ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ, БЕЛКА И МИКРОБНЫХ ЛИПИДОВ

При производстве микробиологического белка для увеличения пищевых ресурсов важнейшую роль играют микробы. Потенциал микроорганизмов в продуцировании пищевых ресурсов не ниже, чем у высших растений и животных. Микроорганизмы можно выращивать с помощью энергии света, окисления этанола, метанола, метана, водорода, парафинов и других органических веществ, которые нельзя использовать в пищу или на корм скоту.

Морфология микроорганизмов проста, жизненный цикл их короток, растут они быстро, что позволяет выращивать микробы современными индустриальными методами и легко управлять технологическим процессом. Важна также высокая энергетическая эффективность роста микроорганизмов.

При прохождении одного звена пищевой цепи в природе сохраняется только 10% энергии, в рыбоводстве — до 30%. Энергетическая же эффективность выращивания гетеротрофных микроорганизмов достигает 50—60 %, т. е. сохраняется в выросшей биомассе не менее половины химической энергии органического субстрата.

Использование микроорганизмов для приготовления пищи позволяет сократить число звеньев пищевой цепи: неживая природа — растения — животные — человек.

Сама эта идея часто вызывает энергичный протест общественности. Однако принципиально использование микроорганизмов в питании не ново. Хлебопекарные дрожжи использовали с добиблейских времен. Йогурты, сыр, квашеную капусту готовят с помощью бактерий. Плодовые тела высших грибов с незапамятных времен используются в пище разных народов. В странах Юго-Восточной Азии с помощью заквасок, содержащих плесневые грибы, молочнокислые бактерии, на протяжении столетий в домашних условиях готовят разнообразные блюда. Таким образом перерабатывают разваренные зерна злаков, соевые бобы, рыбу, креветки.

Консультативный комитет по белку при ООН ввел ограничения на содержание пуринов в продуктах питания. В соответствии с рекомендацией комитета суточная потребность в нуклеиновых кислотах для взрослого человека в дополнение к традиционной диете не должна превышать 2 г. С учетом этой рекомендации цельная биомасса некоторых хорошо исследованных микроорганизмов может быть использована в традиционных пищевых про­дуктах в качестве ограниченных добавок. Так, биологическая ценность белков пшеницы из-за нехватки лизина низкая — в 2 раза меньше, чем у эталонных белков — женского молока или куриных яиц. Добавка к пшеничной муке 5 % высушенных дрожжей, содержащих избыток лизина, повышает белковую ценность хлеба в 1,5 раза. Учитывая, что потребление хлеба находится в определенных пределах, всегда можно рассчитать дополнительное потребление нуклеиновых кислот. В тех случаях, когда количество добавляемых в пищу микроорганизмов превышает 10— 20 г сухой биомассы в сутки, их необходимо подвергать денуклеинизации. Для этого разработаны специальные методы снижения содержания нуклеиновых кислот в биомассе.

Белковые изоляты из микроорганизмов (продукт переработки микробной биомассы, из которой удалены оболочки, частично нуклеиновые кислоты, другие балластные или нежелательные компоненты) также можно добавлять в традиционные продукты питания. Остатки биомассы — побочные продукты при получении белковых изолятов — добавляют в корм животным. Автолизаты и ферментолизаты биомассы также используются широко в качестве вкусовых пищевых добавок.

Белок, выделенный в достаточно чистом виде из микробов, можно добавлять в такие мясные продукты, как колбаса, сосиски. При этом важно, чтобы аминокислотный состав продукта был близок к эталонному. Для этого часть мяса заменяют биоло­гически ценным, но дешевым белком, но при этом органолептические свойства продукта должны соответствовать традиционным вкусам потребителей.

Из микробных белков возможно создание и новых пищевых продуктов, основанных на таких специфических функциональных свойствах белков, как растворимость, связывание водой, вязкость, гелеобразование, когезия (адгезия), эластичность, эмульсификация, удержание жира, связывание запаха, пенообра-зование.

Привлекательность пищи из микроорганизмов для потребителя определяется, как правило, не биологической ценностью, а ценой, внешним видом, вкусом, цветом, запахом, т. е. органолептическими свойствами. В Китае один из видов Мисог —  микромицетов с красным пигментом в мицелии давно используется для подкрашивания блюд из риса. В Европе широкое распространение получили грибные приправы к пище. В настоящее время является перспективным получение из микробов или с их помощью ароматических и вкусовых добавок.

Особый интерес для производства продуктов питания представляют микробные липиды. Широко известна кампания по ограничению содержания жиров в пищевом рационе американцев и европейцев. Но незаменимые жирные кислоты необходимы для организма, поэтому одна столовая ложка растительного масла в день для здорового человека — обусловленная потребность. Если вместо него использовать жир некоторых грибов с высоким содержанием линолевой кислоты, то в день достаточно одной чайной ложи. У большой группы дрожжей-олеогенов содержание жира превышает 20 % и достигает 80 % высушенной массы.

У лиц пожилого возраста, потребляющих большое количество насыщенных жиров, у лиц, потребляющих алкоголь, а также у диабетиков затруднен синтез g-линолевой кислоты из линолевой. Для получения g-линолевой кислоты можно выращивать низшие грибы класса Thycomycetes. Кстати, в грибах этого класса микотоксины не обнаружены.

В микроорганизмы могут входить необычные компоненты. В частности, в бактериях в зависимости от видовой принадлежности и условий культивирования в тех или иных количествах могут содержаться поли-β-оксибутират и разветвленные жирные кислоты, циклопропановые жирные кислоты и a-аминокислоты. Для выявления и оценки этих компонентов должны быть прове­дены токсикологические исследования, результаты которых следует взять за основу при организации биотехнологических процессов.

Рассматриваемая тема имеет непосредственное отношение к детскому питанию. Так, в продукты питания, составляемые на основе коровьего или козьего молока, попадают иммуноспецифические белки от разных животных, что отрицательно сказывается на иммунном статусе молодого организма на протяжении всей последующей жизни. Поэтому перспективным направлением является выделение из биомассы конкретного микроорганизма стандартных фракций белков и их использование как основы для составления продуктов детского питания, тем более, что потребность в заменителях женского молока в развитых странах все возрастает.

Очищенные автолизаты и ферментолизаты из дрожжей используются и в качестве лечебного белкового питания. Содержащаяся в них смесь низших пептидов характеризуется легкой переваримостью и усвояемостью, что очень важно при некоторых нарушениях пищеварения, например после операций. Вместе с тем пептиды других микроорганизмов обладают специфической биологической активностью, что можно использовать при создании узкоспециализированных видов лечебного питания.

Предпочтительнее использовать микроорганизмы, не имеющие патогенных или токсичных элементов. Возможно также создание из микроорганизмов пищевых продуктов, стимулирующих, депрессирующих или моделирующих иммунный статус человека.

В заключение следует отметить, что в настоящее время использование микроорганизмов в питании следует рассматривать скорее как серию прецедентов, чем как практику.

При создании новых видов продуктов повышенный интерес вызывают полисахариды, полученные методом микробного синтеза.