Как протича ферментацията. Окисление и ферментация при производството на чай




Скъпи приятели, искаме да споделим с вас кратък откъс от книгата Wild Fermentation: The Flavor, Nutrition, and Craft of Live-Culture Foods, 2nd Edition, 2nd edition).

Авторът на книгата - "рок звездата на американската кулинарна сцена" - според New York Times, самоук, антиглобалист, дауншифтър и открит гей - Шандор Еликс Кац. Тази книга, както сигурно вече се досещате, попада в редицата елегантни кулинарни „книги за холната маса“ (както в англосаксонския свят е прието да се наричат ​​тежки и цветни томове, чиято цел е да лежат на масата в хола и да бъде по-скоро елемент на декор, отколкото източник на знания) .

Снимките в тази книга заслужават специално внимание: гледайки ги, човек остава с впечатлението, че са се получили напълно случайно. Но тази книга наистина е пълна с уникална информация: как се ферментира маниока, националните етиопски сладкиши се пекат от тефово брашно, квасът се прави в Русия (да, дори това!) и много други. Теоретичната част съдържа данни от областта на антропологията, историята, медицината, храненето и микробиологията. Книгата включва голям брой рецепти: те са разделени на няколко тематични части (готвене на ферментирали зеленчуци, хляб, вино, млечни продукти).

Тук даваме много безплатен превод на главата за полезните свойства на ферментацията.

Многобройни ползи за здравето от ферментиралите храни

Ферментиралите храни имат жив вкус и живи хранителни вещества. Вкусът им обикновено е силно изразен. Помислете за ароматни зрели сирена, кисело кисело зеле, гъста тръпчива мисо паста, богати благородни вина. Разбира се, можем да кажем, че вкусът на някои ферментирали продукти не е за всеки. Но хората винаги са оценявали уникалните вкусове и апетитни аромати, които храната придобива чрез работата на бактерии и гъбички.

От практическа гледна точка основното предимство на ферментиралите храни е, че траят по-дълго. Микроорганизмите, участващи в процеса на ферментация, произвеждат алкохол, млечна и оцетна киселина. Всички тези „биоконсерванти“ помагат за запазването на хранителните вещества и инхибират растежа на патогенни бактерии, като по този начин предотвратяват развалянето на хранителните запаси.

Зеленчуците, плодовете, млякото, рибата и месото се развалят бързо. И когато е било възможно да се получи излишъкът им, нашите предци са използвали всички налични средства, за да запазят хранителните запаси възможно най-дълго. През цялата история на човечеството ферментацията е била използвана за това навсякъде: от тропиците до Арктика.

Капитан Джеймс Кук е известен английски изследовател от 18 век. Благодарение на неговата активна дейност границите на Британската империя се разширяват значително. Освен това Кук получи признание от Лондонското кралско общество - водещото научно общество във Великобритания - за това, че е излекувал членове на своя екип от скорбут (заболяване, причинено от остра липса на витамин С).Кук успя да победи болестта поради факта, че по време на експедициите си той взе на борда голям запас от кисело зеле.(който съдържа значителни количества витамин С).

Благодарение на откритието си Кук успява да открие много нови земи, които след това попадат под властта на британската корона и укрепват нейната власт, включително Хавайските острови, където впоследствие е убит.

Първоначалните жители на островите, полинезийците, прекосили Тихия океан и се заселили на Хавайските острови повече от 1000 години преди посещението на капитан Кук. Интересен е фактът, че ферментиралите храни са им помогнали да оцелеят при дълги пътувания, както и екипът на Кук! В този случай „пои“, каша, направена от гъст, нишестен корен таро, който все още е популярен в Хаваите и в района на Южния Пасифик.

Корен Таро:


Пои каша от корен таро:


Ферментацията позволява не само да се запазят полезните свойства на хранителните вещества, но и да се помогне на тялото да ги усвои.. Много хранителни вещества са сложни химични съединения, но по време на процеса на ферментация сложните молекули се разграждат на по-прости елементи.

Като пример за такава трансформация на свойствата по време на ферментация, соята има. Това е уникален, богат на протеини продукт. Без ферментация обаче соята е практически несмилаема от човешкия организъм (някои дори твърдят, че е токсична). По време на процеса на ферментация сложните соеви протеинови молекули се разграждат и в резултат на това се образуват аминокиселини, които тялото вече може да асимилира. В същото време растителните токсини, съдържащи се в соята, се разграждат и неутрализират. В резултат на това получаваме традиционни ферментирали соеви продукти като напрсоев сос, мисо паста и темпе.

Много хора изпитват трудности с храносмилането на млякото в наши дни. Причината е непоносимост към лактоза – млечна захар. Млечнокиселите бактерии в млечните продукти превръщат лактозата в млечна киселина, която е много по-лесно смилаема.

Същото се случва и с глутена, протеин в зърнените храни. В процеса на бактериална ферментация със стартерни култури (за разлика от ферментацията с дрожди, която сега се използва най-често при печенето на хляб), молекулите на глутен се разграждат иферментиралият глутен е по-лесно смилаем от неферментиралия глутен.

Според експерти от Организацията по прехрана и земеделие на ООН (United Nations Food and Agriculture Organization), ферментиралите храни са източник на жизненоважни хранителни вещества. Организацията работи активно за увеличаване на популярността на ферментиралите храни по света. Според организацията за ферментацияповишава бионаличността (т.е. способността на тялото да абсорбира определено вещество) на минералитеприсъства в продуктите.

Бил Молисън, автор на The Permaculture Book of Ferment and Human Nutrition, нарича ферментацията „форма на предварително храносмилане“. „Предварителното храносмилане“ също ви позволява да разграждате и неутрализирате някои токсични вещества, съдържащи се в храните. Като пример вече дадохме соята.

Друга илюстрация на процеса на неутрализиране на токсините еферментация на маниока(известен също като юка или маниока). Това е кореноплоден зеленчук, роден в Южна Америка, който по-късно става основна храна в екваториална Африка и Азия.

Маниоката може да съдържа високи концентрации на цианид. Нивото на това вещество е силно зависимо от вида на почвата, върху която расте кореновата култура. Ако цианидът не е неутрализиран, маниоката не може да се яде: тя е просто отровна. За отстраняване на токсина често се използва обикновено накисване: за това обелени и едро нарязани грудки се поставят във вода за около 5 дни. Това ви позволява да разградите цианида и да направите маниоката не само безопасна за консумация, но и да запазите полезните вещества, които съдържа.

Събиране на корен от маниока:

Ферментирала соева мисо паста от различни видове с добавки:


Но не всички токсини в храните са толкова опасни, колкото цианида. Например зърнените култури, варивата (както и ядките – бел.ред.) съдържат съединение, т.нарфитинова киселина. Тази киселина имаспособност да свързва цинк, калций, желязо, магнезий и други минерали. В резултат на това тези минерали няма да бъдат усвоени от тялото. Ферментацията на зърнени култури чрез предварително накисване разгражда фитиновата киселина и по този начин повишава хранителната стойност на зърнените, бобовите растения и ядките.

Има други потенциално токсични вещества, които могат да бъдат отслабени или неутрализирани чрез ферментация. Сред тях са нитрити, циановодородна киселина, оксалова киселина, нитрозамини, лектини и глюкозиди.

Ферментацията не само разгражда "растителните" токсини, резултатът от този процес са нови хранителни вещества.
Така по време на своя жизнен цикъл,стартовите бактерии произвеждат витамини от група B, включително фолиева киселина (B9), рибофлавин (B2), ниацин (B3), тиамин (B1) и биотин (B7, H). На ензимите често се приписва и производството на витамин B12, който не се намира в растителните храни. Не всички обаче са съгласни с тази гледна точка. Има версия, че веществото, съдържащо се във ферментиралата соя и зеленчуците, всъщност е само в някои отношения подобно на витамин В12, но няма неговите активни свойства. Това вещество се нарича "псевдовитамин" В12.

Някои от ензимите, произведени по време на процеса на ферментацияДръж се като антиоксиданти, тоест отстраняват свободните радикали от клетките на човешкото тяло, които се считат за предшественици на раковите клетки.

Млечнокиселите бактерии (които по-специално се намират в хляба с квас, както и в киселото мляко, кефира и други ферментирали млечни продукти – бел.ред.) спомагат за производството на омега-3 мастни киселини, които са жизненоважни за нормалното функциониране на клетъчната мембрана на човешките клетки и имунната система.

По време на ферментацията на зеленчуците се получават изотиоцианати и индол-3-карбинол. Смята се, че и двете вещества имат противораковИмоти.

Продавачите на „естествени хранителни добавки“ често се „гордят“, че „в процеса на тяхното отглеждане се произвежда голямо количество полезни природни вещества“. Като например супероксид дисмутаза или GTF-хром (вид хром, който се усвоява по-лесно от човешкото тяло и помага за поддържане на нормални нива на кръвната захар), или детоксикиращи съединения: глутатион, фосфолипиди, храносмилателни ензими и бета 1, 3 глюкана. Честно казано, просто (думите на автора на книгата) губя интерес към разговора, когато чуя подобни псевдонаучни факти. Напълно възможно е да се разбере колко е полезен даден продукт и без молекулярен анализ.

Доверете се на инстинктите и вкусовите си рецептори. Слушайте тялото си: как се чувствате, след като сте изяли определен продукт. Попитайте какво казва науката за това. Резултатите от изследванията потвърждават, че ферментацията повишава хранителната стойност на храните.

може би,Най-голямата полза от ферментиралите храни се крие именно в самите бактерии, които осъществяват процеса на ферментация. Те също се наричат пробиотици. Много ферментирали храни съдържат компактни колонии от микроорганизми: такива колонии включват много видове голямо разнообразие от бактерии. Едва сега учените започват да разбират как колониите от бактерии влияят върху работата на нашата чревна микрофлора.Взаимодействието на микроорганизмите, открити във ферментиралите храни, с бактериите на нашата храносмилателна система може да подобри функционирането на храносмилателната и имунната система., психологически аспекти на здравето и общото благосъстояние.

Въпреки това, не всички ферментирали храни остават „живи“, докато стигнат до трапезата ни. Някои от тях поради естеството си не могат да съдържат живи бактерии. Хлябът, например, трябва да се пече при висока температура и не може да служи като източник на пребиотици (ползите от хляба са различни, няма да ги разглеждаме в тази статия). И това води до смъртта на всички живи организми, съдържащи се в него.

Ферментиралите продукти не изискват подобен метод на приготвяне, те се препоръчват да се консумират, когато все още съдържат живи бактерии, т.е. без термична обработка (в нашата руска реалност - кисело зеле, краставици: накиснати червени боровинки, ябълки, сливи; различни видове жив квас; напитка комбуча; непастьоризирани вина от живо грозде, непастьоризирани млечни продукти с кратък срок на годност като: кефир, ферментирало прясно мляко, ацидофилус, тен, мацони, кумис; фермерски сирена и др., бел. И именно в този вид ферментиралите храни са най-полезни.

Кисело зеле, кисели ябълки:

Четете внимателно етикетите на продуктите. Не забравяйте, че много от ферментиралите храни, продавани в магазините, са пастьоризирани или обработени по друг начин. Това ви позволява да удължите срока на годност, но убива микроорганизмите. Често можете да видите фразата "съдържа живи култури" на етикета на ферментирали храни. Този надпис показва, че в крайния продукт все още има живи бактерии.

За съжаление живеем във време, когато магазините в по-голямата си част продават полуфабрикати, предназначени за масовия потребител, и е трудно да се намерят живи бактерии в такива продукти. Ако искате да имате на трапезата си наистина "живи" ферментирали храни, ще трябва да ги потърсите добре или да ги сготвите сами.

„Живите“ ферментирали храни са полезни за здравето на храносмилането. Следователно те са ефективни за лечение на диария и дизентерия. Храните, съдържащи живи бактерии, помагат в борбата с детската смъртност.

В Танзания е проведено проучване, което изследва нивото на детската смъртност. Учените наблюдавали бебета, които били хранени с различни адаптирани млека след отбиването. Някои деца бяха хранени с каша от ферментирали зърнени храни, други - от обикновени.

Бебетата, хранени с ферментирала каша, са имали около половината случаи на диария в сравнение с тези, хранени с неферментирала каша. Причината е, че ферментацията на млечна киселина потиска растежа на бактериите, които причиняват диария.

Според друго проучване, публикувано в списание Nutrition ( хранене),богата чревна микрофлора помага за предотвратяване на развитието на заболявания на храносмилателния тракт. Бактериите на млечната киселина „се борят с потенциалните патогени, като се прикрепят към рецепторите на клетките на чревната лигавица“. По този начин болестите могат да се лекуват с помощта на „екоимунно хранене“.

Самата дума, разбира се, не е толкова лесна за произнасяне. Но все още харесвам термина "екоимунно хранене". Това означава, че имунната система и бактериалната микрофлора на тялото функционират като едно цяло.

Бактериалната екосистема се състои от колонии от различни микроорганизми. А такава система може да се създаде и поддържа с помощта на определен хранителен режим. Яденето на храни с високо съдържание на живи бактерии е един от начините за изграждане на бактериална екосистема в тялото.

Накиснати боровинки, сливи:



Чаена гъба:


Тази книга е получила няколко награди. Освен нея в библиографията на Кац:

Голямата книга за Комбуча

Дивата мъдрост на плевелите

Арт натурално сирене

Революцията няма да бъде приготвена в микровълнова фурна: вътре в подземните хранителни движения на Америка („Революцията няма да бъде приготвена в микровълнова фурна: поглед отвътре към подземните гастро-потоци на съвременна Америка“).

Връзка към книгата в Amazon: https://www.amazon.com/gp/product/B01KYI04CG/ref=kinw_myk_ro_title

________________________________________ _________

ферментирал хранителен продукт темп - полезни свойства и приложения


Темпе (англ. Tempeh) е ферментирал хранителен продукт, произведен от соеви зърна.

готвене

Темпе е популярно в Индонезия и други страни от Югоизточна Азия. Процесът на приготвяне на темпе е подобен на процеса на ферментация на сирената. Темпе се прави от цели соеви зърна. Соевите зърна се омекват, след това се отварят или обелват и се варят, но не се готвят. След това се добавя окислител (обикновено оцет) и закваска, съдържаща полезни бактерии. Под действието на тези бактерии се получава ферментирал продукт със сложна миризма, която се сравнява с ядки, месо или гъби и има вкус на пиле.

При ниски температури или силна вентилация темпе понякога развива спори под формата на безвредни сиви или черни петна по повърхността. Това е нормално и не влияе на вкуса или миризмата на продукта. Готовото качествено темпе има лека миризма на амоняк, но тази миризма не трябва да е много силна.

Обикновено темпето се произвежда на брикети с дебелина около 1,5 см. Темпето се класифицира като нетраен продукт и не може да се съхранява дълго време, така че е трудно да се намери извън Азия.

ПолезенИмоти и приложение

В Индонезия и Шри Ланка темпе се консумира като основна храна. Темпето е богато на протеини. Благодарение на ферментацията по време на производствения процес, протеинът темпе е по-лесно смилаем и усвоим от тялото. Темпето е добър източник на диетични фибри, защото съдържа голямо количество диетични фибри, за разлика от тофуто, в което липсват фибри.

Най-често, нарязан на парчета, темпе се пържи в растително масло с добавяне на други продукти, сосове и подправки. Понякога темпе се накисва предварително в марината или солен сос. Приготвя се лесно: отнема само няколко минути. Месоподобната текстура позволява темпе да се използва вместо месо в бургери или вместо пиле в салата.

Готовото темпе се сервира с гарнитура, в супи, в яхнии или пържени ястия, а също и като самостоятелно ястие. Поради ниското си съдържание на калории темпе се използва като диетично и вегетарианско ястие.

Съединение

Темпето съдържа редица полезни микроорганизми, характерни за ферментиралите храни, които инхибират болестотворните бактерии. Освен това съдържа фитати, които се свързват с радиоактивни елементи и ги извеждат от тялото. Темпето, както всички соеви продукти, е много богато на протеини и диетични фибри. Гъбичната култура, използвана в процеса на производство на темпе, съдържа бактерии, които произвеждат витамин B12, който инхибира усвояването на радиоактивния кобалт.

Любопитен факт

Темпе, подобно на други соеви продукти, не се съчетава добре с всички животински протеинови продукти и животински мазнини, но се съчетава добре с риба и морски дарове. Не яжте соеви продукти с други бобови растения.

темпе калории

Калорично съдържание на темпе - от 90 до 150ккал в 100 гр. от продукта, в зависимост от начина на приготвяне.

Биополимери


Главна информация
Има два основни типа биополимери: полимери, които произхождат от живи организми, и полимери, които произхождат от възобновяеми ресурси, но изискват полимеризация. И двата вида се използват за производството на биопластмаси. Биополимерите, присъстващи в живите организми или създадени от тях, съдържат въглеводороди и протеини (протеини). Те могат да се използват в производството на търговски пластмаси. Примерите включват:

Биополимери, съществуващи/създадени в живи организми

биополимер

естествен източник Характеристика
ПолиестерибактерииТакива полиестери се получават чрез естествени химични реакции, произведени от определени видове бактерии.
нишестеЗърно, картофи, пшеница и др. Такъв полимер е един от начините за съхранение на въглеводороди в растителните тъкани. Състои се от глюкоза. Липсва в животинските тъкани.
ЦелулозаДърво, памук, зърно, пшеница и др. Този полимер се състои от глюкоза. Той е основният компонент на клетъчната мембрана.
соев протеинСоеви зърнаПротеин, открит в соевите зърна.

Молекули от възобновяеми природни ресурси могат да бъдат полимеризирани за използване в производството на биоразградими пластмаси.

храня се естествени източници, полимеризирани в пластмаси

биополимер

естествен източник Характеристика
Млечна киселина Цвекло, зърнени храни, картофи и др. Произвежда се чрез ферментация на съдържащи захар суровини, като цвекло, и обработка на нишесте от зърнени култури, картофи или други източници на нишесте. Полимеризира, за да произведе полимлечна киселина, полимер, използван в производството на пластмаси.
ТриглицеридиРастителни масла Те образуват по-голямата част от липидите, които са част от всички растителни и животински клетки. Растителните масла са един възможен източник на триглицериди, които могат да бъдат полимеризирани в пластмаси.

Използват се два метода за производство на пластмасови материали от растения. Първият метод се основава на ферментация, докато вторият използва самото растение за производство на пластмаса.

Ферментация
Процесът на ферментация използва микроорганизми за разлагане на органични вещества в отсъствието на кислород. Текущите конвенционални процеси използват генетично модифицирани микроорганизми, специално проектирани за условията, при които протича ферментацията, и материалът, разграден от микроорганизма. В момента има два подхода за създаване на биополимери и биопластмаси:
- Бактериална полиестерна ферментация: Ферментацията включва бактериите ralstonia eutropha, които използват захарта от събрани растения, като например зърна, за захранване на собствените си клетъчни процеси. Страничен продукт от такива процеси е полиестерен биополимер, който впоследствие се извлича от бактериални клетки.
- Ферментация на млечна киселина: Млечната киселина се получава чрез ферментация от захар, подобно на процеса, използван за директно производство на полиестерни полимери с участието на бактерии. Въпреки това, в този процес на ферментация страничният продукт е млечна киселина, която след това се обработва в конвенционален процес на полимеризация, за да се получи полимлечна киселина (PLA).

Пластмаси от растения
Растенията имат голям потенциал да се превърнат във фабрики за пластмаса. Този потенциал може да бъде максимизиран с помощта на геномиката. Получените гени могат да бъдат въведени в зърното, като се използват технологии, които позволяват разработването на нови пластмасови материали с уникални свойства. Това генно инженерство даде възможност на учените да създадат растението Arabidopsis thaliana. Съдържа ензими, които бактериите използват за производството на пластмаси. Бактерията създава пластмаса, като превръща слънчевата светлина в енергия. Учените прехвърлиха гена, кодиращ този ензим, в растение, позволявайки производството на пластмаса в клетъчните процеси на растението. След прибиране на реколтата пластмасата се освобождава от растението с помощта на разтворител. Течността, получена от този процес, се дестилира, за да се отдели разтворителят от получената пластмаса.

Пазар на биополимери


Затваряне на празнината между синтетичните полимери и биополимерите
Около 99% от всички пластмаси се произвеждат или получават от основни невъзобновяеми енергийни източници, включително природен газ, нафта, суров нефт, въглища, които се използват в производството на пластмаси както като суровини, така и като източник на енергия. По едно време селскостопанските материали се смятаха за алтернативна суровина за производството на пластмаси, но повече от десетилетие те не оправдаха очакванията на разработчиците. Основната пречка пред използването на пластмаси на базата на селскостопански суровини е тяхната цена и ограничена функционалност (чувствителност към влага на нишестените продукти, крехкост на полиоксибутирата), както и липсата на гъвкавост при производството на специализирани пластмасови материали.


Прогнозирани емисии на CO2

Комбинация от фактори, растящите цени на петрола, нарастващият световен интерес към възобновяемите ресурси, нарастващите опасения относно емисиите на парникови газове и фокусът върху управлението на отпадъците съживиха интереса към биополимерите и ефективните начини за производството им. Новите технологии за отглеждане и обработка на растения могат да намалят разликата в разходите между биопластмасите и синтетичните пластмаси, както и да подобрят свойствата на материалите (например Biomer разработва видове PHB (полихидроцибутират) с повишена якост на стопилка за филм, произведен чрез екструзия). Нарастващите опасения за околната среда и стимулите на законодателно ниво, по-специално в Европейския съюз, събудиха интереса към биоразградимите пластмаси. Прилагането на принципите на Протокола от Киото също изисква специално внимание към сравнителната ефективност на биополимерите и синтетичните материали по отношение на потреблението на енергия и емисиите на CO2. (В съответствие с Протокола от Киото Европейската общност се ангажира да намали емисиите на парникови газове с 8% за периода 2008-2012 г. в сравнение с нивата от 1990 г., докато Япония се ангажира да намали тези емисии с 6%).
Изчислено е, че пластмасите на основата на нишесте могат да спестят между 0,8 и 3,2 тона CO2 на тон в сравнение с тон пластмаси, получени от изкопаеми горива, като този диапазон отразява дела на кополимерите на петролна основа, използвани в пластмасите. За алтернативни пластмаси, базирани на маслени зърна, спестяванията на парникови газове в CO2 еквивалент се оценяват на 1,5 тона на тон полиол, произведен от рапично масло.

Световен пазар на биополимери
През следващите десет години се очаква бързият растеж на световния пазар на пластмасови материали, който се наблюдава през последните петдесет години, да продължи. Днешното потребление на пластмаса на глава от населението в света се очаква да нарасне от 24,5 kg на 37 kg през 2010 г. Този ръст се дължи основно на Съединените щати, Западна Европа и Япония, но силно участие се очаква от Югоизточна и Източна Азия и Индия, което през този период трябва да представлява около 40% от световния пазар на потребление на пластмаса. Глобалното потребление на пластмаси също се очаква да нарасне от 180 милиона тона днес до 258 милиона тона през 2010 г., със значителен ръст във всички категории полимери, тъй като пластмасите продължават да изместват традиционните материали, включително стомана, дърво и стъкло. Според някои експертни оценки през този период биопластмасата ще може да заеме твърдо от 1,5% до 4,8% от общия пазар на пластмаси, което в количествено изражение ще бъде от 4 до 12,5 милиона тона, в зависимост от технологичното ниво на развитие и изследвания в областта на нови биопластмаси.полимери. Според ръководството на Toyota до 2020 г. една пета от световния пазар на пластмаса ще бъде заета от биопластмаси, което се равнява на 30 милиона тона.

Маркетингови стратегии за биополимери
Разработването, усъвършенстването и прилагането на ефективна маркетингова стратегия е най-важната стъпка за всяка компания, планираща значителна инвестиция в биополимери. Въпреки гарантираното развитие и растеж на биополимерната индустрия, има определени фактори, които не могат да бъдат пренебрегнати. Следните въпроси определят маркетинговите стратегии за биополимери, тяхното производство и изследователска дейност в тази област:
- Избор на пазарен сегмент (опаковки, селско стопанство, автомобилостроене, строителство, целеви пазари). Подобрените технологии за обработка на биополимери осигуряват по-ефективно управление на макромолекулните структури, което позволява на новите поколения "потребителски" полимери да се конкурират с по-скъпите "специални" полимери. В допълнение, с наличието на нови катализатори и подобрена система за контрол на процеса на полимеризация, се появява ново поколение специализирани полимери, предназначени за функционални и структурни цели и генериращи нови пазари. Примерите включват биомедицински приложения на имплантите в стоматологията и хирургията, които се разрастват бързо.
- Основни технологии: ферментационни технологии, растениевъдство, молекулярна наука, производство на суровини за суровини, енергийни източници или и двете, използване на генетично модифицирани или немодифицирани организми в процеса на ферментация и производство на биомаса.
- Ниво на подкрепа от обществената политика и законодателната среда като цяло: рециклираните пластмаси се конкурират до известна степен с биоразградимите полимери. Правителствените разпоредби и законодателството, свързани с околната среда и рециклирането, могат да имат положително въздействие върху увеличаването на продажбите на пластмаси за различни полимери. Изпълнението на задълженията по Протокола от Киото вероятно ще увеличи търсенето на определени материали на биологична основа.
- Развитие на веригата за доставки във фрагментираната биополимерна промишленост и търговските ефекти от икономиите от мащаба спрямо подобренията в свойствата на продуктите, които могат да се продават на по-високи цени.

Биоразградими и несъдържащи петрол полимери


Пластмаси с ниско въздействие върху околната среда
На пазара има три групи биоразградими полимери. Това са PHA (фитохемаглутинин) или PHB, полилактиди (PLA) и полимери на основата на нишесте. Други материали, които имат търговски приложения в областта на биоразградимите пластмаси, са лигнин, целулоза, поливинил алкохол, поли-е-капролактон. Има много производители, произвеждащи смеси от биоразградими материали, или за подобряване на свойствата на тези материали, или за намаляване на производствените разходи.
За подобряване на параметрите на обработка и подобряване на якостта, PHB и неговите съполимери се смесват с набор от полимери с различни характеристики: биоразградими или неразградими, аморфни или кристални с различни температури на стопяване и встъкляване. Смесите се използват и за подобряване на свойствата на PLA. Конвенционалните PLA се държат много като полистироли, проявявайки крехкост и ниско удължение при скъсване. Но, например, добавянето на 10-15% Eastar Bio, биоразградим петролен продукт на полиестерна основа, произведен от Novamont (преди Eastman Chemical), значително повишава вискозитета и съответно модула на огъване, както и якостта. За да се подобри биоразградимостта, като същевременно се намалят разходите и се спестят ресурси, полимерните материали могат да се смесват с естествени продукти като нишестета. Нишестето е полукристален полимер, съставен от амилаза и амилопектин с различни съотношения в зависимост от растителния материал. Нишестето е разтворимо във вода и използването на средства за съвместимост може да бъде от решаващо значение за успешното смесване на този материал с иначе несъвместими хидрофобни полимери.

Сравнение на свойствата на биопластмасите с традиционните пластмаси

Сравнение на PLA и пластмаси на основата на нишесте с традиционни пластмаси на основата на петрол

Свойства (единици) LDPE ПП PLA PLA нишестена основа нишестена основа
Специфично тегло (g / cm 2) <0.920 0.910 1.25 1.21 1.33 1.12
Якост на опън (MPa) 10 30 53 48 26 30
Граница на провлачване на опън (MPa) - 30 60 - 12
Модул на опън (GPa) 0.32 1.51 3.5 - 2.1-2.5 0.371
Удължение при опън (%) 400 150 6.0 2.5 27 886
Якост по Изод с назъбени зъби (J/m) няма почивка4 0.33 0.16 - -
Модул на огъване (GPa) 0.2 1.5 3.8 1.7 0.18

Свойства на PHB в сравнение с традиционните пластмаси

Свойства на Biomer PHB в сравнение с PP, PS и PE

Издръжливост на опън Удължение при Break Shore A Модул
Биомер Р22618 - 730
15-20 600 150-450
Биомер L900070 2.5 3600
PS 30-50 2-4 3100-3500

По отношение на сравнителната цена съществуващите пластмаси на петролна основа са по-евтини от биопластмасите. Например промишлен и медицински полиетилен с висока плътност (HDPE), който също се използва в опаковки и потребителски продукти, варира от $0,65 до $0,75 за фунт. Цената на полиетилена с ниска плътност (LDPE - LDPE) е 0,75-0,85 долара за паунд. Полистиролите (PS) струват $0,65 до $0,85 за паунд, полипропилените (PP) средно $0,75 до $0,95 за паунд, а полиетилен терефталатите (PET) $0,90 до $1,25 $ за паунд. За сравнение полилактидните пластмаси (PLA) струват между $1,75-3,75 на паунд, получените от нишесте поликапролактони (PCL) $2,75-3,50 на паунд, полиоксибутиратите (PHB) - $4,75-7,50 на паунд. В момента, като се вземат предвид сравнителните общи цени, биопластмасите са 2,5 - 7,5 пъти по-скъпи от традиционните обикновени пластмаси на маслена основа. Преди пет години обаче цената им беше 35-100 пъти по-висока от съществуващите невъзобновяеми еквиваленти на базата на изкопаеми горива.

Полилактиди (PLA)
PLA е биоразградим термопласт, получен от млечна киселина. Той е водоустойчив, но не понася високи температури (>55°C). Тъй като е неразтворим във вода, микробите в морската среда също могат да го разградят на CO2 и вода. Пластмасата прилича на чист полистирен, има добри естетически качества (блясък и прозрачност), но е твърде твърда и крехка и трябва да бъде модифицирана за повечето практически приложения (т.е. нейната еластичност се увеличава от пластификатори). Подобно на повечето термопласти, той може да бъде преработен във влакна, филми, направени чрез термоформоване или леене под налягане.


Структура на полилактид

По време на производствения процес зърното обикновено първо се смила, за да се получи нишесте. След това чрез обработка на нишестето се получава сурова декстроза, която по време на ферментацията се превръща в млечна киселина. Млечната киселина се коагулира, за да се получи лактид, междинен цикличен димер, който се използва като мономер за биополимери. Лактидът се пречиства чрез вакуумна дестилация. След това процесът на топене без разтворители отваря пръстенната структура за полимеризация, като по този начин се получава полимер на полимлечна киселина.


Модул на опън


Назъбена сила на Изод


Модул на огъване


Удължение при опън

NatureWorks, дъщерно дружество на Cargill, най-голямата частна компания в САЩ, произвежда полилактиден полимер (PLA) от възобновяеми ресурси, използвайки патентована технология. След 10 години изследвания и разработки в NatureWorks и инвестиция от 750 милиона долара, съвместното предприятие Cargill Dow (сега изцяло притежавано дъщерно дружество на NatureWorks LLC) е създадено през 2002 г. с годишен капацитет от 140 000 тона. Полилактидите, получени от зърно, продавани под търговските марки NatureWorks PLA и Ingeo, се използват предимно в термични опаковки, екструдирани филми и влакна. Компанията развива и техническите възможности на продуктите за леене под налягане.


PLA контейнер за компост

PLA, подобно на PET, изисква сушене. Технологията на обработка е подобна на LDPE. Рециклираните материали могат да бъдат повторно полимеризирани или смлени и използвани повторно. Материалът е напълно биоразградим. Първоначално използван при формоването на термопластични листове, филми и влакна, днес този материал се използва и за формоване чрез раздуване. Подобно на PET, пластмасите на основата на зърна позволяват набор от разнообразни и сложни форми на бутилки във всички размери и се използват от Biota за разтягане на бутилки с издухване за изворна вода с най-високо качество. Еднослойните бутилки NatureWorks PLA се формоват на същото оборудване за шприцоване/ориентирано раздуване, използвано за PET без загуба на производителност. Въпреки че бариерната ефективност на NatureWorks PLA е по-ниска от PET, тя може да се конкурира с полипропилена. Освен това, SIG Corpoplast в момента разработва използването на своята технология за покритие "Plasmax" за такива алтернативни материали, за да повиши ефективността на бариерата и следователно да разшири обхвата си от приложения. Материалите на NatureWorks нямат топлоустойчивостта на стандартните пластмаси. Те започват да губят формата си още при около 40°C, но доставчикът прави значителни крачки в разработването на нови класове, които имат топлоустойчивостта на пластмасите на петролна основа и по този начин откриват нови приложения в опаковките за топла храна и напитките, продавани на пазара храна за вкъщи или затоплена в микровълнова фурна храна.

Пластмаси, които намаляват зависимостта от масло
Повишеният интерес към намаляване на зависимостта на производството на полимери от петролните ресурси също стимулира разработването на нови полимери или формулировки. Като се има предвид нарастващата необходимост от намаляване на зависимостта от петролни продукти, специално внимание се обръща на значението на максималното използване на възобновяеми ресурси като източник на суровини. Пример за това е използването на соеви зърна за производството на полиол на био основа Soyol като основна суровина за полиуретан.
Пластмасовата индустрия използва няколко милиарда паунда пълнители и усилватели всяка година. Подобрената технология за формулиране и новите свързващи вещества, които позволяват по-високи нива на натоварване на влакна и пълнители, помагат за разширяване на употребата на тези добавки. В близко бъдеще нивата на натоварване на влакната от 75 части на сто може да станат обичайна практика. Това ще има огромно въздействие върху намаляването на употребата на пластмаси на петролна основа. Новата технология на силно запълнените композити демонстрира някои много интересни свойства. Проучванията на 85% кенаф-термопластичен композит показват, че неговите свойства, като модул на огъване и якост, превъзхождат повечето видове дървесни частици, ПДЧ с ниска и средна плътност и дори могат да се конкурират с ориентирани плоскости от нишки в някои приложения.

Употреба: микробиологична и хранително-вкусова промишленост. Същност на изобретението: Метод за инхибиране на растежа на бактерии в алкохолна ферментационна среда се осъществява чрез добавяне на полиестерен йонофорен антибиотик към ферментационната среда в концентрация 0,3-3,0 ppm. 2 s.p.f-ly, 2 таблици, 2 ил.

Изобретението се отнася до метод за инхибиране на растежа на бактерии в алкохолна ферментационна среда. Известно е, че инсталациите за алкохолна ферментация не работят при стерилни условия и следователно могат да съдържат бактериални популации, които достигат концентрации от 10 4 до 10 6 микроорганизми/ml, а в екстремни случаи дори повече. Тези микроорганизми може да принадлежат към семейството на лактобацилите, но могат да включват и други видове микроорганизми като стрептококи, бацили, педиококи, клостридии или левконосток (вижте таблица 1). Всички тези бактерии имат способността да образуват органични киселини. Ако концентрацията на бактерии в популацията надвишава 10 6 микроорганизми/ml, образуването на органични киселини може да достигне значително ниво. При концентрации над 1 g/l такива органични киселини могат да попречат на растежа и ферментацията на дрождите и да доведат до намаляване на продуктивността на растенията с 10-20% или повече. В някои суровини, като вино, сайдер или техните продукти, такива бактерии могат също така да превърнат глицерол в акролеин, което е канцерогенно съединение, открито в крайния алкохолен продукт за консумация от човека. По този начин, за да се предотвратят отрицателните ефекти, причинени от свръхрастеж на бактерии във ферментационната среда, са необходими бактериостатични и/или бактерицидни методи, които не влияят неблагоприятно на процеса на ферментация. Известно е използването на антибиотици за тази цел, като пеницилин, лактоцид, низин, които се въвеждат във ферментационна среда, по-специално от меласа, нишесте и зърно при производството на алкохол (1). Недостатъкът на такива методи се крие или в ниската активност на антибиотика, или във факта, че някои антибиотици (пеницилин) водят до образуването на мутантни щамове, които са устойчиви на действието на антибиотика. Целта на изобретението е да отстрани тези недостатъци. Този проблем се решава с помощта на предложения метод, според който във ферментационната среда се въвежда полиестерен йонофорен антибиотик от бактериостатично или бактерицидно средство. Процесът от настоящото изобретение може да се използва с голямо разнообразие от ферментационни среди, включително сок от захарно цвекло, сок от захарна тръстика, разредена меласа от захарно цвекло, разредена меласа от захарна тръстика, хидролизат от зърнени култури (напр. царевица или пшеница), хидролизат от нишесте грудки (като картофи или ерусалимски артишок), вино, странични продукти от вино, сайдер, както и неговите странични продукти. Следователно, всякакви материали, съдържащи нишесте или захар, които могат да бъдат ферментирали с дрожди за получаване на алкохол (етанол), могат да бъдат използвани в съответствие с настоящото изобретение. Полученият бактериален контрол значително намалява проблемите, причинени от наличието на бактерии и органичните киселини, които произвеждат. Полиестерните йонофори, които могат да се използват в настоящото изобретение, не влияят неблагоприятно на дрождите (saccharomices sp.) и процеса на ферментация. Полиетерни йонофорни антибиотици, които могат да бъдат използвани в настоящото изобретение, са всякакви антибиотици, които не засягат значително дрождите и които имат бактериостатичен и/или бактерициден ефект върху бактериите, произвеждащи органична киселина във ферментационната среда. Най-полезни в настоящото изобретение са антибиотиците, които са ефективни срещу бактериите, изброени в табл. 1 (виж по-горе). Предпочитани полиестерни йонофорни антибиотици са монензин, лазалозид, салиномицин, наразин, мадурамицин и семдурамицин. По-предпочитани са монензин, лазалозид и салиномицин, но най-предпочитаният антибиотик е монензин. Ферментационните среди, които могат да бъдат ефективно обработени по метода от настоящото изобретение, включват суровини като например сок от захарно цвекло, сок от захарна тръстика, разредена меласа от захарно цвекло, разредена меласа от захарна тръстика, хидролизат от зърнени култури (например царевица или пшеница), хидролизат от нишестени грудки (напр. картофи или йерусалимски артишок), вино, странични продукти от винопроизводството, сайдер и странични продукти от неговото производство. Следователно, всякакви материали, съдържащи нишесте или захар, които могат да бъдат ферментирали с дрожди за получаване на алкохол (етанол), могат да бъдат използвани в съответствие с настоящото изобретение. Полиетерните йонофорни антибиотици са много стабилни съединения. Те не се разлагат лесно с времето или при високи температури. Това е важно за ферментационните инсталации, защото: 1. те остават активни в продължение на много дни при нормални работни условия на ферментационната инсталация; 2. те остават активни при високите температури, които възникват по време на ензимна хидролиза преди ферментация на зърнени култури или грудки (напр. 2 часа при 90°C или 1,5 часа при 100°C). Тези съединения се предлагат в търговската мрежа и се доставят от фармацевтични компании. Бяха проведени експерименти с различни полиестерни йонофорни антибиотици като монензин, лазалозид и салиномицин, използвайки ферментационна суровина на основата на меласа от захарно цвекло. Проведените експерименти са потвърдили съществуването на бактериостатични или бактерицидни концентрации, които са в диапазона от около 0,5 до 1,5 ppm. При бактериостатични условия растежът на бактериалната популация спира и може да се установи, че съдържанието на органични киселини в популацията не се повишава. При бактерицидни концентрации бактериалната популация намалява и следователно концентрацията на органични киселини не се повишава. Съгласно метода от настоящото изобретение, бактериостатично или бактерицидно ефективно количество от поне един полиестерен йонофорен антибиотик се въвежда във ферментационната среда. За предпочитане, поне един полиестерен йонофорен антибиотик се добавя към ферментационната среда в концентрация от около 0.3 до 3 ррт. Най-предпочитано, концентрацията на полиестерния йонофорен антибиотик е от около 0.5 до 1.5 ррт. Полиестерният йонофор съгласно изобретението предотвратява или инхибира растежа на бактерии във ферментационната среда, без да засяга дрождите при концентрации до 100 ррт. Бактериалната флора може да се поддържа при концентрация от 10 4 микроорганизми/ml и по-ниска, което води до почти пълно спиране на образуването на органични киселини. Следователно бактериите не могат значително да намалят алкохолната ферментация. При тези условия бактериите обикновено не допринасят за образуването на акролеин. При концентрации от около 0,5 ppm антибиотикът има бактерициден ефект и следователно дава възможност за постигане на намален брой бактерии. На фиг. 1 показва намаляването на бактериалната популация в разредена меласа след добавянето на монензин; на фиг. 2 - ефектът на монензин върху популацията от бактерии в непрекъснат процес на ферментация в промишлено предприятие. Пример 1. Ефект на монензин върху концентрацията на Lachobacillus buchneri. Различни концентрации на монензин се добавят към разредена меласа от захарно цвекло и се измерват киселинността и концентрацията на микроорганизми. Получените резултати са представени в табл. 2. Пример 2 Стабилност и бактерицидно действие на монензин в сок от меласа. Разреден сок от меласа, съдържащ 106 микроорганизми/ml, се инжектира с монензин в концентрация 1 ppm. Фигура 1 показва намаляването на бактериалната популация след 20 дни при температура 33 o C. Наблюдава се възобновяване на бактериалния растеж. Тези данни показват, че монензинът остава активен в продължение на 20 дни при 33°С при нормални работни условия на ферментационната единица. Пример 3 Промишлена употреба на монензин. Друг пример на настоящото изобретение е показан на фиг.2. Отнася се за инсталация за алкохолна ферментация, която работи непрекъснато. Ферментационната среда е меласа, съдържаща 14% захар (около 300 g/l). Дебитът е 40-50 m 3 /h, температурата е 33 o C. На 7-ия ден замърсяването с микроорганизми надвишава 10 6 микроорганизми/ml. На 8-ия ден лечението започва чрез въвеждане на активно количество монензин (разтворен в етанол) във ферментатора. Тази концентрация на монензин се поддържа в продължение на 24 часа чрез въвеждане на обогатена храна, съдържаща монензин в същата концентрация. На 9-ия ден добавянето на монензин към суровината се спира. Веднага след началото на лечението бактериалната популация започва бързо да намалява. Това намаление продължава до 10-ия ден, т.е. в рамките на 24 часа след края на лечението. На този етап монензинът се измива от ферментационната среда и бактериалният растеж бавно се възобновява. Може да се контролира през следващите 15 дни, но това се дължи на намаленото ниво на замърсяване след третиране.

Иск

1. Метод за инхибиране на растежа на бактерии в алкохолна ферментационна среда чрез добавяне на антибиотик към ферментационната среда, характеризиращ се с това, че като антибиотик се използва полиестерен йонофорен антибиотик. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че полиестерният йонофорен антибиотик се добавя към ферментационната среда в концентрация от 0,3 до 3,0 ррт. 3. Методът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че антибиотикът се добавя към ферментационна среда на базата на сок или меласа от захарно цвекло или захарна тръстика, или нишестен хидролизат от зърнени култури или грудки, или среда за производство на вино или сайдер.

Идвайки в магазин или посещавайки редица тематични сайтове, вероятно сте се сблъсквали с понятията силно ферментирало, полуферментирало и други производни на думата "ферментирал". Условното разделение на всички чайове според "степента на ферментация" е признато и сякаш не се обсъжда. Какво неразбираемо има тук. Зелен - неферментирал, червен силно, постферментирал пуер. Но искате ли да копаем по-дълбоко?Попитайте консултанта следващия път как разбира "постферментирал" чай. И гледайте.

Вече знаете трика. Тази дума не може да се обясни. Постферментирал е изкуствена дума, чиято единствена цел е да направи маневра и да постави pu-erh в условната система за разделяне на чайовете „по степен на ферментация“.

Ензимно окисление

Проблемът с такова объркване е свързан с факта, че понятието " окислителни процеси" на " ферментация". Не, ферментация също има, но кога - предстои да видим. Що се отнася до окисляването.

Какво знаем за кислорода?

Вдясно има пресен резен ябълка. Вляво - след окисляване на въздух.

В контекста на материала трябва да се отбележи високата химическа активност на елемента, а именно окислителната способност. Всеки си представя как с времето резен ябълка или банан почернява. Какво се случва? Разрязвате ябълка, като по този начин нарушавате целостта на клетъчните мембрани там. Пуска се сок. Веществата в сока взаимодействат с кислорода и провокират възникването на редокс реакция. Появяват се продукти от реакцията, които не са съществували преди. Например за ябълка това е Fe 2 O 3 железен оксид, който има кафяв цвят. и именно той е отговорен за потъмняването.

Какво знаем за чая?

За повечето чайове в технологичния процес има етап на раздробяване, чиято цел е да разруши клетъчната мембрана (виж статията за). За да направим паралел с ябълката, веществата в сока взаимодействат с кислорода от въздуха. Но е важно да се отбележи, че редокс реакцията не е единствената. Чаят е органичен продукт. Във всяка жива система има специални съединения от ензими, те също са ензими, които ускоряват химичните реакции. Както се досещате, те не „стоят отстрани“, а участват активно. Получава се цяла верига от химични трансформации, когато продуктите от една реакция претърпяват допълнителни химични трансформации. И така няколко пъти. Този процес се нарича ензимно окисление.

Значението на кислорода в такъв процес може да се види при производството на червен чай (напълно окислен или, както се нарича още „напълно ферментирал чай“). За да се поддържа постоянно ниво на кислород в помещението, където се произвежда червеният чай, е необходимо да се осигури смяна на въздуха до 20 пъти на часдокато го правите стерилно. Основата в случая е кислородът.

Чист пуер и ферментация

Нека се запитаме отново: "Какво знаем за пуер?" Как се произвежда? Разгледайте снимките по-долу. Да, това е бъдещият shu pu-erh и ето как се прави.

"Водуй" е процесът на изкуствено стареене на пуер. Фабрика Jingu.

какво виждаме Затворено пространство, огромна купчина чай за няколко тона, покрита с дебел чул, термометър с марка от 38 градуса по Целзий. Какво не виждаме? Белег за влажност в тази стая. Повярвайте ми - тя минава през покрива. Как мислите, кислородът прониква ли под чула в недрата на купчината за косене? Можем ли да говорим за окисление? Отговорът се подсказва сам. Разбира се, че не! Тогава какво се случва с чая при такива условия?

Пуер като продукт на жизнената дейност на микроорганизмите

Били ли сте някога в мазета на стари жилищни сгради? Вероятно не, но си представете какво да очаквате. Тъпост и влага. Гъбичките се разпространяват по стените, а във въздуха летят колонии от бактерии и микроорганизми. За тях високата температура и влажност е идеално местообитание и размножаване. Нека се върнем към подредените купчини пуер суровини - всички същите идеални условия. Наличието на бактерии е предпоставка за производството както на шу, така и на шен пуер. Ензимите на микроорганизмите влияят на трансформациите в чая. По този начин химичните реакции при приготвянето на пуер протичат под въздействието на външни и вътрешни (от самия чай) ензими. Но окислителните реакции са практически изключени. Това е чистият процес на ферментация.

Основни изводи:

  • Ферментацията в чист вид протича само в пуер. В други чайове, ензимно окисление. При Red и Oolong този процес е желателен. В останалото е нежелателно и се спира възможно най-бързо чрез топлинна обработка.
  • Условното разделение на чайовете „според степента на ферментация“ не е съвсем правилно.
  • При производството на оолонг и червен чай най-голямо значение има наличието на кислород във въздуха за поддържане на окислителната реакция, както и стерилността на средата.
  • При производството на пуер най-голямо значение има съдържанието на микроорганизми в чаените суровини, влажността и температурата за тяхната повишена жизнена активност.
  • Постферментиралият чай е изкуствена концепция, предназначена да вмести pu-erh в системата за разделяне на чайовете според степента на ферментация, но няма адекватно физическо значение.