.11.5. Związki karbonylowe 323

6.11.6. Jonony 324

6.11.7. Olejki musztardowe 324

6.11.8. Pirazyny 324

6.11.9. Wybrane komponenty smakowo-zapachowe roślin 325

Literatura 326

7.1. Wprowadzenie 330

7.2. Przetwarzanie surowców roślinnych 330

7.2.1. Przemysł owocowo-warzywny 330

7. Technologie fermentacyjne 330

7.2.2. Przemysł piekarski 333

7.2.3. Przemysł piwowarski 336

7.2.4. Przemysł winiarski 351

7.2.5. Przemysł spirytusowy 367

7.3. Przetwarzanie surowców zwierzęcych 374

7.3.1. Przemysł mięsny 374

7.3.2. Przemysł mleczarski 377

7.4. Produkcja związków chemicznych 385

Literatura 385

8.1. Wprowadzenie 388

8. Enzymatyczna modyfikacja składników żywności 388

8.2. Białka 389

8.2.1. Enzymatyczna modyfikacja składu i właściwości białek 389

8.2.2. Enzymatyczna synteza peptydów 390

8.2.3. Enzymatyczna modyfikacja hydrolizatów białkowych 392

8.3. Sacharydy 394

8.3.1. Modyfikacje składu i właściwości sacharydów 394

8.3.2. Enzymatyczna hydroliza laktozy 394

8.3.3. Enzymatyczna modyfikacja skrobi 396

8.3.4. Otrzymywanie cyklodekstryn 398

8.3.5. Modyfikacja sacharozy 398

8.3.6. Inne pochodne sacharozy 399

8.3.7. Hydroliza -glukanu z jęczmienia 399

8.3.8. Enzymatyczna hydroliza celulozy 400

8.3.9. Enzymatyczna hydroliza pektyn 400

8.3.10. Enzymatyczna synteza oligosacharydów 401

8.4. Lipidy 402

8.4.1. Biotechnologiczne metody modyfikacji składu i właściwości lipidów 402

8.4.2. Mikrobiologiczna modyfikacja lipidów 403

8.4.3. Enzymatyczna modyfikacja lipidów 404

Literatura 407

9.1. Wprowadzenie 409

9.2. Tłuszcze odpadowe 409

9.2.1. Charakterystyka lipidów 409

9. Biotechnologiczne przetwarzanie produktów ubocznych przemysłu rolno-spożywczego 409

9.2.2. Osiągnięcia i perspektywy biotechnologicznego przetwarzania lipidów 411

9.3. Serwatka 412

9.3.1. Osiągnięcia i perspektywy biotechnologicznego przetwarzania serwatki 412

9.3.2. Podsumowanie 421

9.4. Melasa 421

9.4.1. Osiągnięcia i perspektywy biotechnologicznego przetwarzania melasy 421

9.5. Odpady ligninocelulozowe 424

9.5.1. Charakterystyka odpadów 424

9.5.2. Biosynteza białka 431

9.5.3. Otrzymywanie etanolu 432

9.5.4. Biosynteza innych produktów 436

9.5.5. Osiągnięcia i perspektywy biotechnologicznego przetwarzania odpadów ligninocelulozowych 437

9.6. Inne produkty odpadowe 438

9.6.1. Przetwarzanie odpadów przemysłu spożywczego 438

9.7. Podsumowanie 444

Literatura 445

10.1. Wprowadzenie 447

10. Biologiczne metody analizy żywności 447

10.2. Biosensory 448

10.2.1. Zasada działania 448

10.2.2. Klasyfikacja 450

10.2.3. Przykłady zastosowań biosensorów 458

10.3. Metody immunoenzymatyczne 465

10.3.1. Charakterystyka ogólna 465

10.3.2. Kierunki stosowania metod immunoenzymatycznych 475

Literatura 478

Słowniczek wybranych terminów z dziedziny biotechnologii 481

Wykaz symboli występujących na rysunkachw podrozdziale 10.3 490

Skorowidz 491