Jak przebiega fermentacja. Utlenianie i fermentacja w produkcji herbaty




Drodzy przyjaciele, chcemy podzielić się z wami krótkim fragmentem książki Wild Fermentation: The Flavour, Nutrition, and Craft of Live-Culture Foods, 2nd Edition”, 2nd edition).

Autor książki – „gwiazda rocka amerykańskiej sceny kulinarnej” – według New York Timesa, samouk, antyglobalista, downshifter i jawny wesoły – Sandor Elix Katz. Książka ta, jak już się pewnie domyślacie, wypada z szeregu eleganckich kulinarnych „książek na stolik kawowy” (jak w świecie anglosaskim zwykło się nazywać tomikami ciężkimi i kolorowymi, których przeznaczeniem jest leżeć na stolik w salonie i być bardziej elementem wystroju niż źródłem wiedzy).

Na szczególną uwagę zasługują znajdujące się w tej książce fotografie: patrząc na nie można odnieść wrażenie, że powstały zupełnie przypadkowo. Ale ta książka jest naprawdę pełna unikalnych informacji: jak fermentuje się maniok, narodowe ciasta etiopskie piecze się z mąki teff, kwas chlebowy robi się w Rosji (tak, nawet to!) i wiele więcej. Część teoretyczna zawiera dane z zakresu antropologii, historii, medycyny, żywienia i mikrobiologii. Książka zawiera dużą liczbę przepisów: są one podzielone na kilka części tematycznych (gotowanie fermentowanych warzyw, chleba, wina, produktów mlecznych).

Dajemy tutaj bardzo swobodne tłumaczenie rozdziału o dobroczynnych właściwościach fermentacji.

Liczne korzyści zdrowotne fermentowanej żywności

Sfermentowana żywność ma żywy smak i żywe składniki odżywcze. Ich smak jest zwykle wyraźny. Pomyśl o pachnących dojrzałych serach, kiszonej kapuście, gęstej cierpkiej pastie miso, bogatych szlachetnych winach. Oczywiście można powiedzieć, że smak niektórych produktów fermentowanych nie jest dla każdego. Jednak ludzie zawsze doceniali wyjątkowe smaki i apetyczne aromaty, które żywność nabiera dzięki pracy bakterii i grzybów.

Z praktycznego punktu widzenia główną zaletą sfermentowanej żywności jest to, że jest ona trwalsza. Mikroorganizmy biorące udział w procesie fermentacji wytwarzają alkohol, kwas mlekowy i octowy. Wszystkie te „biokonserwanty” pomagają zachować składniki odżywcze i hamują rozwój bakterii chorobotwórczych, zapobiegając w ten sposób psuciu się zapasów żywności.

Warzywa, owoce, mleko, ryby i mięso szybko się psują. A gdy tylko udało się zdobyć ich nadwyżki, nasi przodkowie używali wszelkich dostępnych środków, aby jak najdłużej utrzymać zapasy żywności. W całej historii ludzkości fermentację stosowano wszędzie: od tropików po Arktykę.

Kapitan James Cook był znanym XVIII-wiecznym angielskim odkrywcą. Dzięki jego aktywnej pracy granice Imperium Brytyjskiego znacznie się rozszerzyły. Ponadto Cook otrzymał uznanie Royal Society of London – wiodącego towarzystwa naukowego w Wielkiej Brytanii – za wyleczenie członków swojego zespołu ze szkorbutu (choroba spowodowana ostrym niedoborem witaminy C).Cookowi udało się pokonać chorobę dzięki temu, że podczas swoich wypraw zabierał na pokład duży zapas kiszonej kapusty.(który zawiera znaczne ilości witaminy C).

Dzięki swojemu odkryciu Cook był w stanie odkryć wiele nowych ziem, które następnie dostały się pod panowanie brytyjskiej korony i wzmocniły jej potęgę, w tym Wyspy Hawajskie, gdzie następnie został zabity.

Pierwotni mieszkańcy wysp, Polinezyjczycy, przekroczyli Ocean Spokojny i osiedlili się na Hawajach ponad 1000 lat przed wizytą kapitana Cooka. Interesujący jest fakt, że sfermentowana żywność pomogła im przetrwać długie podróże, podobnie jak zespół Cooka! W tym przypadku „poi”, owsianka zrobiona z gęstego, skrobiowego korzenia taro, który jest nadal popularny na Hawajach iw regionie Południowego Pacyfiku.

korzeń taro:


Kasza Poi z korzenia taro:


Fermentacja pozwala nie tylko zachować dobroczynne właściwości składników odżywczych, ale także ułatwia ich wchłanianie przez organizm.. Wiele składników odżywczych to złożone związki chemiczne, ale podczas procesu fermentacji złożone cząsteczki rozkładają się na prostsze elementy.

Przykładem takiej przemiany właściwości podczas fermentacji jest ziarno soi. To wyjątkowy, bogaty w białko produkt. Jednak bez fermentacji soja jest praktycznie niestrawna dla organizmu człowieka (niektórzy twierdzą nawet, że jest toksyczna). Podczas procesu fermentacji dochodzi do rozpadu złożonych cząsteczek białka sojowego, w wyniku czego powstają aminokwasy, które organizm jest już w stanie przyswoić. Jednocześnie toksyny roślinne zawarte w soi są rozkładane i neutralizowane. W efekcie otrzymujemy tradycyjne fermentowane produkty sojowe takie jaksos sojowy, pasta miso i tempeh.

W dzisiejszych czasach wiele osób ma trudności z trawieniem mleka. Powodem jest nietolerancja laktozy - cukru mlecznego. Bakterie kwasu mlekowego w produktach mlecznych przekształcają laktozę w kwas mlekowy, który jest znacznie łatwiejszy do strawienia.

To samo dzieje się z glutenem, białkiem występującym w zbożach. W procesie fermentacji bakteryjnej z kulturami starterowymi (w przeciwieństwie do fermentacji drożdżowej, która jest obecnie najczęściej stosowana przy wypieku chleba) cząsteczki glutenu ulegają rozkładowi, agluten sfermentowany jest łatwiejszy do strawienia niż gluten niesfermentowany.

Zdaniem ekspertów z Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa) sfermentowana żywność jest źródłem niezbędnych składników odżywczych. Organizacja aktywnie działa na rzecz zwiększenia popularności sfermentowanej żywności na całym świecie. Według Organizacji Fermentacjizwiększa biodostępność (tj. zdolność organizmu do wchłaniania określonej substancji) minerałówobecne w produktach.

Bill Mollison, autor The Permaculture Book of Ferment and Human Nutrition, nazywa fermentację „formą wstępnego trawienia”. „Wstępne trawienie” pozwala również rozłożyć i zneutralizować niektóre substancje toksyczne zawarte w żywności. Jako przykład podaliśmy już soję.

Inną ilustracją procesu neutralizacji toksyn jestfermentacja manioku(znany również jako jukka lub maniok). Jest to warzywo korzeniowe pochodzące z Ameryki Południowej, które później stało się podstawowym pożywieniem w Afryce równikowej i Azji.

Maniok może zawierać wysokie stężenia cyjanku. Poziom tej substancji jest silnie zależny od rodzaju gleby, na której rośnie roślina okopowa. Jeśli cyjanek nie zostanie zneutralizowany, manioku nie można jeść: jest po prostu trujący. Aby usunąć toksynę, często stosuje się zwykłe namaczanie: w tym celu obrane i grubo posiekane bulwy umieszcza się w wodzie na około 5 dni. Pozwala to rozbić cyjanek i uczynić maniok nie tylko bezpiecznym do spożycia, ale także zachować zawarte w nim korzystne substancje.

Zbieranie korzenia manioku:

Sfermentowana sojowa pasta miso różnego rodzaju z dodatkami:


Ale nie wszystkie toksyny w żywności są tak niebezpieczne jak cyjanek. Na przykład zboża, rośliny strączkowe (a także orzechy – przyp. red.) zawierają związek tzwkwas fitynowy. Ten kwas mazdolność wiązania cynku, wapnia, żelaza, magnezu i innych minerałów. W rezultacie minerały te nie zostaną wchłonięte przez organizm. Fermentacja zbóż poprzez wstępne namaczanie rozkłada kwas fitynowy, a tym samym zwiększa wartość odżywczą zbóż, roślin strączkowych i orzechów.

Istnieją inne potencjalnie toksyczne substancje, które można odfermentować lub zneutralizować w procesie fermentacji. Należą do nich azotyny, kwas cyjanowodorowy, kwas szczawiowy, nitrozoaminy, lektyny i glukozydy.

Fermentacja nie tylko rozkłada toksyny „roślinne”, wynikiem tego procesu są nowe składniki odżywcze.
W ten sposób w swoim cyklu życiabakterie starterowe produkują witaminy z grupy B, w tym kwas foliowy (B9), ryboflawinę (B2), niacynę (B3), tiaminę (B1) i biotynę (B7, H). Enzymom często przypisuje się również produkcję witaminy B12, której nie ma w pokarmach roślinnych. Jednak nie wszyscy zgadzają się z tym punktem widzenia. Istnieje wersja, że ​​substancja znajdująca się w sfermentowanej soi i warzywach jest właściwie tylko pod pewnymi względami podobna do witaminy B12, ale nie ma jej aktywnych właściwości. Substancja ta nazywana jest „pseudowitaminą” B12.

Niektóre enzymy wytwarzane podczas procesu fermentacjizachowywać się jak przeciwutleniacze czyli usuwają wolne rodniki z komórek ludzkiego ciała, które są uważane za prekursory komórek nowotworowych.

Bakterie kwasu mlekowego (które znajdują się w szczególności w pieczywie na zakwasie, a także w jogurcie, kefirze i innych sfermentowanych produktach mlecznych – przyp. red.) pomagają wytwarzać kwasy tłuszczowe omega-3, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania błony komórkowej ludzkich komórek i układu odpornościowego.

Podczas fermentacji warzyw powstają izotiocyjaniany i indolo-3-karbinol. Uważa się, że obie te substancje mają przeciwnowotworowy nieruchomości.

Sprzedawcy „naturalnych suplementów diety” często „chlubią się”, że „w procesie ich uprawy powstaje duża ilość użytecznych substancji naturalnych”. Takich jak np. dysmutaza ponadtlenkowa, czyli GTF-chrom (rodzaj chromu, który jest łatwiej przyswajalny przez organizm ludzki i pomaga w utrzymaniu prawidłowego poziomu glukozy we krwi), czy związki detoksykacyjne: glutation, fosfolipidy, enzymy trawienne i beta 1, 3 glukany. Szczerze mówiąc, po prostu (słowa autora książki) tracę zainteresowanie rozmową, kiedy słyszę takie pseudonaukowe fakty. Całkiem możliwe jest zrozumienie, jak użyteczny jest produkt bez analizy molekularnej.

Zaufaj swojemu instynktowi i kubkom smakowym. Słuchaj swojego ciała: jak się czujesz po zjedzeniu konkretnego produktu. Zapytaj, co na ten temat mówi nauka. Wyniki badań potwierdzają, że fermentacja zwiększa wartość odżywczą żywności.

Być może,Największą zaletą fermentowanej żywności są właśnie bakterie, które przeprowadzają proces fermentacji. Nazywa się je również probiotyki. Wiele sfermentowanych produktów spożywczych zawiera zwarte kolonie mikroorganizmów: takie kolonie obejmują wiele typów szerokiej gamy bakterii. Dopiero teraz naukowcy zaczynają rozumieć, jak kolonie bakterii wpływają na pracę naszej mikroflory jelitowej.Interakcja mikroorganizmów znajdujących się w fermentowanej żywności z bakteriami naszego układu pokarmowego może poprawić funkcjonowanie układu pokarmowego i odpornościowego., psychologiczne aspekty zdrowia i ogólnego samopoczucia.

Jednak nie wszystkie produkty fermentowane pozostają „żywe”, zanim trafią na nasz stół. Niektóre z nich ze względu na swój charakter nie mogą zawierać żywych bakterii. Na przykład chleb musi być pieczony w wysokiej temperaturze i nie może służyć jako źródło prebiotyków (korzyści z chleba są różne, nie będziemy ich rozważać w tym artykule). A to prowadzi do śmierci wszystkich zawartych w nim żywych organizmów.

Produkty fermentowane nie wymagają podobnego sposobu przygotowania, zaleca się je spożywać, gdy zawierają jeszcze żywe bakterie, czyli bez obróbki cieplnej (w naszych rosyjskich realiach - kapusta kiszona, ogórki: namoczone borówki brusznice, jabłka, śliwki; różne rodzaje żywy kwas chlebowy; napój kombucha; niepasteryzowane żywe wina gronowe, niepasteryzowane produkty mleczne o krótkim terminie przydatności do spożycia takie jak: kefir, sfermentowane mleko pieczone, acidophilus, tan, matsoni, kumys; sery wiejskie itp., red.). I właśnie w tej formie sfermentowana żywność jest najbardziej przydatna.

Kiszona kapusta, marynowane jabłka:

Czytaj uważnie etykiety produktów. Pamiętaj, że wiele sfermentowanych produktów spożywczych sprzedawanych w sklepach jest pasteryzowanych lub gotowanych w inny sposób. Pozwala to wydłużyć okres przydatności do spożycia, ale zabija mikroorganizmy. Często można zobaczyć zwrot „zawiera żywe kultury” na etykiecie sfermentowanej żywności. Napis ten wskazuje, że w produkcie końcowym nadal znajdują się żywe bakterie.

Niestety żyjemy w czasach, kiedy sklepy w większości sprzedają półprodukty przeznaczone dla masowego konsumenta i trudno znaleźć w nich żywe bakterie. Jeśli chcesz mieć na stole naprawdę „żywe” sfermentowane potrawy, będziesz musiał ich dobrze poszukać lub sam ugotować.

„Żywe” sfermentowane pokarmy są dobre dla zdrowia układu pokarmowego. Dlatego są skuteczne w leczeniu biegunki i czerwonki. Żywność zawierająca żywe bakterie pomaga zwalczać śmiertelność niemowląt.

W Tanzanii przeprowadzono badanie, w którym zbadano śmiertelność niemowląt. Naukowcy obserwowali niemowlęta karmione różnymi mieszankami po odstawieniu od piersi. Niektóre dzieci karmiono owsianką ze sfermentowanych zbóż, inne - ze zwykłych.

Niemowlęta karmione sfermentowaną owsianką miały o połowę mniej przypadków biegunki w porównaniu z tymi karmionymi niesfermentowaną owsianką. Powodem jest to, że fermentacja mlekowa hamuje wzrost bakterii powodujących biegunkę.

Według innego badania opublikowanego w czasopiśmie Nutrition ( odżywianie), bogata mikroflora jelitowa pomaga zapobiegać rozwojowi chorób przewodu pokarmowego. Bakterie kwasu mlekowego „zwalczają potencjalne patogeny, przyczepiając się do receptorów na komórkach błony śluzowej jelit”. Tak więc choroby można leczyć za pomocą „ekoimmunożywienia”.

Samo słowo oczywiście nie jest tak łatwe do wymówienia. Ale nadal podoba mi się określenie „ekoimmunożywienie”. Oznacza to, że układ odpornościowy i mikroflora bakteryjna organizmu funkcjonują jako całość.

Ekosystem bakteryjny składa się z kolonii różnych mikroorganizmów. A taki system można stworzyć i utrzymać za pomocą określonej diety. Jedzenie pokarmów bogatych w żywe bakterie jest jednym ze sposobów budowania ekosystemu bakteryjnego w organizmie.

Namoczona żurawina, śliwki:



Grzyb herbaciany:


Książka ta otrzymała kilka nagród. Oprócz niej w bibliografii Katza:

Wielka Księga Kombucha

Dzika mądrość chwastów

Sztuka Naturalnego Sera

Rewolucja nie zostanie poddana mikrofalowaniu: wewnątrz amerykańskich podziemnych ruchów żywnościowych („Rewolucja nie zostanie ugotowana w kuchence mikrofalowej: wewnętrzne spojrzenie na podziemne strumienie żołądkowe współczesnej Ameryki”).

Link do książki na Amazon: https://www.amazon.com/gp/product/B01KYI04CG/ref=kinw_myk_ro_title

________________________________________ _________

sfermentowany produkt spożywczy temp - właściwości użytkowe i zastosowania


Tempe (ang. Tempeh) to sfermentowany produkt spożywczy wytwarzany z nasion soi.

Gotowanie

Tempeh jest popularny w Indonezji i innych krajach Azji Południowo-Wschodniej. Proces wytwarzania tempeh jest podobny do procesu fermentacji serów. Tempeh jest wytwarzany z całych ziaren soi. Ziarna soi są zmiękczane, następnie otwierane lub łuskane i gotowane, ale nie gotowane. Następnie dodaje się środek utleniający (zwykle ocet) i starter zawierający pożyteczne bakterie. Pod działaniem tych bakterii uzyskuje się sfermentowany produkt, który ma złożony zapach, który porównuje się z orzechami, mięsem lub grzybami i smakuje jak kurczak.

W niskich temperaturach lub przy wysokiej wentylacji tempeh czasami rozwija zarodniki w postaci nieszkodliwych szarych lub czarnych plam na powierzchni. Jest to normalne i nie wpływa na smak ani zapach produktu. Gotowy wysokiej jakości tempeh ma lekki zapach amoniaku, ale ten zapach nie powinien być bardzo silny.

Tempeh jest zwykle produkowany w brykietach o grubości około 1,5 cm Tempeh jest klasyfikowany jako produkt łatwo psujący się i nie może być długo przechowywany, więc trudno go znaleźć poza Azją.

Użytecznenieruchomości i aplikacji

W Indonezji i na Sri Lance tempeh jest spożywany jako podstawowe pożywienie. Tempeh jest bogaty w białko. Dzięki fermentacji podczas procesu produkcyjnego białko tempeh jest łatwiej trawione i wchłaniane przez organizm. Tempeh jest dobrym źródłem błonnika pokarmowego, ponieważ zawiera dużą ilość błonnika pokarmowego, w przeciwieństwie do tofu, które nie zawiera błonnika.

Najczęściej pokrojony na kawałki tempeh smaży się na oleju roślinnym z dodatkiem innych produktów, sosów i przypraw. Czasami tempeh jest wstępnie namoczony w marynacie lub słonym sosie. Jest łatwy w przygotowaniu: gotowanie zajmuje tylko kilka minut. Mięsna konsystencja sprawia, że ​​tempeh można stosować zamiast mięsa w burgerach lub zamiast kurczaka w sałatce.

Gotowy tempeh podaje się jako dodatek, w zupach, w gulaszach lub daniach smażonych, a także jako samodzielne danie. Ze względu na niską kaloryczność tempeh jest stosowany jako danie dietetyczne i wegetariańskie.

Mieszanina

Tempeh zawiera wiele pożytecznych mikroorganizmów, typowych dla sfermentowanej żywności, które hamują rozwój bakterii chorobotwórczych. Ponadto zawiera fityniany, które wiążą się z pierwiastkami promieniotwórczymi i usuwają je z organizmu. Tempeh, podobnie jak wszystkie produkty sojowe, jest bardzo bogaty w białko i błonnik pokarmowy. Kultura grzybów wykorzystywana w procesie wytwarzania tempehu zawiera bakterie wytwarzające witaminę B12, która hamuje wchłanianie radioaktywnego kobaltu.

Ciekawy fakt

Tempeh, podobnie jak inne produkty sojowe, nie pasuje dobrze do wszystkich produktów zawierających białko zwierzęce i tłuszcze zwierzęce, ale dobrze łączy się z rybami i owocami morza. Nie jedz produktów sojowych z innymi roślinami strączkowymi.

kalorie tempeh

Zawartość kalorii w tempeh - od 90 do 150kcal w 100 g produktu w zależności od sposobu przygotowania.

Biopolimery


Informacje ogólne
Istnieją dwa główne typy biopolimerów: polimery pochodzące z żywych organizmów oraz polimery pochodzące z zasobów odnawialnych, ale wymagające polimeryzacji. Oba rodzaje są wykorzystywane do produkcji bioplastików. Biopolimery obecne w organizmach żywych lub przez nie wytworzone zawierają węglowodory i białka (białka). Mogą być stosowane w produkcji komercyjnych tworzyw sztucznych. Przykłady zawierają:

Biopolimery istniejące/powstałe w organizmach żywych

biopolimer

naturalne źródło Charakterystyka
poliestrybakteriaTakie poliestry otrzymuje się w wyniku naturalnych reakcji chemicznych zachodzących przy udziale niektórych rodzajów bakterii.
SkrobiaZboża, ziemniaki, pszenica itp. Taki polimer jest jednym ze sposobów magazynowania węglowodorów w tkankach roślinnych. Składa się z glukozy. Nie występuje w tkankach zwierzęcych.
CelulozaDrewno, bawełna, zboże, pszenica itp. Ten polimer składa się z glukozy. Jest głównym składnikiem błony komórkowej.
proteiny sojoweFasolki sojoweBiałko występujące w soi.

Cząsteczki z odnawialnych zasobów naturalnych można polimeryzować do wykorzystania w produkcji biodegradowalnych tworzyw sztucznych.

Jedzenie naturalne źródła spolimeryzowane w tworzywa sztuczne

biopolimer

naturalne źródło Charakterystyka
Kwas mlekowy Buraki, zboża, ziemniaki itp. Wytwarzany w drodze fermentacji surowców zawierających cukier, takich jak buraki, oraz przetwarzania skrobi ze zbóż, ziemniaków lub innych źródeł skrobi. Polimeryzuje w celu wytworzenia kwasu polimlekowego, polimeru stosowanego w przemyśle tworzyw sztucznych.
trójglicerydyOleje roślinne Stanowią większość lipidów wchodzących w skład wszystkich komórek roślinnych i zwierzęcych. Oleje roślinne są jednym z możliwych źródeł trójglicerydów, które można polimeryzować w tworzywa sztuczne.

Do produkcji tworzyw sztucznych z roślin stosuje się dwie metody. Pierwsza metoda opiera się na fermentacji, podczas gdy druga wykorzystuje samą roślinę do produkcji plastiku.

Fermentacja
W procesie fermentacji mikroorganizmy rozkładają materię organiczną pod nieobecność tlenu. Obecne konwencjonalne procesy wykorzystują genetycznie zmodyfikowane mikroorganizmy specjalnie zaprojektowane do warunków, w których zachodzi fermentacja, oraz materiału degradowanego przez mikroorganizmy. Obecnie istnieją dwa podejścia do tworzenia biopolimerów i biotworzyw:
- Bakteryjna fermentacja poliestrowa: W fermentacji biorą udział bakterie ralstonia eutropha, które wykorzystują cukier zebranych roślin, takich jak zboża, do napędzania własnych procesów komórkowych. Produktem ubocznym takich procesów jest biopolimer poliestrowy, który jest następnie ekstrahowany z komórek bakteryjnych.
- Fermentacja kwasu mlekowego: Kwas mlekowy otrzymuje się w drodze fermentacji z cukru, podobnie jak proces stosowany do bezpośredniej produkcji polimerów poliestrowych z udziałem bakterii. Jednak w tym procesie fermentacji produktem ubocznym jest kwas mlekowy, który jest następnie przetwarzany w konwencjonalnym procesie polimeryzacji w celu wytworzenia kwasu polimlekowego (PLA).

Tworzywa sztuczne z roślin
Rośliny mają ogromny potencjał, by stać się fabrykami tworzyw sztucznych. Potencjał ten można zmaksymalizować za pomocą genomiki. Uzyskane w ten sposób geny można wprowadzić do ziarna, wykorzystując technologie umożliwiające opracowanie nowych tworzyw sztucznych o unikalnych właściwościach. Ta inżynieria genetyczna dała naukowcom możliwość stworzenia rośliny Arabidopsis thaliana. Zawiera enzymy, których bakterie używają do produkcji tworzyw sztucznych. Bakteria tworzy plastik, przekształcając światło słoneczne w energię. Naukowcy przenieśli gen kodujący ten enzym do rośliny, umożliwiając produkcję plastiku w procesach komórkowych rośliny. Po zbiorach plastik jest uwalniany z rośliny za pomocą rozpuszczalnika. Ciecz powstająca w tym procesie jest destylowana w celu oddzielenia rozpuszczalnika od powstałego tworzywa sztucznego.

Rynek biopolimerów


Zamykanie luki między polimerami syntetycznymi a biopolimerami
Około 99% wszystkich tworzyw sztucznych jest produkowanych lub pozyskiwanych z głównych nieodnawialnych źródeł energii, w tym gazu ziemnego, nafty, ropy naftowej, węgla, które wykorzystywane są w produkcji tworzyw sztucznych zarówno jako surowce, jak i źródło energii. Kiedyś surowce rolnicze były uważane za alternatywny surowiec do produkcji tworzyw sztucznych, ale od ponad dekady nie spełniają oczekiwań twórców. Główną przeszkodą w stosowaniu tworzyw na bazie surowców rolniczych jest ich koszt i ograniczona funkcjonalność (wrażliwość produktów skrobiowych na wilgoć, kruchość polioksymaślanu), a także brak elastyczności w produkcji specjalistycznych tworzyw sztucznych.


Prognozowana emisja CO2

Połączenie kilku czynników, gwałtownie rosnących cen ropy naftowej, rosnącego światowego zainteresowania zasobami odnawialnymi, rosnących obaw związanych z emisją gazów cieplarnianych oraz skupienie się na gospodarowaniu odpadami, ożywiło zainteresowanie biopolimerami i wydajnymi sposobami ich produkcji. Nowe technologie dla zakładów uprawowych i przetwórczych mogą zmniejszyć różnicę w kosztach między tworzywami sztucznymi a tworzywami sztucznymi, a także poprawić właściwości materiałów (na przykład firma Biomer opracowuje typy PHB (polihydrocymaślan) o zwiększonej wytrzymałości stopu do folii wytwarzanej metodą wytłaczania). Rosnące obawy i zachęty środowiskowe na poziomie legislacyjnym, w szczególności w Unii Europejskiej, wzbudziły zainteresowanie tworzywami biodegradowalnymi. Wdrożenie zasad Protokołu z Kioto wymaga również zwrócenia szczególnej uwagi na porównawczą efektywność biopolimerów i materiałów syntetycznych pod względem zużycia energii i emisji CO2. (Zgodnie z Protokołem z Kioto Wspólnota Europejska zobowiązuje się do redukcji emisji gazów cieplarnianych o 8% w latach 2008-2012 w stosunku do poziomu z 1990 r., natomiast Japonia zobowiązuje się do redukcji tych emisji o 6%).
Szacuje się, że tworzywa sztuczne na bazie skrobi mogą zaoszczędzić od 0,8 do 3,2 tony CO2 na tonę w porównaniu z toną tworzyw sztucznych pochodzących z paliw kopalnych, przy czym zakres ten odzwierciedla udział kopolimerów na bazie ropy naftowej stosowanych w tworzywach sztucznych. W przypadku alternatywnych tworzyw sztucznych na bazie ziaren oleistych, oszczędności gazów cieplarnianych w ekwiwalencie CO2 szacuje się na 1,5 tony na tonę poliolu wyprodukowanego z oleju rzepakowego.

Światowy rynek biopolimerów
W ciągu najbliższych dziesięciu lat przewiduje się kontynuację szybkiego wzrostu światowego rynku tworzyw sztucznych, obserwowanego w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat. Przewiduje się, że dzisiejsze zużycie tworzyw sztucznych na mieszkańca na świecie wzrośnie z 24,5 kg do 37 kg w 2010 r. Wzrost ten jest napędzany głównie przez Stany Zjednoczone, Europę Zachodnią i Japonię, ale spodziewany jest duży udział Azji Południowo-Wschodniej i Wschodniej oraz Indii, które w tym okresie powinny stanowić około 40% światowego rynku zużycia tworzyw sztucznych. Oczekuje się również, że globalne zużycie tworzyw sztucznych wzrośnie z obecnych 180 milionów ton do 258 milionów ton w 2010 r., przy znacznym wzroście we wszystkich kategoriach polimerów, ponieważ tworzywa sztuczne nadal zastępują tradycyjne materiały, w tym stal, drewno i szkło. Według niektórych szacunków ekspertów, w tym okresie biotworzywa będą w stanie na stałe zająć od 1,5% do 4,8% całego rynku tworzyw sztucznych, co ilościowo wyniesie od 4 do 12,5 mln ton, w zależności od poziomu rozwoju technologicznego i badania w zakresie nowych bioplastików polimerów. Według kierownictwa Toyoty do 2020 roku biotworzywa będą zajmować jedną piątą światowego rynku tworzyw sztucznych, co odpowiada 30 milionom ton.

Strategie marketingowe dla biopolimerów
Opracowanie, dopracowanie i wdrożenie skutecznej strategii marketingowej to najważniejszy krok każdej firmy planującej znaczącą inwestycję w biopolimery. Pomimo gwarantowanego rozwoju i wzrostu branży biopolimerów, istnieją pewne czynniki, których nie można zignorować. Poniższe pytania determinują strategie marketingowe dla biopolimerów, ich produkcję oraz działalność badawczą w tym obszarze:
- Wybór segmentu rynku (opakowania, rolnictwo, motoryzacja, budownictwo, rynki docelowe). Udoskonalone technologie przetwarzania biopolimerów zapewniają wydajniejsze zarządzanie strukturami makrocząsteczkowymi, umożliwiając nowym generacjom polimerów „konsumenckich” konkurowanie z droższymi polimerami „specjalnymi”. Ponadto, wraz z dostępnością nowych katalizatorów i udoskonalonym systemem kontroli procesu polimeryzacji, pojawia się nowa generacja polimerów specjalistycznych, przeznaczonych do celów funkcjonalnych i strukturalnych oraz generujących nowe rynki zbytu. Przykłady obejmują biomedyczne zastosowania implantów w stomatologii i chirurgii, które szybko się rozwijają.
- Podstawowe technologie: technologie fermentacji, produkcja roślinna, nauki molekularne, produkcja surowców na surowce, źródła energii lub jedno i drugie, wykorzystanie organizmów genetycznie zmodyfikowanych lub niezmodyfikowanych w procesie fermentacji i produkcji biomasy.
- Poziom wsparcia ze strony polityki publicznej i ogólnie otoczenia legislacyjnego: tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu konkurują w pewnym stopniu z polimerami ulegającymi biodegradacji. Regulacje rządowe i ustawodawstwo dotyczące środowiska i recyklingu mogą pozytywnie wpłynąć na zwiększenie sprzedaży tworzyw sztucznych do różnych polimerów. Wypełnienie zobowiązań wynikających z Protokołu z Kioto prawdopodobnie zwiększy popyt na niektóre biomateriały.
- Rozwój łańcucha dostaw w rozdrobnionym przemyśle biopolimerowym i komercyjne skutki ekonomii skali w porównaniu z poprawą właściwości produktów, które mogą być sprzedawane po wyższych cenach.

Polimery biodegradowalne i wolne od ropy naftowej


Tworzywa sztuczne o niskim wpływie na środowisko
Na rynku dostępne są trzy grupy polimerów biodegradowalnych. Są to PHA (fitohemaglutynina) lub PHB, polilaktydy (PLA) oraz polimery na bazie skrobi. Inne materiały, które mają zastosowania komercyjne w dziedzinie tworzyw biodegradowalnych to lignina, celuloza, alkohol poliwinylowy, poli-e-kaprolakton. Jest wielu producentów produkujących mieszanki materiałów biodegradowalnych, czy to w celu poprawy właściwości tych materiałów, czy też w celu obniżenia kosztów produkcji.
Aby poprawić parametry przetwórcze i poprawić wytrzymałość, PHB i jego kopolimery są mieszane z szeregiem polimerów o różnych właściwościach: biodegradowalnych lub niedegradowalnych, amorficznych lub krystalicznych o różnych temperaturach topnienia i zeszklenia. Mieszanki stosuje się również w celu poprawy właściwości PLA. Konwencjonalny PLA zachowuje się podobnie jak polistyren, wykazując kruchość i niskie wydłużenie przy zerwaniu. Ale na przykład dodatek 10-15% Eastar Bio, biodegradowalnego produktu naftowego na bazie poliestru wytwarzanego przez Novamont (dawniej Eastman Chemical), znacznie zwiększa lepkość, a tym samym moduł sprężystości przy zginaniu, a także wytrzymałość. Aby poprawić biodegradowalność przy jednoczesnym obniżeniu kosztów i ochronie zasobów, materiały polimerowe można mieszać z produktami naturalnymi, takimi jak skrobia. Skrobia jest półkrystalicznym polimerem złożonym z amylazy i amylopektyny w różnych proporcjach w zależności od materiału roślinnego. Skrobia jest rozpuszczalna w wodzie, a użycie kompatybilizatorów może mieć kluczowe znaczenie dla pomyślnego wymieszania tego materiału z niekompatybilnymi hydrofobowymi polimerami.

Porównanie właściwości biotworzyw z tworzywami tradycyjnymi

Porównanie tworzyw sztucznych na bazie PLA i skrobi z tradycyjnymi tworzywami na bazie ropy naftowej

Właściwości (jednostki) LDPE PP PLA PLA baza skrobiowa baza skrobiowa
Ciężar właściwy (g / cm 2) <0.920 0.910 1.25 1.21 1.33 1.12
Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) 10 30 53 48 26 30
Granica plastyczności przy rozciąganiu (MPa) - 30 60 - 12
Moduł sprężystości przy rozciąganiu (GPa) 0.32 1.51 3.5 - 2.1-2.5 0.371
Wydłużenie przy rozciąganiu (%) 400 150 6.0 2.5 27 886
Wytrzymałość Izoda z karbem (J/m) bez przerwy4 0.33 0.16 - -
Moduł sprężystości przy zginaniu (GPa) 0.2 1.5 3.8 1.7 0.18

Właściwości PHB w porównaniu z tradycyjnymi tworzywami sztucznymi

Właściwości Biomeru PHB w porównaniu z PP , PS i PE

Wytrzymałość na rozciąganie Wydłużenie przy zerwaniu Shore'a A Moduł
Biomer P22618 - 730
15-20 600 150-450
Biomer L900070 2.5 3600
PS 30-50 2-4 3100-3500

Pod względem kosztów porównawczych istniejące tworzywa sztuczne na bazie ropy naftowej są tańsze niż biotworzywa. Na przykład polietylen o dużej gęstości (HDPE) klasy przemysłowej i medycznej, stosowany również w opakowaniach i produktach konsumenckich, kosztuje od 0,65 do 0,75 USD za funt. Cena polietylenu o niskiej gęstości (LDPE - LDPE) wynosi 0,75-0,85 dolara za funt. Polistyreny (PS) kosztują od 0,65 do 0,85 USD za funt, polipropyleny (PP) średnio od 0,75 do 0,95 USD za funt, a poli(tereftalany etylenu) (PET) od 0,90 do 1,25 USD za funt. Dla porównania, tworzywa polilaktydowe (PLA) kosztują od 1,75 do 3,75 USD za funt, polikaprolaktony pochodzące ze skrobi (PCL) 2,75-3,50 USD za funt, polioksymaślany (PHB) – 4,75 do 7,50 USD za funt. Obecnie, biorąc pod uwagę porównywalne ceny ogólne, biotworzywa są od 2,5 do 7,5 razy droższe od tradycyjnych, powszechnych tworzyw ropopochodnych. Jednak pięć lat temu ich koszt był 35-100 razy wyższy niż istniejących nieodnawialnych odpowiedników opartych na paliwach kopalnych.

Polilaktydy (PLA)
PLA jest biodegradowalnym tworzywem termoplastycznym pochodzącym z kwasu mlekowego. Jest wodoodporny, ale nie toleruje wysokich temperatur (>55°C). Ponieważ jest nierozpuszczalny w wodzie, drobnoustroje w środowisku morskim mogą również rozkładać go na CO2 i wodę. Tworzywo przypomina czysty polistyren, ma dobre walory estetyczne (połysk i przejrzystość), ale jest zbyt sztywne i kruche i wymaga modyfikacji do większości praktycznych zastosowań (np. plastyfikatory zwiększają jego elastyczność). Podobnie jak większość tworzyw termoplastycznych, można go przetwarzać na włókna, folie wytwarzane metodą termoformowania lub formowania wtryskowego.


Struktura polilaktydu

Podczas procesu produkcyjnego ziarno jest zwykle najpierw mielone w celu wytworzenia skrobi. Następnie, przetwarzając skrobię, otrzymuje się surową dekstrozę, która podczas fermentacji zamienia się w kwas mlekowy. Kwas mlekowy jest koagulowany w celu wytworzenia laktydu, cyklicznego półproduktu będącego dimerem, który jest stosowany jako monomer w biopolimerach. Laktyd oczyszcza się przez destylację próżniową. Bezrozpuszczalnikowy proces topienia otwiera następnie strukturę pierścienia do polimeryzacji, tworząc w ten sposób polimer kwasu polimlekowego.


Moduł sprężystości


Wytrzymałość Izoda z karbem


Moduł zginania


Wydłużenie przy rozciąganiu

NatureWorks, spółka zależna firmy Cargill, największej prywatnej firmy w USA, produkuje polimer polilaktydowy (PLA) z zasobów odnawialnych przy użyciu zastrzeżonej technologii. Po 10 latach badań i rozwoju w NatureWorks oraz inwestycji o wartości 750 milionów dolarów, w 2002 roku utworzono Cargill Dow Joint Venture (obecnie spółka zależna należąca w całości do NatureWorks LLC) z roczną zdolnością produkcyjną 140 000 ton. Polilaktydy pochodzenia zbożowego sprzedawane pod markami NatureWorks PLA i Ingeo są stosowane głównie w opakowaniach termicznych, foliach ekstrudowanych i włóknach. Firma rozwija również możliwości techniczne wyrobów formowanych wtryskowo.


Kosz na kompost PLA

PLA, podobnie jak PET, wymaga suszenia. Technologia przetwarzania jest podobna do LDPE. Recyklaty można repolimeryzować lub mielić i ponownie wykorzystywać. Materiał jest całkowicie biodegradowalny. Pierwotnie używany do formowania arkuszy, folii i włókien termoplastycznych, dziś materiał ten jest również używany do formowania z rozdmuchem. Podobnie jak PET, tworzywa sztuczne na bazie ziarna umożliwiają wytwarzanie różnorodnych i złożonych kształtów butelek we wszystkich rozmiarach i są wykorzystywane przez firmę Biota do formowania butelek z rozdmuchem w celu uzyskania najwyższej jakości wody źródlanej. Butelki jednowarstwowe NatureWorks PLA są formowane na tym samym urządzeniu do formowania wtryskowego/z rozdmuchem, które jest używane do PET bez utraty produktywności. Chociaż skuteczność barierowa NatureWorks PLA jest niższa niż PET, może konkurować z polipropylenem. Ponadto firma SIG Corpoplast pracuje obecnie nad wykorzystaniem swojej technologii powlekania „Plasmax” do takich alternatywnych materiałów w celu zwiększenia jej skuteczności barierowej, a tym samym poszerzenia zakresu jej zastosowań. Materiały NatureWorks nie są odporne na ciepło standardowych tworzyw sztucznych. Zaczynają tracić swój kształt już w temperaturze około 40°C, ale dostawca robi znaczne postępy w opracowywaniu nowych gatunków, które mają odporność termiczną tworzyw ropopochodnych, a tym samym otwierają nowe zastosowania w sprzedawanych na rynku opakowaniach do gorącej żywności i napojów dania na wynos, czy potrawy odgrzane w kuchence mikrofalowej.

Tworzywa sztuczne zmniejszające zależność od ropy naftowej
Zwiększone zainteresowanie zmniejszeniem zależności produkcji polimerów od zasobów ropy naftowej również napędza rozwój nowych polimerów lub preparatów. Biorąc pod uwagę rosnącą potrzebę zmniejszenia zależności od produktów ropopochodnych, szczególną uwagę zwraca się na znaczenie maksymalizacji wykorzystania zasobów odnawialnych jako źródła surowców. Dobrym przykładem jest wykorzystanie soi do produkcji biopoliolu Soyol jako głównego surowca do produkcji poliuretanu.
Przemysł tworzyw sztucznych zużywa rocznie kilka miliardów funtów wypełniaczy i wzmacniaczy. Ulepszona technologia formułowania i nowe spoiwa, które pozwalają na wyższe poziomy obciążenia włóknami i wypełniaczami, pomagają rozszerzyć zastosowanie tych dodatków. W niedalekiej przyszłości powszechną praktyką może stać się poziom obciążenia włóknami wynoszący 75 części na sto. Będzie to miało ogromny wpływ na ograniczenie stosowania tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej. Nowa technologia wysokowypełnionych kompozytów wykazuje kilka bardzo interesujących właściwości. Badania 85% kenaf-termoplastycznego kompozytu wykazały, że jego właściwości, takie jak moduł sprężystości przy zginaniu i wytrzymałość, są lepsze od większości rodzajów cząstek drewna, płyt wiórowych o niskiej i średniej gęstości, aw niektórych zastosowaniach mogą nawet konkurować z płytami o wiórach zorientowanych.

Zastosowanie: przemysł mikrobiologiczny i spożywczy. Istota wynalazku: Sposób hamowania wzrostu bakterii w alkoholowych pożywkach fermentacyjnych polega na dodaniu do pożywki fermentacyjnej poliestrowego antybiotyku jonoforowego w stężeniu 0,3-3,0 ppm. 2 spf-ly, 2 tabele, 2 il.

Wynalazek dotyczy sposobu hamowania wzrostu bakterii w alkoholowych pożywkach fermentacyjnych. Wiadomo, że instalacje fermentacji alkoholowej nie działają w sterylnych warunkach iw związku z tym mogą zawierać populacje bakterii, które osiągają stężenie 104 do 106 mikroorganizmów/ml, aw skrajnych przypadkach nawet więcej. Te mikroorganizmy mogą należeć do rodziny Lactobacillus, ale mogą również obejmować inne typy mikroorganizmów, takie jak paciorkowce, Bacillus, pediococcus, Clostridium lub leuconostoc (patrz Tabela 1). Wszystkie te bakterie mają zdolność tworzenia kwasów organicznych. Jeśli stężenie bakterii w populacji przekracza 10 6 mikroorganizmów/ml, powstawanie kwasów organicznych może osiągnąć znaczny poziom. W stężeniach powyżej 1 g/l takie kwasy organiczne mogą zakłócać wzrost i fermentację drożdży i prowadzić do spadku produktywności roślin o 10-20% lub więcej. W niektórych surowcach, takich jak wino, cydr lub ich produkty, takie bakterie mogą również przekształcać glicerol w akroleinę, która jest związkiem rakotwórczym występującym w końcowym produkcie alkoholowym przeznaczonym do spożycia przez ludzi. Zatem, aby zapobiec negatywnym skutkom powodowanym przez nadmierny wzrost bakterii w pożywce fermentacyjnej, potrzebne są metody bakteriostatyczne i/lub bakteriobójcze, które nie wpływają niekorzystnie na proces fermentacji. Znane jest stosowanie w tym celu antybiotyków, takich jak penicylina, laktocyd, nizyna, które są wprowadzane do pożywek fermentacyjnych, w szczególności z melasy, skrobi i zboża przy produkcji alkoholu (1). Wadą takich metod jest albo niska aktywność antybiotyku, albo to, że niektóre antybiotyki (penicylina) prowadzą do powstawania zmutowanych szczepów, które są oporne na działanie antybiotyku. Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych wad. Problem ten rozwiązuje zaproponowana metoda polegająca na wprowadzeniu do pożywki fermentacyjnej poliestrowego antybiotyku jonoforowego o działaniu bakteriostatycznym lub bakteriobójczym. Sposób według niniejszego wynalazku można stosować z szeroką gamą pożywek fermentacyjnych, w tym sokiem z buraków cukrowych, sokiem z trzciny cukrowej, rozcieńczoną melasą z buraków cukrowych, rozcieńczoną melasą z trzciny cukrowej, hydrolizatem zbóż (np. kukurydzy lub pszenicy), hydrolizatem skrobi bulw (takich jak ziemniaki czy topinambur), wino, winiarskie produkty uboczne, cydr oraz jego produkty uboczne. W związku z tym zgodnie z niniejszym wynalazkiem można stosować dowolne materiały zawierające skrobię lub cukier, które można poddać fermentacji z udziałem drożdży w celu wytworzenia alkoholu (etanolu). Uzyskana kontrola bakteryjna lub znacznie zmniejsza problemy spowodowane obecnością bakterii i wytwarzanych przez nie kwasów organicznych. Jonofory poliestrowe, które można stosować w niniejszym wynalazku, nie wpływają niekorzystnie na drożdże (saccharomices sp.) i na proces fermentacji. Antybiotyki polieterowo-jonoforowe, które można stosować w niniejszym wynalazku, to dowolne antybiotyki, które nie wpływają znacząco na drożdże i które mają działanie bakteriostatyczne i/lub bakteriobójcze na bakterie wytwarzające kwas organiczny w pożywce fermentacyjnej. Najbardziej przydatne w niniejszym wynalazku są antybiotyki, które są skuteczne przeciwko bakteriom wymienionym w tabeli. 1 (patrz wyżej). Korzystnymi poliestrowymi antybiotykami jonoforowymi są monenzyna, lazalozyd, salinomycyna, narazyna, maduramycyna i semduramycyna. Bardziej korzystne są monenzyna, lazalozyd i salinomycyna, jednakże najkorzystniejszym antybiotykiem jest monenzyna. Pożywki fermentacyjne, które można skutecznie przetwarzać sposobem według niniejszego wynalazku, obejmują surowce, takie jak na przykład sok z buraków cukrowych, sok z trzciny cukrowej, rozcieńczona melasa z buraków cukrowych, rozcieńczona melasa z trzciny cukrowej, hydrolizat zbóż (na przykład kukurydza lub pszenica), hydrolizat bulw skrobiowych (np. ziemniaka lub topinamburu), wino, produkty uboczne winiarstwa, cydr i produkty uboczne jego wytwarzania. W związku z tym zgodnie z niniejszym wynalazkiem można stosować dowolne materiały zawierające skrobię lub cukier, które można poddać fermentacji z udziałem drożdży w celu wytworzenia alkoholu (etanolu). Antybiotyki polieterowo-jonoforowe są związkami wysoce stabilnymi. Nie rozkładają się łatwo w czasie ani w wysokich temperaturach. Jest to ważne dla fermentatorów, ponieważ: 1. pozostają aktywne przez wiele dni w normalnych warunkach pracy fermentatora; 2. pozostają aktywne w wysokich temperaturach, które występują podczas hydrolizy enzymatycznej przed fermentacją zbóż lub bulw (np. 2 godziny w 90°C lub 1,5 godziny w 100°C). Związki te są dostępne w handlu i dostarczane przez firmy farmaceutyczne. Przeprowadzono eksperymenty z różnymi poliestrowymi antybiotykami jonoforowymi, takimi jak monenzyna, lazalozyd i salinomycyna, stosując wsad fermentacyjny na bazie melasy z buraków cukrowych. Przeprowadzone doświadczenia potwierdziły istnienie stężeń bakteriostatycznych lub bakteriobójczych, które mieszczą się w zakresie od około 0,5 do 1,5 ppm. W warunkach bakteriostatycznych wzrost populacji bakterii zatrzymuje się i można stwierdzić, że zawartość kwasów organicznych w populacji nie wzrasta. Przy stężeniach bakteriobójczych populacja bakterii maleje, a zatem stężenie kwasów organicznych nie wzrasta. Zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku, do pożywki fermentacyjnej wprowadza się bakteriostatyczną lub bakteriobójczo skuteczną ilość co najmniej jednego poliestrowego antybiotyku jonoforowego. Korzystnie, do pożywki fermentacyjnej dodaje się co najmniej jeden poliestrowy antybiotyk jonoforowy w stężeniu około 0,3 do 3 ppm. Najkorzystniej stężenie poliestrowego antybiotyku jonoforowego wynosi od około 0,5 do 1,5 ppm. Jonofor poliestrowy według wynalazku zapobiega lub hamuje wzrost bakterii w pożywce fermentacyjnej bez wpływu na drożdże w stężeniach do 100 ppm. Flora bakteryjna może być utrzymywana w stężeniu 10 4 mikroorganizmów/ml i niższym, co prowadzi do prawie całkowitego ustania powstawania kwasów organicznych. Dlatego bakterie nie mogą znacząco zmniejszyć fermentacji alkoholowej. W tych warunkach bakterie zwykle nie biorą udziału w tworzeniu akroleiny. Przy stężeniu około 0,5 ppm antybiotyk ma działanie bakteriobójcze i dlatego umożliwia osiągnięcie zmniejszonej liczby bakterii. na FIG. 1 przedstawia zmniejszenie populacji bakterii w rozcieńczonej melasie po dodaniu monenzyny; na ryc. 2 - wpływ monenzyny na populację bakterii w procesie fermentacji ciągłej w zakładzie przemysłowym. Przykład 1 Wpływ monenzyny na stężenie Lachobacillus buchneri. Różne stężenia monenzyny dodaje się do rozcieńczonej melasy z buraków cukrowych i mierzy się kwasowość i stężenie mikroorganizmów. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli. 2. Przykład 2 Stabilność i działanie bakteriobójcze monenzyny w soku z melasy. Do rozcieńczonego soku z melasy zawierającego 106 mikroorganizmów/ml wstrzykuje się monenzynę w stężeniu 1 ppm. Rycina 1 przedstawia spadek populacji bakterii po 20 dniach w temperaturze 33 o C. Zaobserwowano wznowienie wzrostu bakterii. Dane te pokazują, że monenzyna pozostaje aktywna przez 20 dni w temperaturze 33°C w normalnych warunkach pracy jednostki fermentacyjnej. Przykład 3 Przemysłowe zastosowanie monenzyny. Inny przykład niniejszego wynalazku pokazano na fig. 2. Odnosi się do zakładu fermentacji alkoholowej, który działa w sposób ciągły. Pożywką fermentacyjną jest melasa zawierająca 14% cukru (około 300 g/l). Natężenie przepływu wynosi 40-50 m 3 /h, temperatura 33 o C. Siódmego dnia zanieczyszczenie mikroorganizmami przekracza 10 6 mikroorganizmów/ml. W ósmym dniu rozpoczyna się traktowanie poprzez wprowadzenie do fermentora aktywnej ilości monenzyny (rozpuszczonej w etanolu). To stężenie monenzyny utrzymuje się przez 24 godziny przez wprowadzenie wzbogacającej paszy zawierającej monenzynę w tym samym stężeniu. W dniu 9 zaprzestaje się dodawania monenzyny do surowca. Bezpośrednio po rozpoczęciu leczenia populacja bakterii zaczyna gwałtownie spadać. Spadek ten utrzymuje się do 10 dnia, czyli w ciągu 24 godzin po zakończeniu kuracji. Na tym etapie monenzyna jest wypłukiwana z pożywki fermentacyjnej i powoli wznawia się wzrost bakterii. Można go kontrolować przez kolejne 15 dni, jednak wynika to ze zmniejszonego poziomu kontaminacji po zabiegu.

Prawo

1. Sposób hamowania wzrostu bakterii w alkoholowych pożywkach fermentacyjnych przez dodanie antybiotyku do pożywki fermentacyjnej, znamienny tym, że jako antybiotyk stosuje się poliestrowy antybiotyk jonoforowy. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że poliestrowy antybiotyk jonoforowy dodaje się do pożywki fermentacyjnej w stężeniu od 0,3 do 3,0 ppm. 3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że antybiotyk dodaje się do pożywki fermentacyjnej na bazie soku lub melasy z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej, lub hydrolizatu skrobi ze zbóż lub bulw, albo pożywek do produkcji wina lub cydru.

Przychodząc do sklepu lub odwiedzając szereg witryn tematycznych, prawdopodobnie miałeś do czynienia z pojęciami wysoko sfermentowanymi, półfermentowanymi i innymi pochodnymi słowa „fermentowany”. Warunkowy podział wszystkich herbat ze względu na „stopień fermentacji” jest uznawany i pozornie nie dyskutowany. Co tu jest niezrozumiałe. Zielony - niesfermentowany, mocno czerwony, postfermentowany pu-erh. Ale czy chcesz kopać głębiej? Następnym razem zapytaj konsultanta, jak rozumie herbatę „pofermentowaną”. I oglądaj.

Znasz już sztuczkę. Tego słowa nie da się wytłumaczyć. Post-fermentowane to sztuczne słowo, którego jedynym celem jest wykonanie manewru i umieszczenie pu-erh w warunkowym systemie podziału herbat „według stopnia fermentacji”.

Utlenianie enzymatyczne

Problem takiego zamieszania wiąże się z faktem, że pojęcie „ procesy utleniania" na " fermentacja". Nie, fermentacja też ma miejsce, ale kiedy – to się dopiero okaże. Co do utleniania.

Co wiemy o tlenie?

Po prawej stronie jest świeży plasterek jabłka. Po lewej - po utlenieniu na powietrzu.

W kontekście materiału należy zwrócić uwagę na wysoką aktywność chemiczną pierwiastka, czyli zdolność utleniania. Każdy wyobraża sobie, jak z czasem plasterek jabłka lub banana robi się czarny. Co się dzieje? Rozcinasz jabłko, naruszając w ten sposób integralność błon komórkowych. Sok jest uwalniany. Substancje zawarte w soku wchodzą w interakcję z tlenem i prowokują wystąpienie reakcji redoks. Pojawiają się produkty reakcji, których wcześniej nie było. Na przykład w przypadku jabłka jest to tlenek żelaza Fe 2 O 3, który ma brązowy kolor. i to on jest odpowiedzialny za zaciemnienie.

Co wiemy o herbacie?

W przypadku większości herbat w procesie technologicznym występuje etap kruszenia, którego celem jest zniszczenie błony komórkowej (patrz artykuł o). Aby narysować podobieństwa z jabłkiem, substancje w soku wchodzą w interakcję z tlenem z powietrza. Należy jednak zauważyć, że reakcja redoks nie jest jedyną. Herbata jest produktem ekologicznym. W każdym żywym systemie istnieją specjalne związki enzymów, są to również enzymy przyspieszające reakcje chemiczne. Jak można się domyślić, nie „stoją z boku”, ale biorą aktywny udział. Okazuje się, że cały łańcuch przemian chemicznych, gdy produkty jednej reakcji ulegają dalszym przemianom chemicznym. I tak kilka razy. Ten proces nazywa się utlenianiem enzymatycznym.

Znaczenie tlenu w takim procesie można dostrzec w produkcji herbaty czerwonej (w pełni utlenionej lub, jak to się również nazywa, „herbaty w pełni sfermentowanej”). Aby utrzymać stały poziom tlenu w pomieszczeniu, w którym produkowana jest czerwona herbata, należy go zapewnić wymiana powietrza do 20 razy na godzinę robiąc to sterylnie. Tlen to podstawa w tym przypadku.

Czysty pu-erh i fermentacja

Zadajmy sobie ponownie pytanie: „Co wiemy o pu-erh?” Jak jest produkowany? Spójrz na poniższe zdjęcia. Tak, to jest przyszłość shu pu-erh i tak to się robi.

„Voduy” to proces sztucznego starzenia pu-erh. Fabryka Jingu.

Co widzimy? Zamknięta przestrzeń, ogromny stos herbaty na kilka ton, przykryty grubym płótnem, termometr wskazujący 38 stopni Celsjusza. Czego nie widzimy? Ślad wilgoci w tym pokoju. Uwierz mi - ona przechodzi przez dach. Jak myślisz, czy tlen przedostaje się pod płótno do wnętrzności kupki skoszonej? Czy możemy mówić o utlenianiu? Odpowiedź nasuwa się sama. Oczywiście nie! Co zatem dzieje się z herbatą w takich warunkach?

Pu-erh jako produkt żywotnej aktywności mikroorganizmów

Byłeś kiedyś w piwnicach staroświeckich kamienic? Prawdopodobnie nie, ale wyobraź sobie, czego się spodziewać. Otępienie i wilgoć. Grzyb rozprzestrzenia się po ścianach, aw powietrzu latają kolonie bakterii i mikroorganizmów. Wysoka temperatura i wilgotność to dla nich idealne siedlisko i lęg. Wróćmy do ułożonych w stosy surowców pu-erh - wszystkie te same idealne warunki. Obecność bakterii jest warunkiem koniecznym do produkcji zarówno shu, jak i sheng pu-erh. Enzymy mikroorganizmów wpływają na przemiany w herbacie. Tak więc reakcje chemiczne w przygotowaniu pu-erh zachodzą pod wpływem zewnętrznych i wewnętrznych (z samej herbaty) enzymów. Ale reakcje utleniania są praktycznie wykluczone. To jest czysty proces fermentacji.

Główne wnioski:

  • Fermentacja w czystej postaci odbywa się tylko w pu-erh. W innych herbatach utlenianie enzymatyczne. U Red i Oolong ten proces jest pożądany. W pozostałej części jest to niepożądane i zatrzymuje się tak szybko, jak to możliwe przez obróbkę cieplną.
  • Warunkowy podział herbat „według stopnia fermentacji” nie jest do końca poprawny.
  • W produkcji herbaty oolong i czerwonej obecność tlenu w powietrzu ma największe znaczenie dla utrzymania reakcji utleniania, a także sterylności środowiska.
  • W produkcji pu-erh największe znaczenie ma zawartość mikroorganizmów w surowcach herbacianych, wilgotność i temperatura dla ich wzmożonej aktywności życiowej.
  • Herbata postfermentowana jest sztucznym pojęciem mającym wpasować pu-erh w system podziału herbat ze względu na stopień fermentacji, ale nie ma odpowiedniego znaczenia fizycznego.