تسمى الرائحة التي تنشأ أثناء عملية التخمير. تخمير المنتجات الغذائية وأهميته. ما هو التخمير على أي حال؟

البوليمرات الحيوية

معلومات عامة
هناك نوعان رئيسيان من البوليمرات الحيوية: البوليمرات التي تأتي من الكائنات الحية، والبوليمرات التي تأتي من موارد متجددة ولكنها تتطلب البلمرة. ويستخدم كلا النوعين لإنتاج البلاستيك الحيوي. تحتوي البوليمرات الحيوية، الموجودة في الكائنات الحية أو التي تصنعها، على الهيدروكربونات والبروتينات (البروتينات). يمكن استخدامها في إنتاج البلاستيك للأغراض التجارية. الامثله تشمل:

البوليمرات الحيوية الموجودة/المخلوقة في الكائنات الحية

يمكن بلمرة جزيئات الموارد الطبيعية المتجددة لاستخدامها في إنتاج المواد البلاستيكية القابلة للتحلل.

يتناول الطعام مصادر طبيعية قابلة للبلمرة في البلاستيك

يتم استخدام طريقتين لإنتاج المواد البلاستيكية من النباتات. تعتمد الطريقة الأولى على التخمير، أما الطريقة الثانية فتستخدم النبات نفسه لإنتاج البلاستيك.

التخمير
تستخدم عملية التخمير الكائنات الحية الدقيقة لتحطيم المواد العضوية في غياب الأكسجين. تستخدم العمليات التقليدية اليوم كائنات دقيقة معدلة وراثيًا ومصممة خصيصًا للظروف التي يحدث فيها التخمر ومادة تتحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. حاليًا، هناك طريقتان لإنشاء البوليمرات الحيوية والبلاستيك الحيوي:
- تخمير البوليستر البكتيري: يتضمن التخمير بكتيريا رالستونيا إيتروفا، التي تستخدم سكريات النباتات المحصودة، مثل الحبوب، لتغذية عملياتها الخلوية. أحد المنتجات الثانوية لمثل هذه العمليات هو البوليمر الحيوي للبوليستر، والذي يتم استخلاصه لاحقًا من الخلايا البكتيرية.
- تخمير حمض اللاكتيك: يتم إنتاج حمض اللاكتيك عن طريق التخمير من السكر، يشبه إلى حد كبير العملية المستخدمة لإنتاج بوليمرات البوليستر مباشرة باستخدام البكتيريا. ومع ذلك، في عملية التخمير هذه، يكون المنتج الثانوي هو حمض اللاكتيك، والذي تتم معالجته بعد ذلك من خلال البلمرة التقليدية لإنتاج حمض البوليلاكتيك (PLA).

البلاستيك من النباتات
تتمتع النباتات بإمكانية كبيرة لتصبح مصانع للبلاستيك. ويمكن تعظيم هذه الإمكانية من خلال علم الجينوم. ويمكن إدخال الجينات الناتجة في الحبوب، باستخدام التقنيات التي تسمح بتطوير مواد بلاستيكية جديدة ذات خصائص فريدة. أعطت هذه الهندسة الوراثية للعلماء الفرصة لإنشاء نبات أرابيدوبسيس ثاليانا. أنه يحتوي على الإنزيمات التي تستخدمها البكتيريا لصنع البلاستيك. تقوم البكتيريا بتكوين البلاستيك عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى طاقة. ونقل العلماء الجين الذي يشفر هذا الإنزيم إلى النبات، مما يسمح للعمليات الخلوية في النبات بإنتاج البلاستيك. بعد الحصاد، يتم إطلاق البلاستيك من النبات باستخدام مذيب. يتم تقطير السائل الناتج من هذه العملية لفصل المذيب عن البلاستيك الناتج.

سوق البوليمرات الحيوية

سد الفجوة بين البوليمرات الاصطناعية والبوليمرات الحيوية
يتم إنتاج حوالي 99% من جميع المواد البلاستيكية أو استخلاصها من مصادر الطاقة غير المتجددة الرئيسية، بما في ذلك الغاز الطبيعي والنفتا والنفط الخام والفحم، والتي تستخدم في إنتاج البلاستيك كمواد خام وكمصدر للطاقة. في وقت ما، كانت المواد الزراعية تعتبر مادة خام بديلة لإنتاج البلاستيك، لكنها لم تلبي توقعات المطورين لأكثر من عقد من الزمن. كانت العقبة الرئيسية أمام استخدام المواد البلاستيكية المصنوعة من المواد الخام الزراعية هي تكلفتها ومحدودية وظائفها (حساسية المنتجات النشوية للرطوبة، وهشاشة البولي هيدروكسي بويترات)، فضلاً عن الافتقار إلى المرونة في إنتاج المواد البلاستيكية المتخصصة.

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتوقعة

أدت مجموعة من العوامل، مثل ارتفاع أسعار النفط، وزيادة الاهتمام العالمي بالموارد المتجددة، وتزايد المخاوف بشأن انبعاثات الغازات الدفيئة، وزيادة التركيز على إدارة النفايات، إلى تجديد الاهتمام بالبوليمرات الحيوية والطرق الفعالة لإنتاجها. تعمل التقنيات الجديدة لزراعة وتجهيز المصانع على تقليل فرق التكلفة بين البلاستيك الحيوي والبلاستيك الاصطناعي، فضلاً عن تحسين خصائص المواد (على سبيل المثال، تعمل شركة Biomer على تطوير درجات PHB (بولي هيدروكسي بويترات) مع زيادة قوة الذوبان لأفلام البثق). وقد أدت المخاوف البيئية المتزايدة والحوافز التشريعية، وخاصة في الاتحاد الأوروبي، إلى تحفيز الاهتمام بالمواد البلاستيكية القابلة للتحلل. إن تنفيذ مبادئ بروتوكول كيوتو يفرض علينا أيضاً أن نولي اهتماماً خاصاً للفعالية المقارنة للبوليمرات الحيوية والمواد الاصطناعية من حيث استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. (بموجب بروتوكول كيوتو، تتعهد المجموعة الأوروبية بخفض انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي بنسبة 8% خلال الفترة 2008-2012 مقارنة بمستويات عام 1990، وتتعهد اليابان بخفض هذه الانبعاثات بنسبة 6%).
وتشير التقديرات إلى أن المواد البلاستيكية القائمة على النشا يمكن أن توفر ما بين 0.8 و3.2 طن من ثاني أكسيد الكربون للطن مقارنة بطن من البلاستيك المشتق من الوقود الأحفوري، ويعكس هذا النطاق نسبة البوليمرات المشتركة القائمة على النفط المستخدمة في المواد البلاستيكية. بالنسبة للمواد البلاستيكية البديلة القائمة على الحبوب الزيتية، تقدر وفورات غازات الدفيئة المكافئة لثاني أكسيد الكربون بنحو 1.5 طن لكل طن من البوليول المصنوع من زيت بذور اللفت.

السوق العالمية للبوليمرات الحيوية
على مدى السنوات العشر المقبلة، من المتوقع أن يستمر النمو السريع في سوق البلاستيك العالمي الذي شهده على مدى الخمسين عاما الماضية. وفقًا للتوقعات، سيرتفع استهلاك الفرد اليوم من المواد البلاستيكية في العالم من 24.5 كجم إلى 37 كجم في عام 2010. ويقود هذا النمو في المقام الأول الولايات المتحدة ودول أوروبا الغربية واليابان، ومع ذلك، من المتوقع مشاركة نشطة من دول جنوب شرق البلاد. وأوروبا الشرقية وآسيا والهند، والتي ينبغي أن تمثل حوالي 40% من سوق استهلاك البلاستيك العالمي خلال هذه الفترة. ومن المتوقع أيضًا أن يرتفع الاستهلاك العالمي من البلاستيك من 180 مليون طن حاليًا إلى 258 مليون طن في عام 2010، مع نمو كبير في جميع فئات البوليمرات حيث تستمر المواد البلاستيكية في استبدال المواد التقليدية بما في ذلك الفولاذ والخشب والزجاج. وفقًا لبعض تقديرات الخبراء، خلال هذه الفترة، سيكون البلاستيك الحيوي قادرًا على احتلال ما يتراوح بين 1.5% إلى 4.8% من إجمالي سوق البلاستيك، والذي سيتراوح من 4 إلى 12.5 مليون طن، اعتمادًا على المستوى التكنولوجي للتطوير والبحث. في مجال البوليمرات البلاستيكية الحيوية الجديدة. ووفقا لإدارة تويوتا، بحلول عام 2020، سيشغل البلاستيك الحيوي خمس سوق البلاستيك العالمي، أي ما يعادل 30 مليون طن.

استراتيجيات التسويق للبوليمرات الحيوية
يعد تطوير وتحسين وتنفيذ استراتيجية تسويقية فعالة الخطوة الأكثر أهمية لأي شركة تخطط للاستثمار بكثافة في البوليمرات الحيوية. على الرغم من التطور والنمو المضمون لصناعة البوليمرات الحيوية، إلا أن هناك عوامل معينة لا يمكن تجاهلها. تحدد الأسئلة التالية استراتيجيات التسويق للبوليمرات الحيوية وإنتاجها وأنشطتها البحثية في هذا المجال:
- اختيار قطاع السوق (التعبئة والتغليف والزراعة والسيارات والبناء والأسواق المستهدفة). توفر تقنيات معالجة البوليمر الحيوي المحسنة تحكمًا أكثر كفاءة في الهياكل الجزيئية، مما يسمح للأجيال الجديدة من البوليمرات "المستهلكة" بالتنافس مع البوليمرات "المتخصصة" الأكثر تكلفة. بالإضافة إلى ذلك، ومع توفر محفزات جديدة وتحسين التحكم في البلمرة، يظهر جيل جديد من البوليمرات المتخصصة، التي تم إنشاؤها لأغراض وظيفية وهيكلية وتوليد أسواق جديدة. تشمل الأمثلة التطبيقات الطبية الحيوية لزراعة الأسنان في طب الأسنان والجراحة، والتي تعمل على زيادة وتيرة تطورها بسرعة.
- التقنيات الأساسية: تقنيات التخمير، إنتاج المحاصيل، العلوم الجزيئية، إنتاج المواد الأولية، مصادر الطاقة أو كليهما، استخدام الكائنات المعدلة وراثيا أو غير المعدلة في عملية التخمير وإنتاج الكتلة الحيوية.
- مستوى الدعم من السياسات الحكومية والبيئة التشريعية بشكل عام: تتنافس المواد البلاستيكية المعاد تدويرها إلى حد ما مع البوليمرات القابلة للتحلل. يمكن أن يكون للأنظمة والتشريعات الحكومية المتعلقة بالبيئة وإعادة التدوير تأثير إيجابي على زيادة مبيعات المواد البلاستيكية لمجموعة متنوعة من البوليمرات. من المرجح أن يؤدي الوفاء بالتزامات بروتوكول كيوتو إلى زيادة الطلب على بعض المواد الحيوية.
- تطورات سلسلة التوريد في صناعة البوليمرات الحيوية المجزأة والأثر التجاري لوفورات الحجم مقابل تحسينات المنتج التي يمكن بيعها بأسعار أعلى.

بوليمرات قابلة للتحلل وخالية من المواد البترولية

المواد البلاستيكية ذات التأثير البيئي المنخفض
هناك ثلاث مجموعات من البوليمرات القابلة للتحلل في السوق. هذه هي PHA (phytohemagglutinin) أو PHB، polylactides (PLA) والبوليمرات القائمة على النشا. المواد الأخرى التي لها تطبيقات تجارية في مجال المواد البلاستيكية القابلة للتحلل هي اللجنين والسليلوز وكحول البولي فينيل والبولي كابرولاكتون. هناك العديد من الشركات المصنعة التي تنتج خلطات من المواد القابلة للتحلل، إما لتحسين خصائص هذه المواد أو لتقليل تكاليف الإنتاج.
لتحسين معلمات العملية وزيادة المتانة، يتم خلط PHB والبوليمرات المشتركة الخاصة به مع مجموعة من البوليمرات ذات خصائص مختلفة: قابلة للتحلل الحيوي أو غير قابلة للتحلل، غير متبلورة أو بلورية مع درجات حرارة مختلفة للانصهار والتزجج. تُستخدم الخلطات أيضًا لتحسين خصائص PLA. يتصرف PLA التقليدي مثل البوليسترين، حيث يُظهر هشاشة واستطالة منخفضة عند الكسر. ولكن، على سبيل المثال، فإن إضافة 10-15٪ من Eastar Bio، وهو منتج بترولي قائم على البوليستر قابل للتحلل من إنتاج شركة Novamont (شركة Eastman Chemical سابقًا)، يزيد بشكل كبير من اللزوجة، وبالتالي معامل الانحناء، وكذلك قوة التأثير. لتحسين قابلية التحلل البيولوجي مع تقليل التكاليف والحفاظ على الموارد، من الممكن خلط المواد البوليمرية مع المنتجات الطبيعية، مثل النشا. النشا عبارة عن بوليمر شبه بلوري يتكون من الأميليز والأميلوبكتين بنسب مختلفة حسب المادة النباتية. النشا قابل للذوبان في الماء، واستخدام المتوافقات يمكن أن يكون حاسما لمزج هذه المادة بنجاح مع البوليمرات الكارهة للماء غير المتوافقة.

مقارنة خصائص البلاستيك الحيوي مع البلاستيك التقليدي

خصائص PHB مقارنة بالبلاستيك التقليدي

من حيث التكلفة المقارنة، فإن المواد البلاستيكية القائمة على النفط أقل تكلفة من البلاستيك الحيوي. على سبيل المثال، تتراوح الدرجات الصناعية والطبية من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، الذي يستخدم أيضًا في التعبئة والتغليف والمنتجات الاستهلاكية، من 0.65 دولارًا إلى 0.75 دولارًا للرطل. يتراوح سعر البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) بين 0.75 دولارًا و0.85 دولارًا للرطل الواحد. يبلغ متوسط ​​البوليستيرين (PS) 0.65 دولارًا إلى 0.85 دولارًا للرطل، والبولي بروبيلين (PP) بمتوسط ​​0.75 دولارًا إلى 0.95 دولارًا للرطل، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بمتوسط ​​0.90 دولارًا إلى 1.25 دولارًا للرطل. بالمقارنة، تتكلف المواد البلاستيكية متعددة اللاكتيد (PLA) ما بين 1.75 دولارًا و3.75 دولارًا للرطل الواحد، وتتكلف البوليكابرولاكتونات المشتقة من النشا (PCL) ما بين 2.75 دولارًا إلى 3.50 دولارًا للرطل الواحد، والبولي هيدروكسي بويترات (PHB) 4.75 دولارًا - 7.50 دولارًا للرطل الواحد. في الوقت الحالي، مع الأخذ في الاعتبار الأسعار الإجمالية المقارنة، فإن البلاستيك الحيوي أغلى بنسبة 2.5 إلى 7.5 مرة من المواد البلاستيكية التقليدية القائمة على النفط. ومع ذلك، قبل خمس سنوات فقط، كانت تكلفتها أعلى بنحو 35 إلى 100 مرة من الوقود الأحفوري غير المتجدد الحالي.

عديد اللاكتيدات (PLA)
PLA عبارة عن لدن حراري قابل للتحلل مصنوع من حمض اللاكتيك. إنه مقاوم للماء ولكنه لا يتحمل درجات الحرارة العالية (> 55 درجة مئوية). ولأنه غير قابل للذوبان في الماء، يمكن للميكروبات الموجودة في البيئة البحرية أيضًا تحلله إلى ثاني أكسيد الكربون وماء. يشبه البلاستيك البوليسترين النقي، وله صفات جمالية جيدة (لمعان وشفافية)، ولكنه جامد جدًا وهش ويحتاج إلى تعديل لمعظم التطبيقات العملية (أي يتم زيادة مرونته بواسطة الملدنات). مثل معظم اللدائن الحرارية، يمكن معالجتها إلى ألياف أو أغشية أو مشكلة بالحرارة أو مصبوبة بالحقن.

هيكل بوليلاكتيد

خلال عملية الإنتاج، عادة ما يتم طحن الحبوب أولا لإنتاج النشا. تتم بعد ذلك معالجة النشا لإنتاج سكر العنب الخام، والذي يتم تحويله إلى حمض اللاكتيك عن طريق التخمير. يتم تكثيف حمض اللاكتيك لإنتاج اللاكتيد، وهو ثنائي ثنائي وسيط حلقي يستخدم كمونومر للبوليمرات الحيوية. تتم تنقية اللاكتيد عن طريق التقطير الفراغي. تقوم عملية الصهر الخالية من المذيبات بعد ذلك بفتح بنية الحلقة للبلمرة، وبالتالي إنتاج بوليمر حمض متعدد اللاكتيك.

معامل الشد

حقق قوة إيزود

معامل العاطفة

استطالة الشد

تقوم شركة NatureWorks، وهي شركة تابعة لشركة Cargill، وهي أكبر شركة خاصة في الولايات المتحدة، بإنتاج بوليمر متعدد اللاكتيد (PLA) من الموارد المتجددة باستخدام التكنولوجيا الخاصة. نتيجة لعشر سنوات من البحث والتطوير في NatureWorks واستثمار قدره 750 مليون دولار، تم تأسيس مشروع Cargill Dow المشترك (الآن شركة فرعية مملوكة بالكامل لشركة NatureWorks LLC) في عام 2002 بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 140,000 طن. البوليلاكتيدات المشتقة من الحبوب، والتي يتم تسويقها تحت العلامتين التجاريتين NatureWorks PLA وIngeo، تجد تطبيقاتها في المقام الأول في التغليف الحراري والأغشية المبثوقة والألياف. وتقوم الشركة أيضًا بتطوير القدرات التقنية لإنتاج منتجات مصبوبة بالحقن.

صندوق السماد PLA

PLA، مثل PET، يتطلب التجفيف. تكنولوجيا المعالجة مشابهة لـ LDPE. يمكن إعادة بلمرة المواد المعاد تدويرها أو طحنها وإعادة استخدامها. المادة قابلة للتحلل كيميائيا تماما. كانت تُستخدم في الأصل في قولبة صفائح اللدائن الحرارية وإنتاج الأفلام والألياف، وتُستخدم اليوم أيضًا في قولبة النفخ. مثل PET، تنتج المواد البلاستيكية القائمة على الحبوب مجموعة من أشكال الزجاجات المتنوعة والمعقدة بجميع الأحجام وتستخدمها شركة Biota لتمديد زجاجات النفخ من أجل تعبئة مياه الينابيع المتميزة. يتم تشكيل زجاجات NatureWorks PLA ذات الطبقة الواحدة على نفس معدات التشكيل بالنفخ بالحقن/التوجيه المستخدمة في PET دون التضحية بالإنتاجية. على الرغم من أن فعالية حاجز NatureWorks PLA أقل من PET، إلا أنها يمكن أن تتنافس مع مادة البولي بروبيلين. علاوة على ذلك، تعمل شركة SIG Corpoplast حاليًا على تطوير استخدام تقنية الطلاء "Plasmax" الخاصة بها لمثل هذه المواد البديلة من أجل تحسين فعالية حاجزها وبالتالي توسيع نطاق تطبيقاتها. تفتقر مواد NatureWorks إلى المقاومة الحرارية للمواد البلاستيكية القياسية. وتبدأ في فقدان شكلها عند درجات حرارة تبلغ حوالي 40 درجة مئوية، لكن المورد يحقق تقدمًا كبيرًا في إنشاء درجات جديدة تتمتع بمقاومة الحرارة للمواد البلاستيكية القائمة على البترول، مما يفتح المجال لتطبيقات جديدة في تغليف المواد الغذائية الساخنة والمشروبات التي تباع عند الطلب. خارج، أو الأطعمة الميكروويف.

المواد البلاستيكية التي تقلل الاعتماد على النفط
إن الاهتمام المتزايد بتقليل اعتماد إنتاج البوليمر على الموارد البترولية يؤدي أيضًا إلى تطوير بوليمرات أو تركيبات جديدة. ونظراً للحاجة المتزايدة لتقليل الاعتماد على المنتجات البترولية، فقد تم إيلاء اهتمام خاص لأهمية تعظيم استخدام الموارد المتجددة كمصدر للمواد الخام. ومن الأمثلة على ذلك استخدام فول الصويا لإنتاج بوليول سويول الحيوي باعتباره المادة الأولية الرئيسية للبولي يوريثان.
تستخدم صناعة البلاستيك عدة مليارات من الجنيهات من الحشوات والمعززات كل عام. تساعد تقنية التركيب المحسنة وعوامل الاقتران الجديدة التي تسمح بمستويات تحميل أعلى للألياف والحشوات على توسيع استخدام هذه الإضافات. قد تصبح مستويات تحميل الألياف البالغة 75 جزءًا في المليون ممارسة شائعة في المستقبل القريب. وسيكون لهذا تأثير هائل على تقليل استخدام المواد البلاستيكية ذات الأساس النفطي. تُظهر التكنولوجيا الجديدة للمركبات الممتلئة للغاية بعض الخصائص المثيرة للاهتمام للغاية. أظهرت الدراسات التي أجريت على مركب التيل البلاستيكي الحراري بنسبة 85% أن خصائصه، مثل معامل الانحناء والقوة، تتفوق على معظم أنواع جزيئات الخشب، والألواح الخشبية ذات الكثافة المنخفضة والمتوسطة، ويمكن أن تتنافس حتى مع الألواح المجدولة الموجهة في بعض التطبيقات .

مؤلف الكتاب هو "نجم الروك في مشهد الطهي الأمريكي" - وفقًا لصحيفة نيويورك تايمز، وهو ساندور إليكس كاتز، الذي علم نفسه بنفسه، ومناهض للعولمة، ومتجه نحو الأسفل، ومثلي الجنس بشكل علني. هذا الكتاب، كما خمنت بالفعل، يقع خارج نطاق "كتب طاولة القهوة" الأنيقة في مجال الطهي (كما هو الحال في العالم الأنجلوسكسوني، يُطلق عليهم عادةً مجلدات ثقيلة وملونة، والغرض منها هو الاستلقاء على الطاولة في غرفة المعيشة وتكون عنصرًا زخرفيًا أكثر من كونها مصدرًا للمعرفة).

الصور الموجودة في هذا الكتاب تستحق الذكر بشكل خاص: بالنظر إليها، يبدو أنها حدثت تماما عن طريق الصدفة. لكن هذا الكتاب مليء حقًا بالمعلومات الفريدة: كيفية تخمير الكسافا، وخبز الخبز الإثيوبي الوطني المصنوع من دقيق التيف، وصنع الكفاس في روسيا (نعم، حتى هذا!) وأكثر من ذلك بكثير. يحتوي الجزء النظري على بيانات من مجالات الأنثروبولوجيا والتاريخ والطب والتغذية وعلم الأحياء الدقيقة. يتضمن الكتاب عددا كبيرا من الوصفات: وهي مقسمة إلى عدة أجزاء مواضيعية (طهي الخضار المخمرة والخبز والنبيذ ومنتجات الألبان).

نقدم هنا ترجمة مجانية للغاية للفصل المخصص للخصائص المفيدة للتخمر.

فوائد عديدة للأطعمة المخمرة

الأطعمة المخمرة لها نكهات حية وتحتوي على مغذيات حية. عادة ما يكون مذاقهم واضحًا. تذكر الأجبان الناضجة المعطرة، ومخلل الملفوف الحامض، ومعجون الميسو السميك، والنبيذ النبيل الغني. وبطبيعة الحال، يمكننا القول أن طعم بعض الأطعمة المخمرة لا يناسب الجميع. ومع ذلك، فقد قدر الناس دائمًا النكهات الفريدة والروائح الشهية التي تكتسبها المنتجات بفضل عمل البكتيريا والفطريات.

من الناحية العملية، الميزة الرئيسية للأطعمة المخمرة هي أنها تدوم لفترة أطول. الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في عملية التخمير تنتج الكحول والأحماض اللبنية والخليك. تساعد كل هذه "المواد الحافظة الحيوية" في الحفاظ على العناصر الغذائية وقمع نمو البكتيريا المسببة للأمراض وبالتالي منع تلف الإمدادات الغذائية.

تفسد الخضار والفواكه والحليب والأسماك واللحوم بسرعة. وعندما تمكنوا من الحصول على فائض، استخدم أسلافنا جميع الوسائل المتاحة للحفاظ على الإمدادات الغذائية لأطول فترة ممكنة. طوال تاريخ البشرية، تم استخدام التخمير لهذا الغرض في كل مكان: من المناطق الاستوائية إلى القطب الشمالي.

كان الكابتن جيمس كوك مستكشفًا إنجليزيًا مشهورًا في القرن الثامن عشر. بفضل عمله النشط، توسعت حدود الإمبراطورية البريطانية بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، حصل كوك على اعتراف من الجمعية الملكية في لندن - الجمعية العلمية الرائدة في بريطانيا - لعلاج أعضاء فريقه من الاسقربوط (مرض ناجم عن النقص الحاد في فيتامين ج).تمكن كوك من التغلب على المرض بفضل حقيقة أنه خلال رحلاته أخذ على متنه كمية كبيرة من مخلل الملفوف(الذي يحتوي على كميات كبيرة من فيتامين C).

وبفضل اكتشافه، تمكن كوك من اكتشاف العديد من الأراضي الجديدة، التي أصبحت بعد ذلك تحت حكم التاج البريطاني وعززت قوته، بما في ذلك جزر هاواي، حيث قُتل لاحقًا.

عبر السكان الأصليون للجزر، البولينيزيون، المحيط الهادئ واستقروا في جزر هاواي قبل أكثر من 1000 عام من زيارة الكابتن كوك. والحقيقة الأخرى المثيرة للاهتمام هي أن الأطعمة المخمرة ساعدتهم على البقاء على قيد الحياة خلال الرحلات الطويلة، تمامًا مثل فريق كوك! في هذه الحالة، البوي، وهي عصيدة مصنوعة من جذور القلقاس الكثيفة والنشوية، والتي لا تزال تحظى بشعبية في هاواي ومنطقة جنوب المحيط الهادئ.

لا يحافظ التخمير على الخصائص المفيدة للعناصر الغذائية فحسب، بل يساعد الجسم أيضًا على امتصاصها. العديد من العناصر الغذائية هي مركبات كيميائية معقدة، ولكن التخمر يكسر الجزيئات المعقدة إلى عناصر أبسط.

وكمثال على هذا التحول في الخصائص أثناء التخمير، فول الصويا. هذا منتج فريد غني بالبروتين. ومع ذلك، بدون التخمير، فإن فول الصويا غير قابل للهضم عمليا من قبل جسم الإنسان (حتى أن البعض يدعي أنه سام). أثناء عملية التخمير، يتم تكسير جزيئات البروتين المعقدة في فول الصويا، مما يؤدي إلى تكوين الأحماض الأمينية التي يمكن للجسم امتصاصها بالفعل. وفي الوقت نفسه، يتم تكسير وتحييد السموم النباتية الموجودة في فول الصويا. والنتيجة هي منتجات الصويا المخمرة التقليدية مثلصلصة الصويا ومعجون ميسو والتيمبي.

في هذه الأيام، يعاني الكثير من الناس من صعوبة في هضم الحليب. السبب هو عدم تحمل اللاكتوز - سكر الحليب. تقوم بكتيريا حمض اللاكتيك الموجودة في منتجات الحليب المخمر بتحويل اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك، وهو أسهل بكثير في الهضم.

ويحدث الشيء نفسه مع الغلوتين، وهو البروتين الموجود في نباتات الحبوب. في عملية التخمير البكتيري باستخدام بادئات العجين المخمر (على عكس تخمير الخميرة، الذي يستخدم الآن في أغلب الأحيان في الخبز)، يتم تكسير جزيئات الغلوتين، والغلوتين المخمر أسهل في الهضم من الغلوتين غير المخمر.

ووفقا لخبراء من منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، فإن الأطعمة المخمرة هي مصدر للعناصر الغذائية الحيوية. تعمل المنظمة بنشاط على زيادة شعبية الأطعمة المخمرة في جميع أنحاء العالم. بحسب منظمة التخميريزيد من التوافر الحيوي (أي قدرة الجسم على امتصاص مادة معينة) من المعادنموجودة في المنتجات.

بيل موليسون، مؤلف كتاب الزراعة المستدامة للتخمر والتغذية البشرية، يصف التخمر بأنه "شكل من أشكال الهضم المسبق". يساعد الهضم المسبق أيضًا على تحطيم وتحييد بعض المواد السامة الموجودة في الأطعمة. لقد قدمنا ​​بالفعل فول الصويا كمثال.

مثال آخر على عملية تحييد السموم هوتخمير الكسافا(المعروف أيضًا باسم اليوكا أو الكسافا). وهي من الخضروات الجذرية موطنها أمريكا الجنوبية والتي أصبحت فيما بعد غذاءً أساسيًا في أفريقيا الاستوائية وآسيا.

قد تحتوي الكسافا على تركيزات عالية من السيانيد. يعتمد مستوى هذه المادة بشكل كبير على نوع التربة التي ينمو فيها المحصول الجذري. إذا لم يتم تحييد السيانيد، فلا يمكن أكل الكسافا: فهو ببساطة سام. لإزالة السم، غالبا ما يتم استخدام النقع العادي: لهذا، يتم وضع الدرنات المقشرة والمقطعة بشكل خشن في الماء لمدة 5 أيام تقريبا. وهذا يسمح بتكسير السيانيد وجعل الكسافا ليس آمنًا للاستهلاك فحسب، بل أيضًا للحفاظ على المواد المفيدة التي يحتوي عليها.

معجون الصويا ميسو المخمر بأنواعه المختلفة مع الإضافات:

ولكن ليست كل السموم الموجودة في الأطعمة خطيرة مثل السيانيد. على سبيل المثال، تحتوي الحبوب والبقوليات (وكذلك المكسرات - ملاحظة المحرر) على مركب يسمىحمض الفايتك. هذا الحمض لديهالقدرة على ربط الزنك والكالسيوم والحديد والمغنيسيوم والمعادن الأخرى. ونتيجة لذلك، لن يمتص الجسم هذه المعادن. يؤدي تخمير الحبوب عن طريق نقعها مسبقًا إلى تكسير حمض الفيتيك، وبالتالي زيادة القيمة الغذائية للحبوب والبقوليات والمكسرات.

هناك مواد أخرى يحتمل أن تكون سامة ويمكن تقليلها أو تحييدها من خلال التخمير. من بينها النتريت وحمض الهيدروسيانيك وحمض الأكساليك والنيتروزامينات والليكتين والجلوكوزيدات.

لا يقوم التخمير بتحطيم السموم النباتية فحسب، بل تنتج العملية أيضًا عناصر مغذية جديدة.
لذلك، خلال دورة حياتها،تنتج بكتيريا العجين المخمر فيتامينات ب، بما في ذلك حمض الفوليك (B9)، والريبوفلافين (B2)، والنياسين (B3)، والثيامين (B1)، والبيوتين (B7، H).. غالبًا ما يُنسب إلى الإنزيمات أيضًا إنتاج فيتامين ب12، وهو فيتامين مفقود في الأطعمة النباتية. ومع ذلك، لا يتفق الجميع مع وجهة النظر هذه. هناك نسخة مفادها أن المادة الموجودة في فول الصويا والخضروات المخمرة تشبه في الواقع فيتامين ب 12 في بعض النواحي فقط، لكنها لا تحتوي على خصائصها النشطة. وتسمى هذه المادة "الفيتامين الزائف" B12.

بعض الإنزيمات التي يتم إنتاجها أثناء عملية التخميريتصرف مثل مضادات الأكسدةأي أنها تزيل الجذور الحرة من خلايا جسم الإنسانوالتي تعتبر سلائف الخلايا السرطانية.

تساعد بكتيريا حمض اللاكتيك (الموجودة بشكل خاص في خبز العجين المخمر، وكذلك في الزبادي والكفير ومنتجات الألبان المتخمرة الأخرى - ملاحظة المحرر) على إنتاج أحماض أوميجا 3 الدهنية، والتي تعتبر حيوية للأداء الطبيعي لغشاء الخلية في جسم الإنسان. الخلايا وجهاز المناعة.

يؤدي تخمير الخضروات إلى إنتاج الإيزوثيوسيانات والإندول-3-كاربينول. ويعتقد أن كل من هذه المواد لديها مضاد للأورامملكيات.

غالبًا ما "يفتخر" بائعو "المكملات الغذائية الطبيعية" بأن "عملية زراعتهم تنتج كميات كبيرة من المواد الطبيعية المفيدة". مثل، على سبيل المثال، ديسموتاز الفائق أكسيد، أو GTF-الكروم (نوع من الكروم الذي يمتصه الجسم البشري بسهولة أكبر ويساعد في الحفاظ على تركيزات طبيعية للجلوكوز في الدم)، أو مركبات إزالة السموم: الجلوتاثيون، والدهون الفوسفاتية، والإنزيمات الهاضمة وبيتا 1، 3 جلوكان. بصراحة، أنا فقط (كلام مؤلف الكتاب) أفقد الاهتمام بالحديث عندما أسمع مثل هذه الحقائق العلمية الزائفة. من الممكن تمامًا فهم مدى فائدة المنتج بدون التحليل الجزيئي.

ثق بغرائزك وبراعم التذوق لديك. استمع إلى جسدك: ما تشعر به بعد تناول هذا المنتج أو ذاك. تعرف على ما يقوله العلم عن هذا. تؤكد نتائج الأبحاث أن التخمير يزيد من القيمة الغذائية للأطعمة.

ربما،تكمن الفائدة الأكبر للأطعمة المخمرة على وجه التحديد في البكتيريا نفسها التي تقوم بعملية التخمير. ويطلق عليهم أيضا البروبيوتيك. تحتوي العديد من الأطعمة المخمرة على مستعمرات مدمجة من الكائنات الحية الدقيقة: تشمل هذه المستعمرات العديد من الأنواع من مجموعة واسعة من البكتيريا. لقد بدأ العلماء الآن فقط في فهم كيفية تأثير المستعمرات البكتيرية على عمل البكتيريا المعوية لدينا.إن تفاعل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الأطعمة المخمرة مع البكتيريا الموجودة في جهازنا الهضمي يمكن أن يحسن أداء الجهاز الهضمي والمناعي.والجوانب النفسية للصحة والرفاهية العامة.

ومع ذلك، لا تظل جميع الأطعمة المخمرة "حية" بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى طاولتنا. بعضها، بحكم طبيعتها، لا يمكن أن يحتوي على بكتيريا حية. الخبز، على سبيل المثال، يحتاج إلى الخبز في درجات حرارة عالية ولا يمكن أن يكون بمثابة مصدر للبريبيوتيك (فوائد الخبز مختلفة، ونحن لا نعتبرها في هذا المقال). وهذا يؤدي إلى موت جميع الكائنات الحية الموجودة فيه.

لا تتطلب المنتجات المخمرة طريقة التحضير هذه ؛ فمن المستحسن استهلاكها عندما لا تزال تحتوي على بكتيريا حية ، أي بدون معالجة حرارية (في واقعنا الروسي - مخلل الملفوف والخيار: التوت البري المخلل والتفاح والخوخ ؛ أنواع مختلفة من كفاس حي، مشروب كومبوتشا، نبيذ العنب الحي غير المبستر، منتجات الألبان ومنتجات الألبان غير المبسترة ذات فترة صلاحية قصيرة مثل الكفير، الحليب المخمر، أسيدوفيلوس، تان، ماتسوني، كوميس، أجبان المزرعة، وما إلى ذلك، ملاحظة المحرر). وفي هذا الشكل تكون الأطعمة المخمرة أكثر فائدة.

مخلل الملفوف، التفاح المنقوع:

اقرأ الملصقات الغذائية بعناية. تذكر أن العديد من الأطعمة المخمرة التي تباع في المتاجر تخضع لعملية بسترة أو معالجة حرارية أخرى. يؤدي هذا إلى إطالة مدة الصلاحية ولكنه يقتل الكائنات الحية الدقيقة. غالبًا ما ترى عبارة "يحتوي على ثقافات حية" على ملصق الأطعمة المخمرة. يشير هذا الملصق إلى أن البكتيريا الحية لا تزال موجودة في المنتج النهائي.

لسوء الحظ، نحن نعيش في وقت تبيع فيه المتاجر، في معظمها، منتجات نصف منتهية مخصصة للمستهلك الشامل، ومن الصعب العثور على البكتيريا الحية في مثل هذه المنتجات. إذا كنت ترغب في رؤية الأطعمة المخمرة "الحية" حقًا على طاولتك، فسيتعين عليك البحث عنها بجد أو تحضيرها بنفسك.

الأطعمة المخمرة "الحية" مفيدة لصحة الجهاز الهضمي. ولذلك فهي فعالة في علاج الإسهال والدوسنتاريا. تساعد المنتجات التي تحتوي على بكتيريا حية في مكافحة وفيات الرضع.

أجريت دراسة في تنزانيا تناولت معدلات وفيات الرضع. لاحظ العلماء الرضع الذين تم تغذيتهم بصيغ مختلفة بعد الفطام. تم إطعام بعض الأطفال عصيدة مصنوعة من الحبوب المخمرة، والبعض الآخر - من الحبوب العادية.

كان الرضع الذين يتغذون على الحبوب المخمرة نصف معدل الإصابة بالإسهال مقارنة بمن يتغذون على الحبوب غير المخمرة. والسبب هو أن تخمر حمض اللاكتيك يمنع نمو البكتيريا المسببة للإسهال.

ووفقا لدراسة أخرى نشرت في مجلة التغذية ( تَغذِيَة)،تساعد البكتيريا المعوية الغنية على منع تطور أمراض الجهاز الهضمي. تحارب بكتيريا حمض اللاكتيك مسببات الأمراض المحتملة عن طريق الارتباط بالمستقبلات الموجودة على الخلايا الموجودة في الغشاء المخاطي للأمعاء. وبالتالي، يمكن علاج الأمراض باستخدام "التغذية المناعية البيئية".

الكلمة نفسها، بالطبع، ليس من السهل نطقها. لكن ما زلت أحب مصطلح "التغذية المناعية البيئية". إنه يعني أن الجهاز المناعي والبكتيريا البكتيرية في الجسم تعمل كوحدة واحدة.

يتكون النظام البيئي البكتيري من مستعمرات من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. ويمكن إنشاء مثل هذا النظام وصيانته بمساعدة نظام غذائي معين. يعد تناول الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من البكتيريا الحية أحد طرق بناء النظام البيئي البكتيري في الجسم.

فطر الشاي:

حصل الكتاب المذكور على عدة جوائز. إلى جانبها في ببليوغرافيا كاتز:

كتاب الكمبوتشا الكبير

الحكمة البرية من الأعشاب الضارة

فن صناعة الجبن الطبيعي

الثورة لن تكون ميكروفافيد: داخل حركات الغذاء السرية في أمريكا.

رابط الكتاب على أمازون: https://www.amazon.com/gp/product/B01KYI04CG/ref=kinw_myk_ro_title

________________________________________ _________

منتج غذائي مخمر خطوة - خصائص وتطبيقات مفيدة

تيمبي التمبيه هو منتج غذائي مخمر مصنوع من فول الصويا.

تحضير

تحظى تيمبيه بشعبية كبيرة في إندونيسيا ودول جنوب شرق آسيا الأخرى. عملية صنع التمبيه تشبه عملية تخمير الجبن. التيمبيه مصنوع من فول الصويا الكامل. يتم تليين فول الصويا ثم فتحه أو تقشيره وطهيه، ولكن ليس حتى ينضج. ثم تتم إضافة عامل مؤكسد (عادةً الخل) وبادئ يحتوي على بكتيريا مفيدة. تحت تأثير هذه البكتيريا يتم الحصول على منتج مخمر له رائحة معقدة تشبه رائحة الجوز أو اللحم أو الفطر وطعمه مثل الدجاج.

عند درجات الحرارة المنخفضة أو زيادة التهوية، تظهر الجراثيم أحيانًا على سطح التيمبه على شكل بقع رمادية أو سوداء غير ضارة. وهذه ظاهرة طبيعية ولا تؤثر على طعم أو رائحة المنتج. يحتوي التمبي المطبوخ عالي الجودة على رائحة أمونيا طفيفة، لكن لا ينبغي أن تكون الرائحة قوية جدًا.

يتم إنتاج التمبيه عادة في قوالب يبلغ سمكها حوالي 1.5 سم، ويصنف التمبيه على أنه منتج قابل للتلف ولا يمكن تخزينه لفترة طويلة، لذلك من الصعب العثور عليه خارج آسيا.

مفيدملكيات والتطبيق

في إندونيسيا وسريلانكا، يتم استهلاك التمبيه كغذاء أساسي. التيمبيه غنية بالبروتين. بفضل التخمر أثناء عملية التصنيع، يكون البروتين الموجود في التمبي أسهل في الهضم والامتصاص في الجسم. يعتبر التيمبه مصدرًا جيدًا للألياف الغذائية لأنه يحتوي على كمية كبيرة من الألياف الغذائية، على عكس التوفو الذي لا يحتوي على ألياف.

في أغلب الأحيان، يتم تقطيع التمبي إلى قطع مقلية بالزيت النباتي مع إضافة المنتجات الأخرى والصلصات والتوابل. أحيانًا يتم نقع التمبيه مسبقًا في ماء مالح أو صلصة مالحة. إنه سهل التحضير ولا يستغرق سوى بضع دقائق للتحضير. يسمح الملمس الشبيه باللحوم باستخدام التمبيه بدلاً من اللحم في الهامبرغر أو بدلاً من الدجاج في السلطة.

يتم تقديم التمبيه الجاهز مع طبق جانبي وفي الحساء والأطباق المطهية أو المقلية وأيضًا كطبق مستقل. بسبب محتواه المنخفض من السعرات الحرارية، يتم استخدام التمبي كطبق غذائي ونباتي.

مُجَمَّع

يحتوي التيبح على عدد من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة الموجودة في الأطعمة المخمرة والتي تمنع البكتيريا المسببة للأمراض. علاوة على ذلك، فهو يحتوي على مادة الفيتات التي ترتبط بالعناصر المشعة وتزيلها من الجسم. التيمبيه، مثل جميع منتجات الصويا، غنية جدًا بالبروتين والألياف الغذائية. تحتوي المزرعة الفطرية المستخدمة في عملية إنتاج التمبيه على بكتيريا تنتج فيتامين ب12، الذي يمنع امتصاص الكوبالت المشع.

حقيقة مثيرة للاهتمام

التيمبيه، مثل منتجات الصويا الأخرى، لا يتناسب بشكل جيد مع جميع منتجات البروتين الحيواني والدهون الحيوانية، ولكنه يتناسب بشكل جيد مع الأسماك والمأكولات البحرية. يجب عليك أيضًا عدم تناول منتجات الصويا مع البقوليات الأخرى.

تمبيه السعرات الحرارية

محتوى السعرات الحرارية من التمبيه - من 90 إلى 150سعر حراري لكل 100 جرام من المنتج حسب طريقة التحضير.

الكلمات الدالة

حاشية. ملاحظة مقال علمي عن تربية الماشية وتربية الألبان، مؤلف العمل العلمي - بابيتشيفا إيرينا أندريفنا، مصطفى راميس زوفاروفيتش

تمت دراسة تأثير سلالات مستحضرات البروبيوتيك Bacell وLactomicrotsikol على محتويات الكرش. تشمل المستحضرات العصيات اللبنية الحية والبكتيريا المشقوقة والأحماض الأمينية الأساسية والأحماض العضوية والفيتامينات والعناصر الدقيقة والمواد النشطة بيولوجيًا. لتجربة المستحضر الميكروبيولوجي باسيل، تم اختيار الثيران من السلالة الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض، وتم إضافة البروبيوتيك إلى النظام الغذائي الرئيسي للحيوانات في المجموعات التجريبية بجرعات 15 و 25 و 35 جم / حيوان. في اليوم. تم إدخال عقار Laktomikrotsikol في النظام الغذائي الرئيسي للحيوانات الصغيرة من سلالة السهوب الحمراء بجرعات قدرها 10 جم / حيوان / يوم. في غضون 3 أشهر؛ 10 جرام في أول 7 أيام، ثم استراحة لمدة أسبوع وهكذا لمدة 3 أشهر؛ 10 جرام في أول 7 أيام، ثم مرة واحدة كل عقد لمدة 3 أشهر. خلال الدراسة، لوحظ تحول في المؤشر تركيز أيون الهيدروجينفي معدة الحيوانات في الاتجاه الحمضي بنسبة 3.2-3.6% عند تغذية الباسيل، وهو ما يفسر، بحسب المؤلفين، بزيادة تركيز VFAs في سائل الكرش للثيران بنسبة 26.7%. ساهم استخدام عقار باسيل متعدد الإنزيمات في النظام الغذائي في انخفاض تركيز الأمونيا في الكرش، وكان هذا الانخفاض ملحوظًا فقط في الحيوانات التي تتلقى البروبيوتيك بجرعات 25 و35 جم/طائر يوميًا. كما كان لتغذية المادة المضافة العلفية Laktomikrotsikol تأثير على محتويات الكرش في حيوانات التجارب. كشف تحليل البيانات التي تم الحصول عليها نتيجة للتجربة أن أعلى تركيز لـ VFA في سائل الكرش قد لوحظ في الثيران، التي تمت إضافة 10 جرام من البروبيوتيك إلى نظامها الغذائي الرئيسي في الأيام السبعة الأولى، ثم تم أخذ استراحة لمدة أسبوع و استمر هذا لمدة 3 أشهر. وفي محتويات الكرش لهذه الحيوانات المزيد الأحماض الدهنية الطيارةقبل الرضاعة (بنسبة 3.6-8.6%)، وكذلك بعد الرضاعة (بنسبة 2.8-13.4%). يوصى باستخدام نتائج الدراسة في مزارع منطقة أورينبورغ والمناطق الأخرى التي تتمتع بظروف مماثلة للحفظ والنمو الماشية الشابةالسلالة الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض وسلالة السهوب الحمراء.

مواضيع ذات صلة أعمال علمية عن تربية الماشية وتربية الألبان، مؤلف العمل العلمي - بابيتشيفا إيرينا أندريفنا، مصطفى راميس زوفاروفيتش

• تأثير البروبيوتيك على محتويات الكرش لسلالات السهوب الحمراء الصغيرة

  2014 / نيكولين فلاديمير نيكولاييفيتش، مصطفى راميس زوفاروفيتش، بيكتيميروف رينات أبتلازهانوفيتش
• 2016 / خريستيانوفسكي بافيل إيغوريفيتش، غونتيوريف فلاديمير أنيسيموفيتش، إيفانوف سيرغي أناتوليفيتش

• المؤشرات البيوكيميائية والميكروبيولوجية لمحتوى الكرش في الثيران باستخدام اللاكتواميلوفورين وسيلينيت الصوديوم

  2014 / بيكتيميروف رينات أبتلازهانوفيتش

• خصائص هضم الكرش في المجترات عند إدخال المجمعات المعدنية العضوية في النظام الغذائي

  2017 / كوريلكينا مارينا ياكوفليفنا، خولوديلينا تاتيانا نيكولاييفنا، موسليوموفا دينا مارسيليفنا، أتلاندروفا كسينيا نيكولاييفنا، بوبيروخين ميخائيل ميخائيلوفيتش

• خصوصيات هضم الكرش للثيران المغذية بجرعات مختلفة من الكواترين

  2010 / بابيتشيفا إيرينا أندريفنا

• تأثير مادة البلماتريكس المحتوية على الدهن على عمليات هضم الكرش في عجول الثور وكفاءة استخدامها للعناصر الغذائية

  2018 / ليفاخين يوري إيفانوفيتش، نورزانوف باير سيركبايفيتش، ريازانوف فيتالي ألكساندروفيتش، بوبيروخين ميخائيل ميخائيلوفيتش

• محتويات الكرش للماشية الصغيرة تتغذى على الإضافات الدقيقة من السيلينيوم واليود

  2016 / Prokhorov O.N.، Zubova T.V.، Kolokoltsova E.A.، Saparova E.I.

• تأثير الطرق المختلفة لتغذية مخاليط المكونات المحتوية على السكر على سير العمليات الهضمية في الكرش

  2011 / كازاتشكوفا ناديجدا ميخائيلوفنا

• الاستفادة من المغذيات العلفية من قبل عجول الثور عند تغذيتها بجرعات مختلفة من البروبيوتيك باسيل

  2013 / فوروشيلوفا لاريسا نيكولاييفنا، ليفاخين فلاديمير إيفانوفيتش

• تأثير صبغة الزيلانيت والفوسبازيم والنبتة الأم على العوامل الأيضية والوظيفية في جسم إناث الأرانب أثناء النقل طويل المدى

  2016 / إبراجيموفا ليودميلا ليونيدوفنا، إسماجيلوفا إلزا رافيليفنا

التخمير البكتيري للعناصر الغذائية في كرش أعلاف الماشية المدعمة بمستحضرات البروبيوتيك

تمت دراسة تأثير سلالات محضرات البروبيوتيك Bacell وLactomicrotsikol على محتويات الكرش في صغار الأبقار. تشمل المستحضرات البكتيريا اللبنية الحية والبكتيريا المشقوقة والأحماض الأمينية الأساسية والأحماض العضوية والفيتامينات والمعادن والمواد النشطة بيولوجيًا. تم اختيار العجول الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض لإجراء التجارب لاختبار مستحضر باسيل الميكروبيولوجي، الذي أضيف إلى النظام الغذائي الأساسي لحيوانات المجموعات التجريبية بجرعات 15 و25 و35 جم/رأس يوميًا. تم إدخال مكمل لاكتوميكروتسيكول في النظام الغذائي الأساسي لصغار حيوانات السهوب الحمراء بجرعات قدرها 10 جم/رأس خلال 3 أشهر؛ 10 جرام في أول 7 أيام، ثم فترة أسبوعية، ويتكرر هذا النمط من التغذية خلال 3 أشهر؛ ثم مرة أخرى 10 جرام في أول 7 أيام بعد الأشهر الثلاثة المذكورة أعلاه، تليها تغذية المكمل مرة واحدة كل عقد لمدة 3 أشهر أخرى. خلال الدراسات لوحظ تحول مؤشر تركيز أيونات الهيدروجين في أحشاء الحيوانات إلى الجانب الحمضي بنسبة 3.2-3.6% عند التغذية بمستحضر باسيل، والذي يعتقد أنه بسبب زيادة المواد الدهنية المتطايرة. تركيز الأحماض (VFA) في سائل الكرش للعجول بنسبة 26.7%. أدى إدراج مستحضر Bacell متعدد الإنزيمات في النظام الغذائي إلى تحفيز انخفاض تركيز الأمونيا في الكرش، وقد لوحظ هذا الانخفاض فقط في الحيوانات التي تحصل على البروبيوتيك بجرعات تبلغ 25 و35 جم/يوم لكل رأس. أثر ملحق Laktomicrotsikol الذي تم تغذيته على الحيوانات على محتوى الأمونيا في كرش الحيوانات قيد الدراسة. كشف تحليل النتائج التي تم الحصول عليها نتيجة للتجارب التي أجريت أن أعلى تركيز لـ VFA في سائل الكرش قد لوحظ في العجول التي تغذت على النظام الغذائي الأساسي المكمل بـ 10 جرام من البروبيوتيك المذكور أعلاه في الأيام السبعة الأولى، تليها فترة أسبوع، مع وقد تكرر هذا النمط من التغذية خلال فترة 3 أشهر. في محتويات الكرش لهذه الحيوانات، لوحظ وجود المزيد من الأحماض الدهنية المتطايرة قبل التغذية (بنسبة 3.6-8.6%)، وبعد التغذية (بنسبة 2.8-13.4%) بالبروبيوتيك. يوصى باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها أثناء الدراسات في مزارع منطقة أورينبورغ والمناطق الأخرى ذات الظروف المماثلة لإدارة الماشية الصغيرة ذات الرأس الأبيض والسهوب الحمراء في كازاخستان.

نص العمل العلمي حول موضوع "التخمر البكتيري للعناصر الغذائية في الكرش عند استخدام مستحضرات البروبيوتيك"

مجموعة التحكم استمع إلى التنفس الحويصلي القاسي المصحوب بالسعال. تشكلت أمشاط على الكفوف. أصيب أرنبان بسعال سطحي قوي وعالي وقصير، وكانت منطقة الحنجرة منتفخة، وارتفعت درجة حرارة الجسم (44.2 درجة مئوية)، مما يدل على التهاب الحنجرة والقصبة الهوائية. في الثالث غرام. ولوحظت علامات التهاب الأنف المقابلة لدى شخصين فقط، وكان الباقون في حالة صحية جيدة. في إناث الأرانب من المجموعتين الرابعة والخامسة، لم تظهر العلامات السريرية لالتهاب الأنف.

خاتمة. تناول دواء Xylanit قبل نقله بجرعة 0.45 مل لكل رأس أو عقار المعالجة المثلية Fospasim 0.4 مل لكل رأس مرتين - قبل النقل وبعد التفريغ في اليوم الأول من التكيف، ثم عن طريق الفم 12-13 قطرة يوميًا لمدة 7 أيام. . يمنع تعطيل التغيرات الأيضية والوظيفية في الجسم وبالتالي يقلل من التوتر العاطفي، ويحسن عملية التكيف لدى أرانب سلالة كاليفورنيا أثناء النقل على المدى الطويل.

الأدب

1. إسماجيلوفا إي آر، إبراجيموفا إل إل استخدام عقار المعالجة المثلية “فوسبازيم” لزيادة القدرة التكيفية للأرانب أثناء النقل // بحث أساسي. 2013. رقم 8 (الجزء 2). ص 376-379.

2. إبراجيموفا إل. إل.، إسماجيلوفا إي. آر. البنية النسيجية لعضلة القلب والغدد الكظرية للأرانب أثناء النقل واستخدام الدواء الحامي // بحث أساسي. 2013. رقم 10 (الجزء 3). ص 164-167.

3. ماجر إس.إن.، إيكريموف في.إيه.، سميرنوف بي.إن. تأثير عوامل الإجهاد على القدرة الإنجابية للماشية // نشرة جامعة نوفوسيبيرسك الزراعية الحكومية. 2005. رقم 2. ص 49.

4. Sapozhnikova O.G.، Orobets V.A.، Slavetskaya B.M. تصحيح المثلية للإجهاد // النشرة البيطرية الدولية. 2010. رقم 2. ص 44-46.

5. كريلوف ف.ن.، كوسيلوف ف.آي. مؤشرات الدم للحيوانات الصغيرة من السلالة الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض وتهجينها مع آكيتاين الخفيفة // أخبار جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2009. رقم 2 (22). ص 121-125.

6. ليتفينوف ك.س.، كوسيلوف ف.آي. المعلمات الدموية للحيوانات الصغيرة من سلالة السهوب الحمراء // نشرة تربية أبقار الأبقار. 2008. ط 1. رقم 61. ص 148-154.

7. تريسوف ب. المؤشرات الدموية لأغنام اللحم والصوف / B.B. تريسوف، ك. يسينجاليف ، أ.ك. بوزيموفا ، ف. كوسيلوف // أخبار جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2012. رقم 3 (35). ص 124-125.

8. أنتونوفا في.إس.، توبوريا جي إم.، كوسيلوف في.آي. منهجية البحث العلمي في تربية الحيوان. أورينبورغ، 2011. 246 ص.

التخمر البكتيري للعناصر الغذائية في الكرش عند استخدام مستحضرات البروبيوتيك

I ل. بابيتشيفا، دكتوراه في العلوم البيولوجية، ر.ز. مصطفى، دكتوراه، جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية

تحدث تحولات مختلفة من العناصر الغذائية في معدة الحيوانات المجترة تحت تأثير أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة. وفي الوقت نفسه، ومع مرور سلسلة من التحولات متعددة المراحل، تتشكل في الكرش العديد من المستقلبات، بعضها يصبح مادة بلاستيكية وطاقة للجسم، والبعض الآخر يتحول إلى بروتين ميكروبي كامل، كونه المصدر الرئيسي للضرورة. المواد النشطة بيولوجيا والأحماض الأمينية الأساسية.

لذلك، لتزويد الحيوانات متعددة المعدة بالتغذية الطبيعية، من الضروري أولاً تهيئة الظروف المثلى لتطوير النباتات الدقيقة. وتعتمد درجة شدة نشاطه الحيوي على عوامل كثيرة أهمها تركيز أيونات الهيدروجين في البيئة، وحالة جدران الغشاء المخاطي للكرش، وكذلك كمية مستقلبات العلف الموجودة في المعدة.

يهدف البحث إلى دراسة تأثير سلالات مستحضري البروبيوتيك Bacell وLactomikrotsikol على محتويات الكرش في صغار الأبقار.

المواد وطرق البحث. بالنسبة للتجربة مع المستحضر الميكروبيولوجي Bacell، كان هناك

تم اختيار الثيران من السلالة الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض. كانت الاختلافات بين المجموعتين هي أن ثيران المجموعات التجريبية، على عكس أقرانهم في المجموعة الضابطة، تلقوا أيضًا بروبيوتيك بجرعات قدرها 15 و25 و35 جم/رأس، على التوالي، في النظام الغذائي الرئيسي. في اليوم.

تم تقييم تأثير البروبيوتيك Laktomikrotsikol على شدة العمليات الميكروبيولوجية في كرش الحيوانات المجترة على الحيوانات الصغيرة من سلالة السهوب الحمراء. شمل النظام الغذائي للعجول في المجموعات التجريبية البروبيوتيك حسب المخطط المطور.

أجريت دراسة لدراسة تأثير مستحضرات البروبيوتيك Bacell وLactomicrotsikol على محتويات الكرش للثيران في مزارع منطقة أورينبورغ. استخدمت التجارب مستحضرات تشمل العصيات اللبنية الحية والبكتيريا المشقوقة والأحماض الأمينية الأساسية والأحماض العضوية والفيتامينات والعناصر الدقيقة والمواد النشطة بيولوجيًا.

مكنت نتائج الدراسة من إثبات أن تغذية كميات مختلفة من مادة Bacell المضافة للأعلاف كجزء من النظام الغذائي، كمصدر للإنزيمات ذات العمل المحلل للبروتين، والأميلوليتيك، والمتحلل للسيلول، أثرت على درجة شدة العمليات الميكروبيولوجية (الجدول 1) .

وعلى وجه الخصوص، تركيز أيونات الهيدروجين في حيوانات المجموعة الضابطة والتجريبية الأولى. كان عمليا على نفس المستوى، والفرق لم يكن كبيرا

1. تركيز المستقلبات الرئيسية للتخمر البكتيري في كرش الحيوانات عند تناول مادة باسيل المضافة العلفية بعد 3 ساعات. بعد التغذية، (X±Sx)

مجموعة المؤشرات

السيطرة الأولى التجريبية الثانية التجريبية الثالثة التجريبية

الرقم الهيدروجيني VFA، ملمول/100 مل أمونيا، ملمول/100 مل 6.89±0.13 7.80±0.10 23.70±0.74 6.87±0.17 8.03±0.13 22، 81±0.70 6.65±0.10 9.88±0.11 19.45±0.83 6.68 ±0.15 9.84±0.11 19.50± 0.57

2. مخطط التجربة عند استخدام مادة العلف Laktomikrotsikol

المجموعة عدد الحيوانات والرؤوس. العامل قيد الدراسة

التحكم الأول التجريبي الثاني التجريبي الثالث التجريبي 10 10 10 10 النظام الغذائي الأساسي أو +10 جم بروبيوتيك لكل حيوان/يوم لمدة 3 أشهر. RR +10 جم من البروبيوتيك في أول 7 أيام، ثم استراحة لمدة أسبوع وهكذا لمدة 3 أشهر. RR +10 جم من البروبيوتيك في أول 7 أيام، ثم مرة واحدة كل عقد لمدة 3 أشهر.

3. المؤشرات البيوكيميائية لمحتويات الكرش عند التغذية باللاكتومكروتسيكول (X±Sx)

مجموعة المؤشرات

السيطرة الأولى التجريبية الثانية التجريبية الثالثة التجريبية

VFA، ملي مول/100 مل

قبل الرضاعة بعد 3 ساعات 6.4±0.98 8.24±0.27 6.63±1.18* 8.47±0.36 6.95±0.93*9.35±0.26 6 .7±0.27* 8.94±0.23

الأمونيا، ملمول/لتر

قبل الرضاعة بعد 3 ساعات 20.6±0.31 22.67±0.17 20.87±0.61 22.8±0.30 21.6±0.64 24.0±0.12 21.07 ±0.38* 22.9±0.26

الرقم الهيدروجيني قبل التغذية بعد 3 ساعات 7.13 ± 0.02 6.79 ± 0.01 7.11 ± 0.01 * 6.75 ± 0.01 7.1 ± 0.01 * 6.71 ± 0.01 7.11 ± 0.01 * 6.73 ± 0.01

ملحوظة: * - ص< 0,05, разница с контролем достоверна

بنسبة 0.2-0.4% بينما في الحيوانات الصغيرة II و III I

من ذوي الخبرة غرام. لقد تحول هذا المؤشر إلى الحمضية

جنبًا إلى جنب بنسبة 3.2-3.6% (P >0.05). انخفاض في الرقم الهيدروجيني، ب

ربما بسبب زيادة تركيز ح

VFA في سائل الكرش للثيران التجريبية الثاني والثالث

غرام ، والذي كان أعلى بنسبة 26.7 و 26.2٪ ( P > 0.05) ، د

منه بين أقرانه في المجموعة الضابطة. وكان تركيز الأحماض الدهنية المتطايرة في الكرش عند

نفس المستوى ومتوسطه 9.86 مليمول/لتر، I

والذي كان أعلى بمقدار 1.83 مليمول/لتر، أو 22.8%

(P>0.05) مقارنة بالمجموعة التجريبية الأولى. ز

استخدام multien- ص كجزء من النظام الغذائي

ساهم دواء الشتاء في انخفاض ص

تركيز الأمونيا في الكرش، وكان هذا الانخفاض ملحوظا فقط في التجربة الثانية والثالثة

غرام. تغذية 15 جم / حيوان / يوم من هذا العلف

لم يكن للملحق أي تأثير على المحلل للبروتين

نشاط الميكروفلورا، والذي يمكن رؤيته بوضوح من محتوى الأمونيا، والذي كان تقريبًا

متطابقة مع مؤشرات التحكم. مرة واحدة

بيانات عن تركيز الأمونيا في كرش العجول

المجموعة الضابطة والتجريبية الثانية. كان 21.9% ح

(ر<0,05), а молодняка контрольной и III опытной п

غرام. - 21.6% (ر<0,05) в пользу контрольной гр. г

تشكلت الكمية بعد 3 ساعات

تغذية الأمونيا في كرش الحيوانات I تجريبي I

غرام. كان أعلى، على التوالي، بنسبة 17.3 (P > 0.05) ومع

17.0% (ر<0,05), чем у аналогов II и III опытных д

ز، وبنسبة 3.9% (P>0.05) أقل مما كانت عليه في كرش الصغار

لا توجد مجموعة مراقبة يبدو أن انخفاض تركيز الأمونيا في كرش حيوانات المجموعتين الثانية والثالثة ارتبط بزيادة عمل البكتيريا المحللة للبروتين، مما أدى إلى انخفاض الرقم الهيدروجيني نحو الجانب الحمضي وتباطؤ نشاط البكتيريا المحللة للبروتين وإنزيماتها. .

كان لتغذية المادة العلفية Laktomikro-tsikol تأثير على محتويات الكرش في حيوانات التجارب. السيطرة على الثيران المجموعة تلقى نظامًا غذائيًا أساسيًا تفي قيمته الغذائية بالمعايير المعمول بها، وتم تضمين البروبيوتيك في النظام الغذائي للعجول في المجموعات التجريبية وفقًا للمخطط (الجدول 2).

وبتحليل البيانات التي تم الحصول عليها نتيجة للتجربة، وجد أن أعلى تركيز لـ VFA في سائل الكرش قد لوحظ في ثيران المجموعة التجريبية الثانية. (الجدول 3).

في حيوانات المجموعات التجريبية، احتوت محتويات الكرش على كمية أكبر من VFAs قبل التغذية بنسبة 3.6-8.6%، وأيضاً بعد الرضاعة - بنسبة 2.8-13.4%. نحن نعتقد أن الكمية الأكبر من VFA ترجع إلى حقيقة أن البكتيريا الإيجابية لمحتويات الكرش شاركت بشكل أكثر نشاطًا في عملية تخمير الألياف، مما يؤدي إلى تكوين VFA. أثر تركيز VFA على بيئة محتوى الكرش. إذا كانت قيمة الرقم الهيدروجيني لمحتويات الكرش قبل التغذية في ثيران المجموعة الضابطة قلوية قليلا، ثم بعد ذلك

التغذية، أصبحت بيئة محتوى الكرش قريبة من الحياد.

كان تركيز الأمونيا قبل التغذية في كرش عجول الثيران للمجموعات التجريبية عند تغذيتها باللاكتومكروتسيكول أعلى منه لدى أفراد المجموعة الضابطة: الأولى تجريبية - بنسبة 1.3%، والثانية تجريبية - بنسبة 4.85%، والثالثة تجريبية - بنسبة 2.85%. . في 3 ساعات. بعد التغذية ارتفع تركيز الأمونيا في كرش ثيران المجموعة التجريبية الأولى. تجاوز المؤشر في المجموعة الضابطة. بنسبة 0.57%، والثاني تجريبي – بنسبة 5.87%، والثالث تجريبي – بنسبة 1.01%.

وقد وجد أن حيوانات المجموعات التجريبية تميزت بانخفاض طفيف في مستويات الرقم الهيدروجيني. وفي الوقت نفسه، زاد تركيز الأحماض الدهنية المتطايرة مع تغير طفيف في نسبتها. تباين مستوى الأمونيا والتركيب الجزئي لـ VFA في كرش الثيران من المجموعات التجريبية ضمن المعايير الفسيولوجية.

خاتمة. المستحضرات Bacell وLaktomikrotsikol لها تأثير إيجابي على التخمر الميكروبي للعناصر الغذائية في كرش الحيوانات المجترة.

الأدب

1. بابيتشيفا آي.أ.، نيكولين ف.ن. كفاءة استخدام مستحضرات البروبيوتيك في زراعة وتسمين الثيران // أخبار جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2014. رقم 1 (45). ص 167-168.

2. ليفاخين في. آي.، بابيتشيفا آي. إيه.، بوبيروخين إم. إم. وغيرها استخدام البروبيوتيك في تربية الحيوانات // تربية الماشية المنتجة للألبان واللحوم. 2011. رقم 2. ص 13-14.

3. أنتونوفا في.إس.، توبوريا جي إم.، كوسيلوف في.آي. منهجية البحث العلمي في تربية الحيوان. أورينبورغ: مركز النشر OSAU، 2011. 246 ص.

4. ميرونوفا آي في، كوسيلوف في آي. قابلية هضم الأبقار للعناصر الغذائية الرئيسية في النظام الغذائي للأبقار البيضاء والسوداء عند استخدام مادة البروبيوتيك المضافة Vetosporin-aktiv في التغذية // وقائع جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2015. رقم 2 (52). ص 143-146.

5. ميرونوفا IV. كفاءة استخدام المعزز الحيوي Biodarin في تغذية الأبقار / الوريد ميرونوفا، ج.م. دول جينكوفا، ن.ف. جيزاتوفا، ف. كوسيلوف // أخبار جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2016. رقم 3 (59). ص 207-210.

6. مصطفين ر.ز.، نيكولين ف.ن. الأساس المنطقي البيوكيميائي لاستخدام البروبيوتيك في تربية الماشية الصغيرة // مجموعة من الأوراق العلمية لمعهد عموم روسيا لتربية الأغنام والماعز. 2014. ت 3. رقم 7. ص 457-461.

7. نيكولين في.ن.، مصطفى ر.ز.، بيكتيميروف ر.أ. تأثير البروبيوتيك على محتويات الكرش لصغار سلالة السهوب الحمراء // نشرة تربية الأبقار البقرية. 2014. رقم 1 (84). ص 96-100.

8. كوسيلوف في.، ميرونوفا في. كفاءة استخدام الطاقة في النظام الغذائي للأبقار البيضاء والسوداء عند تغذيتها بمادة فيتوسبورين النشطة المضافة بروبيوتيك // أخبار جامعة ولاية أورينبورغ الزراعية. 2015. رقم 2 (52). ص 179-182.

9. باتانوف إس دي، أوشاكوفا أو يو. بروبيوتيك باسيل وبروبيوتيك لاكتاسيد في علائق أبقار الألبان // تغذية الحيوانات الزراعية وإنتاج الأعلاف. 2013. العدد 11. ص26-34.

10. مامبيتوف م.م.، شيفخوشيف أ.ف.، شيكين ب.أ. تحويل العلف إلى نمو ذبيحة الماشية // النشرة البيطرية. 2002. رقم 2 (23). ص 60-64.

كفاءة العجول الموسمية لإنتاجية أبقار الأبقار

باي. خريستيانوفسكي، دكتوراه في العلوم البيولوجية، أستاذ بجامعة ولاية أورينبورغ الزراعية؛ في.أ. جونتيوريف، دكتوراه، FGBNU VNIIMS؛ S. A. إيفانوف، رئيس شركة APC (المزرعة الجماعية) "أنيخوفسكي"، منطقة أورينبورغ

في السنوات الأخيرة، زاد الاهتمام بتربية أبقار اللحم بشكل ملحوظ بين المنتجين الزراعيين الروس، وليس فقط في المناطق التي تخصصت دائمًا في تربية أبقار اللحم. بدأت تربية ماشية اللحم البقري في العديد من مناطق منطقة الأرض غير السوداء - في بريانسك وتولا وكالوغا وتفير ومناطق أخرى، أي. في منطقة مزارع الألبان التقليدية.

في الظروف الحديثة، يمكن أن تصبح تربية الماشية صناعة مربحة. يمكن لأبقار البقر استخدام مراعي السهوب النادرة، وتتحمل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة جيدًا، وتكون أقل تطلبًا على تكوين النظام الغذائي، وعادة ما يكون معدل البقاء على قيد الحياة لسلالات اللحوم الصغيرة أعلى من سلالات الألبان. مرافق لحوم الأبقار أبسط وأرخص. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج تربية أبقار الأبقار مع تربية الألبان أو قطاعات الثروة الحيوانية الأخرى التي تكمّل بعضها البعض.

في تربية الأبقار، الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية هي العجول (الموسمية). ختم-

إن تقليل توقيت ولادة الأبقار يجعل من الممكن استقبال العجول في فترة أكثر ملاءمة وبالتالي تكوين قطعان موحدة من الماشية الصغيرة. وفي هذا الصدد تم تحديد الغرض من الدراسة - دراسة فعالية العجول الموسمية لأبقار اللحم.

المواد وطرق البحث. كانت مادة الدراسة عبارة عن أبقار وعجول من السلالة الكازاخستانية ذات الرأس الأبيض من قطيع مزرعة أنيخوفسكي الجماعية (المزرعة الجماعية) في منطقة أداموفسكي بمنطقة أورينبورغ. لتحقيق الولادة الموسمية، يتم الاحتفاظ بالثيران في المزرعة في قطعان الحضنة من يناير إلى يوليو. في شهر سبتمبر من كل عام يتم إجراء فحص أمراض النساء للأبقار لتحديد الحمل وتحديد أسباب العقم. وفي الوقت نفسه، يتم تصنيف الماشية وإعدام الأبقار لعدم ملاءمتها للتكاثر ومؤشرات تربية الحيوان.

تم خلال الدراسة استخدام طرق التشخيص المستقيمي للحمل وتحليل مؤشرات الإنتاج.

نتائج البحث. في التعاونية الزراعية (المزرعة الجماعية) “أنيخوفسكي”، تتم تربية الأبقار من نوفمبر إلى فبراير، أي في الفترة من نوفمبر إلى فبراير. خلال فترة المماطلة. وفي الوقت نفسه، يتم التحكم في إنتاج النسل، ويتم مراقبة العجول نفسها. ومن المقرر أن تتم الولادة في شهر مارس

عملية صنع الشايعبارة عن سلسلة من الخطوات المترابطة، في بدايتها ورقة قطيفة طازجة، وفي النهاية ما نسميه في التجارة الشاي "الجاهز" أو "الجاهز". تحتوي الأنواع الستة من الشاي (الأخضر، والأصفر، والأبيض، والأسود، والأسود، وpu-erh) على عدة مراحل معالجة متشابهة (مثل الانتقاء، والفرز الأولي، والمعالجة النهائية، وما إلى ذلك)، ولكنها تحتوي أيضًا على فروق دقيقة فريدة من نوعها لكل نوع. أو غيرها من أنواع الشاي المعدة خصيصًا. أكسدة- وهذه إحدى العمليات الكيميائية التي تم وصفها مؤخرًا والتي يجب أن تحدث أثناء إنتاج بعض أنواع الشاي، ويجب منعها أثناء إنتاج أنواع أخرى. يمكننا القول أن جميع أنواع الشاي تنقسم إلى فئتين كبيرتين اعتمادًا على ما إذا كانت الأكسدة متضمنة في الحصول على المنتج النهائي أم لا.

الأكسدة في الشاي

أولا دعونا نحدد الأكسدة. أكسدةهي عملية كيميائية حيوية إنزيمية يتم خلالها امتصاص الأكسجين وتحدث (نتيجة لذلك) تغيرات في المواد المشاركة في العملية. في حالة أوراق الشاي المقطوفة حديثًا، الشاي - المواد الموجودة في أوراق الشاي. يمكن أن تكون الأكسدة عفوية أو خاضعة للرقابة وتؤدي إلى تغييرات إيجابية وسلبية. أحد الأمثلة المألوفة للأكسدة السلبية التلقائية هو ما يحدث عندما تقطع تفاحة أو موزة، أو تترك قطعة مقطوعة من ورقة الشجر في الهواء الطلق. تمتص الخلايا غير المحمية الأكسجين وتلين وتتحول إلى اللون البني. هذا هو أبسط شكل من أشكال الأكسدة التي يعرفها معظم الناس. إذا لم يتم التدخل في عملية الأكسدة، فقد تجف الفاكهة ببساطة أو تتعفن، اعتمادًا على الظروف الجوية. بمجرد قطع تفاحة إلى قطع وتجفيفها في المجفف، يمكنك رؤية مثال على الأكسدة السلبية التي يتم التحكم فيها والتي تحدث أثناء عملية التجفيف. لا يعتبر تغميق سطح القطع جذابًا من الناحية الجمالية في السوق، لذلك يتم تصحيح تغيرات اللون أحيانًا باستخدام مركبات الكبريت أو حامض الستريك، ولكن حتى في هذه الحالة (بدون تغيرات مرئية في اللون) لا تزال الأكسدة تحدث.

أثناء إنتاج الشاي، تحدث الأكسدة التلقائية والمضبوطة. تحدث الأكسدة التلقائية أثناء مرحلة تجفيف أوراق الشاي أثناء إنتاج الشاي الأبيض والشاي الأسود والأسود. تعد مرحلة الأكسدة الخاضعة للرقابة، والتي تتطلب عناية خاصة، واحدة من أهم المراحل في إنتاج كل من الشاي الأسود والشاي الأسود. في الشاي الأخضر والأصفر، يتم منع الأكسدة عن طريق التبخير والتجفيف و/أو التحميص، وهو ما يسمى أيضًا "إزالة الإنزيمات".

الأكسدة هي عملية كيميائية تتطلب كمية زائدة من الهواء الرطب الغني بالأكسجين. في إنتاج الشاي الأسود، يجب أن تخضع غرف الأكسدة لـ 15 إلى 20 عملية تبادل للهواء المرطب في الساعة لضمان الأكسدة الكاملة. تمتص مادة البوليفينول الموجودة في الأوراق (مضادات الاكسدة في الشاي) كميات كبيرة من الأكسجين، خاصة خلال المراحل المبكرة من الأكسدة. تبدأ الأكسدة في إنتاج الشاي رسميًا بشكل تلقائي منذ لحظة جفاف أوراق الشاي، ثم يتم تسريعها تدريجيًا من خلال الخطوات اللاحقة اللازمة لتحويل الورقة الطازجة إلى شاي أسود نهائي. بعد عدة خطوات تحضيرية، تصبح الورقة المجهزة مسبقًا جاهزة لعملية الأكسدة الخاضعة للرقابة، والتي غالبًا ما يشار إليها خطأً باسم "التخمير". في عملية الأكسدة التقليدية، يتم نشر الورقة المفرزة في طبقات رقيقة (بحد أقصى 5 إلى 8 سم) على أرضية المصنع، على الطاولات، على المنصات المسامية - وهذا مشابه للتجفيف الذي يتم في مرحلة الذبول الأولية. تبدأ أكسجين البوليفينول في سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تتضمنها، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج مكونات عطرية جديدة وتوفير ضخ أكثر سمكًا يتميز به الشاي الأسود. خلال الفترة الأولى والأكثر أهمية من الأكسدة الأنزيمية، تعمل إنزيمات بوليفينول أوكسيديز والبيروكسيديز (مجموعة من إنزيمات الأكسدة والاختزال التي تستخدم بيروكسيد الهيدروجين كمستقبل للإلكترون) على البوليفينول الأخرى، مما يؤدي إلى تكوين الثيفلافينات. تعمل هذه المركبات ذات اللون الأحمر البرتقالي أيضًا على مادة البوليفينول لإنتاج الثيروبيجينات، المسؤولة كيميائيًا عن تغيير لون الورقة من الأخضر إلى الذهبي والنحاس والبني الشوكولاتة. وفي الوقت نفسه، يتفاعل الثيروبيجينات مع العديد من الأحماض الأمينية والسكريات الموجودة في الورقة لتكوين مواد بوليمرية عالية تتطور إلى المكونات العطرية المتنوعة والمميزة التي نتوقع وجودها في الشاي الأسود.

تساهم الثيفلافينات في المقام الأول بالانتعاش والإشراق في مذاق الشاي الأسود، بينما تساهم الثياروبيجينز في قوتها وغناها ولونها.

أثناء عملية الأكسدة، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون من أوراق الشاي وترتفع درجة حرارة كتلة الأوراق المؤكسدة. إذا سُمح لدرجات حرارة الأوراق بالارتفاع أكثر من اللازم، فسوف تخرج عملية الأكسدة عن نطاق السيطرة؛ إذا انخفضت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فسوف تتوقف الأكسدة.

مجموعة من أوراق الشاي تخضع لعملية أكسدة خاضعة للرقابة تسمى دهول. تتطلب الأكسدة من 2 إلى 4 ساعات ويمكن التحكم فيها تجريبيًا وليس علميًا. على الرغم من أنه قد تكون هناك علامات فنية لتحديد الإكمال المتوقع للعملية، إلا أن هناك أيضًا العديد من المعلمات التي تميز العملية ويتم ملاحظتها "مباشرة". لذلك، فإن أفضل طريقة لتحديد متى تتأكسد الورقة تمامًا هي الملاحظة البصرية الشمية.

يجب على سيد الشاي التحكم في سمك وتوحيد طبقة الأوراق، والتأكد من أن درجة الحرارة حوالي 29 درجة مئوية، والرطوبة النسبية 98٪؛ وتوفير تهوية مستمرة (15 أو 20 تغييرًا كاملاً للهواء الداخلي في الساعة). كما يجب أن يكون المناخ المحلي صحيًا تمامًا؛ يمكن للبكتيريا أن تفسد الدهول.

أثناء عملية الأكسدة، تتلقى الورقة المعالجة (dhul) سلسلة يمكن التنبؤ بها من معايير الطعم واللون الطازج والغني والقوة النهائية. يستطيع معلم الشاي التحكم في أكسدة الضولا بطريقته الخاصة عن طريق ضبط مدة الأكسدة، مما يسمح بالأكسدة مع التغيرات في درجة الحرارة/الرطوبة في غرفة الأكسدة. توفر معظم أنواع الشاي المنتجة مشروبًا متوازنًا في الكوب مع مزيج نابض بالحياة ورائحة جيدة ومكثفة وقوام سميك وغني. عندما يحدد سيد الشاي أن الدهول قد تأكسد إلى المستوى المطلوب ("الأكسدة الكاملة" هي درجة، ولكنها ليست درجة مطلقة)، يتم إيقاف المرحلة الحرجة من الأكسدة الخاضعة للرقابة من خلال العملية النهائية لإنتاج الشاي الأسود: التجفيف.

التخمير في الشاي

التخمير- يعد هذا عنصرًا مهمًا في إنتاج أنواع الشاي المعتقة مثل لوان وليوباو وبعض أنواع شاي أولونج وغيرها. من الأنسب الحديث عن التخمير في إنتاج الشاي باستخدام مثال إنتاج Pu-erh. دعونا نستكشف ما هو التخمير ولماذا لا يمكن فصل التخمير الدقيق والماهر عن إنتاج مادة البولي يوريثان التقليدية عالية الجودة. على الرغم من أن إنتاج Pu-erh هو أحد أقدم وأبسط أشكال إنتاج الشاي، إلا أن عالم Pu-erh معقد وواسع للغاية لدرجة أنه أصبح موضع اهتمام وثيق من خبراء الشاي ويتطلب رعاية خاصة في يذاكر. على أية حال، لن نستكشف التعقيد المحدد لإنتاج أنواع مختلفة من البولي يوريثان هنا، حيث تقترح هذه المقالة النظر فقط في وصف أكثر أساسية للتخمر والأكسدة.

التخمير هو نشاط (نشاط) ميكروبي يتضمن أنواعًا معينة من البكتيريا. بحكم التعريف، يحدث التخمر بسهولة أكبر في غياب الأكسجين، على الرغم من أن التعرض لبعض البيئة يعتبر مثاليًا لشيخوخة شنغ بوير غير الناضجة. على الرغم من أن وفرة الأكسجين مطلوبة في معظم خطوات صنع الشاي، إلا أن التعرض للأكسجين في إنتاج البوليوير غالبًا ما يتم تقليله أو التخلص منه بعد خطوة تجفيف أوراق الشاي. يجب أن تتعرض الورقة التي يتم تحويلها إلى pu-erh للبكتيريا (أو التي تحتوي على بكتيريا بطبيعتها) المناسبة للتخمير.

كما هو الحال في إنتاج عصير التفاح "المخمر" أو جبن الروكفورت، فإن البكتيريا اللازمة لنشاط الكائنات الحية الدقيقة تبدأ بالتكاثر بشكل طبيعي في الهواء الطلق و/أو داخل غرفة تخمير خاصة ("منزل" عصير التفاح أو غرفة إنضاج الجبن" ). في حالة Pu-erh، توجد البكتيريا اللازمة لبدء عملية التخمير والحفاظ عليها في الأماكن التالية.

1. على سطح الورقة نفسها، من الأشجار القديمة في غابة بدائية تنمو فيها الأشجار ذات الأوراق الكبيرة - وأشهرها في منطقة شيشوانغباننا في جنوب غرب مقاطعة يونان في الصين.
2. مرافق إنتاج الشاي التي يتم التحكم في مناخها والتي يتم فيها تخزين "الخام (شنغ) ماو تشا" مؤقتًا في انتظار العصر؛ في أكوام من "ماو تشا" أثناء التخمير الاصطناعي لـ (شو) بو-إيره النهائي؛ أو في مناخ رطب مشبع بالبخار حيث يتم الضغط على مادة البولي يوريثان.
3. في غرف باردة وجافة حيث يتم تخزين فطائر sheng pu-erh لمرحلة ما بعد التخمير والشيخوخة تحت مراقبة دقيقة.

خلال مرحلة التخمير لإنتاج Pu-erh، يجب أن تجتمع عدة عوامل مهمة معًا. أثناء الحصاد، يجب أن تحتوي الورقة نفسها، التي تلبي المعايير، على بكتيريا "برية" - يمكن أن يكون هناك الكثير منها أو القليل جدًا، وستعتمد جودة الشاي أيضًا على ذلك. الورقة المقصود منها أن تصبح بو-إيره ("ماوتشا"، التي تم تجفيفها، وقليها حتى "قتل الخضر" (سا تشين، شاكينج)، وتجعدها (رو نين، رونيان)، ثم الورقة المجففة جزئيًا). توضع في أكياس، وتوضع هذه الأكياس فوق بعضها البعض، في انتظار ضغطها بالبخار الغني بالبكتيريا؛ أو، في حالة شو بو إيره الجاهزة، يتم رميها في أكوام في الداخل، وتعريضها للتأثيرات الخارجية. على عكس أكوام الأوراق المنخفضة المسامية المجمعة للأكسدة، فإن أكوام ماو تشا التي يتم فيها تحفيز التخمير الاصطناعي لشو بوير يتم تكديسها بإحكام، ومضغوطة، وبأقل مساحة مكشوفة. يتم تقليب كومة الماوشا بشكل غير متكرر - لإراحة الأوراق (ومنع التخمر من الذهاب إلى أبعد من ذلك)، لتزويد البكتيريا بالأكسجين الذي تحتاجه، وتوفير درجة الحرارة المطلوبة للنمو الميكروبي المناسب والتحول المطلوب للأوراق. أثناء عملية تخمير البويره، غالبًا ما يتم تغطية الأكوام من أجل زيادة درجة حرارة العمليات التي تحدث في الأوراق.

ويمكن للمرء أن يتخيل الارتباك الطفيف الذي يشعر به تجار الشاي عند مراقبة عمليات التجفيف والأكسدة والتخمير. من خلال ملاحظة اختلاط أكوام الأوراق على الأرض، وأكوام الأوراق في الخنادق أو على الأرضيات، قد يصاب تجار الشاي المبتدئون بالذهول من العمليات البدائية والحرفية التي ينطوي عليها إنتاج الشاي (تتفاقم هذه الحرفة بسبب إحجام الصينيين عن شرح تفضيلاتهم). ""الأسرار"). وعلى الرغم من وصف الكثير على مدار الـ 75 عامًا الماضية، إلا أنه لا يزال من الصعب فصل عمليات التجفيف والتخمير والأكسدة بوضوح (وبالتالي التحكم فيها بوضوح).

من الضروري أن يفهم كل من المستهلكين وتجار الشاي الاختلافات المميزة بين الأكسدة والتخمير. ويجب أن تكون هذه العمليات واضحة ويجب ألا تضيع في رتوش مصطلحات الشاي أو تسويقه.

من العلامات الجيدة التي تميز التاجر الجيد هو فهمه لإنتاج الشاي الأبيض والأسود والأسود، والتي تعتمد بشكل كبير على عمليات التجفيف والأكسدة. إن استخدام مصطلحي "الأكسدة" و"التخمير" يساهم بشكل غير ملائم في حدوث ارتباك بين شاربي الشاي. بالإضافة إلى ذلك، فإن أولئك الذين يمكنهم التعرف بشكل صحيح على نوع بوير المعروض للشراء، وما هي الشروط اللازمة لإكمال شنغ بوير غير الناضج إلى أقصى تطور له (الشيخوخة الطويلة، والشيخوخة، والشيخوخة)، يزودون أنفسهم ب قاعدة شراء موثوقة. بالنسبة لعشاق الشاي، المعرفة قوة، عالم الشاي أصبح متاحًا أكثر فأكثر، والمعرفة تضمن لنا شايًا أفضل وأفضل، والعديد من اللحظات المبهجة الأخرى من المتعة الحقيقية من شرب مشروبنا المفضل.

(لمزيد من المعلومات حول إنتاج الشاي وشرح لعمليات الأكسدة في أنواع مختلفة من الشاي، راجع قصة الشاي؛ دليل التاريخ الثقافي والشرب بقلم ماري لو هيس وروبرت جيه هيس، Ten Speed ​​​​Press أكتوبر 2007)

* ينبغي فهم عبارة "لا توجد أكسدة" على أنها "لا توجد أكسدة تقريبًا". هذه ملاحظة للمترجمين.

معلومات عامة عن زراعة الكائنات الحية الدقيقة

بشكل عام، التخمير هو المعالجة الكيميائية الحيوية للمواد الخام تحت تأثير الإنزيمات الموجودة في حد ذاتها وفي السابروتروفس (أوراق الشاي، أوراق التبغ)، وكذلك الناجمة عن الكائنات الحية الدقيقة. ومع ذلك، في حالتنا نحن نفكر حصريًا في التخمر الميكروبي (أو التخمر الميكروبي).

تستخدم أقدم تقنيات التكنولوجيا الحيوية الخلايا الحية أو المكونات الجزيئية لـ "معدات الإنتاج" الخاصة بها لإنتاج المنتجات المرغوبة. الخلايا الحية عادة ما تكون كائنات دقيقة وحيدة الخلية مثل الخميرة أو البكتيريا. من المكونات الجزيئية، غالبا ما تستخدم الإنزيمات المختلفة - البروتينات التي تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية.

التخمير- العملية التي يتم فيها تحويل المواد الخام إلى منتج باستخدام النشاط الكيميائي الحيوي للكائنات الحية الدقيقة أو الخلايا المعزولة.

مرادف تقريبايمكن اعتبار الكلمات "التخمير" مصطلحات مثل زراعة، زراعة الكائنات الحية الدقيقة، التخليق الحيويح (انظر)

ويجب التمييز بين التخمر الميكروبي التحفيز الحيوي(حيث يتم استخدام الإنزيم أو الكتلة الحيوية للكائنات الحية الدقيقة التي تم الحصول عليها مسبقًا كمحفزات للعملية الكيميائية الحيوية لتخليق منتج من المواد الخام والكواشف) ومن الإستقلاب(في هذه العملية يتم أيضًا استخدام المحفز الحيوي في شكل إنزيم أو كتلة حيوية من الكائنات الحية الدقيقة، ولكن المادة الأولية تختلف قليلاً في التركيب الكيميائي عن منتج التحول الحيوي).

لذلك، تم استخدام نوع من التخمير - التخمير الميكروبي - من قبل البشر دون علم منذ آلاف السنين لإنتاج البيرة والنبيذ وخبز الخميرة والأطعمة المعلبة - الخضروات المخللة والأسماك المملحة (المخمرة بالفعل) وما إلى ذلك. عندما تم اكتشاف دور الكائنات الحية الدقيقة في التخمير في منتصف القرن الثامن عشر وأدرك الناس أننا مدينون بوجود كل هذه المنتجات للعمليات الكيميائية الحيوية لنشاطهم الحيوي، توسع استخدام طرق التخمير بشكل كبير. حاليًا، نستخدم مجموعة واسعة إلى حد ما من قدرات الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية، التي تضمن إنتاج المنتجات التي نحتاجها، مثل المضادات الحيوية ووسائل منع الحمل والأحماض الأمينية والفيتامينات والمذيبات الصناعية والأصباغ والمبيدات الحشرية والمواد المضافة اللازمة للطهي.

يتم استخدام التخمير الميكروبي، بالاشتراك مع طريقة الحمض النووي المؤتلف، لإنتاج عدد كبير من المنتجات ذات الأصل البيولوجي: الأنسولين البشري؛ لقاحات التهاب الكبد B؛ إنزيم يستخدم لصنع الجبن. البلاستيك القابل للتحلل؛ الإنزيمات الموجودة في مساحيق الغسيل وأكثر من ذلك بكثير. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام أدوات التخمير لزراعة مزارع مجموعة واسعة من الخلايا الحيوانية والنباتية.

التخميرهي مجموعة من العمليات التي تؤدي إلى سائل الثقافة.

سائل الثقافة(مرق الثقافة) [لات. عبادة - زراعة ومعالجة] هو نظام معقد متعدد المكونات، تحتوي مرحلته المائية على الخلايا المنتجة ومنتجاتها الأيضية والمكونات غير المستهلكة من الوسط المغذي، وما إلى ذلك. في مرحلة عزل المنتج المستهدف، يجب أن يكون موقع توطينه تؤخذ بعين الاعتبار: خارج الخلية أو داخل الخلايا. وبعبارة أخرى، سائل الاستزراع هو وسط سائل يتم الحصول عليه عن طريق زراعة العديد من الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة في المختبر وتحتوي على العناصر الغذائية المتبقية والمنتجات الأيضية لهذه الخلايا.

نمو وتكاثر البكتيريا في وسط المغذيات السائلة

عند وصف عمليات التخمير، غالبًا ما نذكر "نمو" و"تكاثر" الكائنات الحية الدقيقة. لكن كثيرًا من الناس يخلطون بين معاني هذه الكلمات أو يعتبرونها خطأً أسماء مختلفة لنفس العملية. هذا خطأ. يُفهم نمو الخلية بدائية النواة على أنه زيادة منسقة في كمية جميع المكونات الكيميائية التي بنيت منها.

نمو البكتيرياهو نتيجة العديد من عمليات التخليق الحيوي المنسقة تحت رقابة تنظيمية صارمة، ويؤدي إلى زيادة كتلة الخلية (وبالتالي حجمها). لكن نمو الخلايا ليس غير محدود. بعد الوصول إلى حجم معين (حرج)، تخضع الخلية للانقسام، أي: يستنسخ.

تكاثر البكتيريايحددها وقت الجيل. هذه هي الفترة التي يحدث خلالها انقسام الخلايا. تعتمد مدة التكوّن على نوع البكتيريا، والعمر، وتكوين الوسط الغذائي، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك.

عملية زراعة الكائنات الحية الدقيقة- التخمير - يبدأ من لحظة إدخال مادة البذور المعدة مسبقًا إلى المفاعل. يتميز استنساخ ثقافة الكائنات الحية الدقيقة بأربع مراحل زمنية: مرحلة التأخر؛ متسارع؛ ثابت؛ انقراض.

رسم بياني 1. مراحل تكاثر الخلايا البكتيرية على وسط غذائي سائل

1)- مرحلة التأخر(مرحلة الراحة)؛ المدة - 3-4 ساعات، تتكيف البكتيريا مع الوسط الغذائي، ويبدأ نمو الخلايا النشط، ولكن لا يوجد تكاثر نشط بعد؛ في هذا الوقت تزداد كمية البروتين والحمض النووي الريبي (RNA). خلال مرحلة التأخر، يهدف استقلاب الخلية إلى تصنيع الإنزيمات للتكاثر في بيئة معينة. يمكن أن تختلف مدة مرحلة التأخر بالنسبة لنفس الثقافة والبيئة، لأنها تتأثر بالعديد من العوامل. على سبيل المثال، كم عدد الخلايا غير النامية الموجودة في البذرة.

2)- المرحلة الأسية- هذه فترة من التكاثر اللوغاريتمي، عندما يحدث انقسام الخلايا مع زيادة هائلة في حجم السكان؛ التكاثر ينتصر على الموت. هذه الفترة محدودة بالوقت بمقدار الوسط الغذائي. نفاد العناصر الغذائية أو تباطؤ نمو الخلايا بسبب إطلاق مستقلب سام.

أرز. 2. عملية انقسام الخلايا البكتيرية

3)- مرحلة ثابتة.يتوقف النمو ويبدأ ما يسمى بالمرحلة الثابتة. تصل البكتيريا إلى أقصى تركيز لها، أي. الحد الأقصى لعدد الأفراد القادرين على الحياة في السكان؛ عدد البكتيريا الميتة يساوي عدد البكتيريا المتكونة؛ ولا توجد زيادة أخرى في عدد الأفراد؛ يستمر التمثيل الغذائي وقد يبدأ إطلاق المستقلبات الثانوية. في كثير من الحالات، لا يكون الهدف هو الحصول على الكتلة الحيوية، بل المستقلبات الثانوية، حيث يمكن استخدامها للحصول على منتجات وأدوية قيمة. في هذه الحالات، يتم الاحتفاظ بالتخمر عمدا في المرحلة الثابتة.

4)- مرحلة الموت.إذا واصلت التخمر أكثر، فإن الخلايا سوف تفقد نشاطها تدريجيا، أي. يموت. هذه هي مرحلة التدمير المتسارع؛ تسود عمليات الموت على عملية التكاثر، حيث يتم استنفاد الركائز الغذائية في البيئة. تتراكم المنتجات السامة والمنتجات الأيضية. يمكن تجنب هذه المرحلة إذا كنت تستخدم طريقة زراعة التدفق: تتم إزالة المنتجات الأيضية باستمرار من الوسط الغذائي ويتم تجديد العناصر الغذائية.

حول مرحلة التخمير

مرحلة التخميرهي المرحلة الرئيسية في عملية التكنولوجيا الحيوية، حيث يحدث خلالها تفاعل المنتج مع الركيزة وتكوين المنتجات المستهدفة (الكتلة الحيوية والمنتجات الداخلية والخارجية). تتم هذه المرحلة في مفاعل كيميائي حيوي (مخمر) ويمكن تنظيمها بطرق مختلفة حسب خصائص المنتج المستخدم ومتطلبات نوع وجودة المنتج النهائي. يمكن أن يتم التخمير في ظل ظروف معقمة تمامًا ودون مراعاة قواعد العقم (ما يسمى بالتخمير "غير المحمي").

التخمير في وسائط الطور السائل والصلب

الزراعة في الوسائط السائلةيمكن تقسيمها إلى تخمير سطحي وعميق. يتدفق السطح في الترعة مع الوسط. يتم وضع الترعة في غرف جيدة التهوية. ونتيجة لهذه العملية، تتشكل الكتلة الحيوية على سطح الوسط على شكل فيلم أو طبقة صلبة.

يحدث التخمير العميق في كامل حجم الوسط السائل. يتم تنفيذ هذا النوع من التخمير بطرق دفعة ومستمرة.

تخمير الحالة الصلبة، في وسط صلب أو حبيبي أو فطيرة مع رطوبة تتراوح من 30 إلى 80٪، يتم تنفيذه بثلاث طرق (الشكل 3):

• أثناء العمليات السطحية، يتم وضع الركيزة على الصواني في طبقة رقيقة (3...7 مم)؛
• يتم إجراء عملية تخمير الطور الصلب العميق في أوعية مفتوحة عميقة، ولا يتم تحريك الركيزة؛
• يتم إجراء تخمير الحالة الصلبة عن طريق تحريك الركيزة في كتلة هوائية.

يمكن أن يحدث التخمير (الزراعة) في ظل الظروف الهوائية واللاهوائية:

زراعة الهوائيةيستخدم في الحالات التي تشارك فيها الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للهوائية في هذه العملية. يتم تهوية الخليط عن طريق إمداد الهواء أو الغازات الأخرى من خلال أنابيب إمداد الغاز والفوهات وما إلى ذلك.

العمليات اللاهوائيةتحدث في حاويات مغلقة أو عن طريق تطهير الوسط المزروع بالغازات الخاملة. إن تصميم جهاز التخمير للتخمر اللاهوائي أبسط من التخمير الهوائي.

تم تطوير تصميمات مختلفة للتخمير لكل نوع من عمليات التخمير (الشكل 2).

تصنيف عمليات التخمير

أرز. 3. تصنيف عمليات التخمير

بناء على المنتج المستهدفيمكن أن تكون عملية التخمير من الأنواع التالية:

1. التخمير، حيث يكون المنتج المستهدف هو الكتلة الحيوية للكائنات الحية الدقيقة نفسها؛ غالبًا ما يُشار إلى هذه العمليات بالتحديد بكلمات "زراعة" و "نمو" ؛
2. المنتج المستهدف ليس الكتلة الحيوية نفسها، ولكن المنتجات الأيضية - خارج الخلية أو داخل الخلايا؛ غالبًا ما تسمى هذه العمليات بعمليات التخليق الحيوي؛
3. تتمثل مهمة التخمير في الاستفادة من مكونات معينة من الوسط الأصلي؛ وتشمل هذه العمليات الأكسدة الحيوية، وتخمير الميثان، والتسميد الحيوي، والتحلل الحيوي.

غالبًا ما يُشار إلى وسيط البدء في عمليات التخمير أو مكونه الرئيسي باسم الركيزة .

وفقا الرئيسيةمرحلةالتي تتم فيها عملية التخمير تختلف:

1. سطحي (ميزة الحالة الصلبة) التخمير (الزراعة على أوساط الآجار، على الحبوب، إنتاج الجبن والنقانق، التسميد الحيوي، وما إلى ذلك)؛
2. عميق (ميزة الطور السائل) التخمير، حيث يتم تعليق الكتلة الحيوية للكائنات الحية الدقيقة في وسط غذائي سائل يتم من خلاله نفخ الهواء أو الغازات الأخرى إذا لزم الأمر؛

فيما يتعلق بالأكسجين -إنهم يميزون بين التخمر الهوائي واللاهوائي واللاهوائي الاختياري عن طريق القياس مع تصنيف الكائنات الحية الدقيقة نفسها.

بالنسبه للضوء- التخمير الخفيف (الضوئي) والداكن (الكيميائي).

حسب درجة الأمانمن البكتيريا الأجنبية - التخمير المعقم والعقيم المشروط وغير المعقم. في بعض الأحيان يسمى التخمير العقيم عقيمًا، وهذا غير صحيح: توجد كائنات دقيقة مستهدفة في الوسط، ولكن لا توجد كائنات حية غريبة.

بموجب الاتفاقية، يسمح التخمير المعقم بمستوى معين من دخول النباتات الدقيقة الأجنبية، والتي تكون قادرة على التعايش مع الشيء الرئيسي أو الذي لا يتجاوز محتواه حدًا معينًا.

وفقا لعدد أنواع الكائنات الحية الدقيقة -يتم التمييز بين التخمير القائم على الزراعة الأحادية (أو الثقافة النقية) والزراعة المختلطة، حيث يحدث التطور المشترك لرابطة ثقافتين أو أكثر.

عمليات التخمير حسب طريقة التنظيم:

• دورية؛
• مستمر؛
• تتصدر الحجمي.
• دوري مع تجديد الركيزة.

يمكن التعرف بسهولة على كل أنواع التخمير هذه (بطريقة تنظيمها) من خلال طريقة تحميل المواد الخام وتفريغ المنتج.

في عمليات دفعة يتم تحميل المواد الخام والبذور في الجهاز في نفس الوقت، ثم تتم العملية في الجهاز لفترة معينة، وبعد اكتمالها يتم تفريغ سائل التخمير الناتج من الجهاز.

في العمليات المستمرة يتم تحميل وتفريغ الوسط بشكل مستمر ومتزامن، ويكون معدل إمداد الوسط المغذي الطازج إلى الجهاز مساويًا لمعدل سحب سائل التخمير من الجهاز. ونتيجة لذلك، يظل حجم الوسط الموجود في الجهاز ثابتًا لفترة طويلة (الشكل 4.2)، نظريًا - إلى أجل غير مسمى، وعمليًا - حتى حدوث نوع من الخلل.

في عمليات ملء الحجم يستمر التخمير في الفترات الفاصلة بين تحميل وتفريغ الجهاز كعملية دورية، ولكن بعد مرور بعض الوقت، تحدده حالة العملية، يتم تفريغ جزء من وسط التخمير واستبداله بوسيط جديد.

في عملية دفعية مع تغذية الركيزة يتم تحميل جزء من الوسط في بداية التخمير، ويضاف الجزء الآخر بشكل مستمر مع تقدم العملية (الشكل 4.5). النهاية الطبيعية للعملية هي فيضان الجهاز، لذلك من الضروري التبديل إلى عملية دورية صارمة بأقصى حجم للوسيط وإكمالها بسرعة.

المفاعلات الحيوية (المخمرات)

أرز. 4. تصنيف المتخمرات

للزراعة العميقة للبكتيريافي الظروف الصناعية والمخبرية، يتم استخدام المفاعلات الحيوية أو التخمير. المخمر (المفاعل الحيوي) هو جهاز يخلط وسط الاستزراع أثناء عملية التخليق الميكروبيولوجي، وهو عبارة عن غلاية محكمة الإغلاق يُسكب فيها وسط مغذي سائل. تم تجهيز أجهزة التخمير بأجهزة أوتوماتيكية تسمح بالحفاظ على درجة حرارة ثابتة، ودرجة الحموضة المثالية وإمكانية الأكسدة والاختزال، وإمدادات جرعات من العناصر الغذائية الضرورية.

يتم استخدامه في صناعة التكنولوجيا الحيوية في إنتاج الأدوية الطبية والبيطرية واللقاحات ومنتجات الصناعات الغذائية (الإنزيمات والمضافات الغذائية وشراب الجلوكوز) وكذلك في التحويل الحيوي للنشا وإنتاج السكريات ومدمرات الزيوت.

هناك مفاعلات حيوية ميكانيكية وجسر جوي ودوامة غازية، بالإضافة إلى مفاعلات هوائية (مع إمداد الهواء أو مخاليط الغاز بالأكسجين)، ولاهوائية (بدون إمداد بالأكسجين) ومفاعلات مجتمعة - لاهوائية هوائية.

المخطط العام للإنتاج الميكروبيولوجي

أرز. 5. رسم تخطيطي لجهاز التخمير التقليدي

جهاز التخمير التقليدي عبارة عن أسطوانة مغلقة يتم فيها خلط الوسط والكائنات الحية الدقيقة ميكانيكيًا. يتم ضخ الهواء من خلاله، المشبع أحيانًا بالأكسجين. يتم التحكم في درجة الحرارة باستخدام الماء أو البخار الذي يمر عبر أنابيب المبادل الحراري. يجب أن يسمح لك تصميم جهاز التخمير بتنظيم ظروف النمو: درجة حرارة ثابتة، ودرجة الحموضة (الحموضة أو القلوية) وتركيز الأكسجين المذاب في الوسط.

1. تحضير الوسط الغذائي

يعمل الوسط الغذائي كمصدر للكربون العضوي - وهو لبنة البناء الرئيسية للحياة. تمتص الكائنات الحية الدقيقة مجموعة واسعة من المركبات العضوية - من الميثان (CH 4) والميثانول (CH 3 OH) وثاني أكسيد الكربون (CO 2) إلى البوليمرات الحيوية الطبيعية. بالإضافة إلى الكربون، تحتاج الخلايا إلى النيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى (K، Mg، Zn، Fe، Cu، Mo، Mn، إلخ). عنصر مهم في تحضير الوسائط المغذية هو تعقيممن أجل تدمير جميع الكائنات الحية الدقيقة الأجنبية. ويتم تنفيذها باستخدام الطرق الحرارية أو الإشعاعية أو الترشيح أو الكيميائية.

2. الحصول على سلالات نقية لإدخالها في جهاز التخمير.

قبل البدء في عملية التخمير، من الضروري الحصول على ثقافة نقية وعالية الإنتاجية. يتم تخزين ثقافة الكائنات الحية الدقيقة النقية بكميات صغيرة جدًا وفي ظل ظروف تضمن قدرتها على البقاء وإنتاجيتها (عادةً ما يتم تحقيق ذلك عن طريق التخزين في درجات حرارة منخفضة). من الضروري الحفاظ على نقاء الثقافة في جميع الأوقات، ومنع تلوثها بالكائنات الحية الدقيقة الأجنبية.

3. التخمير هو المرحلة الرئيسية في عملية التكنولوجيا الحيوية.

التخمير هو مجموعة العمليات الكاملة بدءًا من إدخال الميكروبات في بيئة معدة ومسخنة إلى درجة الحرارة المطلوبة وحتى الانتهاء التخليق الحيوي للمنتج المستهدفأو نمو الخلايا تتم العملية برمتها في تركيب خاص - جهاز تخمير.

في نهاية التخمير، يتم تشكيل خليط من الكائنات الحية الدقيقة العاملة، وهو حل للمكونات الغذائية غير المستهلكة ومنتجات التخليق الحيوي. يسمونها سائل الثقافةأو مرق.

4. عزل وتنقية المنتج النهائي.

عند الانتهاء من التخمير، يتم تنقية المنتج المطلوب من مكونات المرق الأخرى. ولهذا الغرض، يتم استخدام طرق تكنولوجية مختلفة: الترشيح، والفصل (ترسيب الجزيئات العالقة تحت تأثير قوة الطرد المركزي)، والترسيب الكيميائي، وما إلى ذلك.

5. الحصول على النماذج التجارية للمنتج.

المرحلة الأخيرة من دورة التكنولوجيا الحيوية هي الحصول على الأشكال التجارية للمنتج. وهي إما خليط أو منتج منقى (خاصة إذا كان مخصصًا للاستخدام الطبي).

في ملاحظة:

حقائق عن التكاثر البكتيري

في ظل ظروف مواتية، تتكاثر الكائنات الحية الدقيقة بسرعة كبيرة. ويعتقد أن البكتيريا تنقسم إلى نصفين كل 20-30 دقيقة. وفقًا لحسابات عالم النبات كوهن، مع التكاثر دون عوائق لمدة 5 أيام، فإن ذرية بكتيريا واحدة متوسطة الحجم (طولها 2 ميكرون وعرضها 1 ميكرون) ستشغل حجمًا مساوٍ لحجم جميع البحار والمحيطات. لكن تكاثر البكتيريا محدود بعدد من العوامل ولا يصل إلى هذه النسب الرائعة.

إن الحجم الصغير للغاية للبكتيريا وسرعة تكاثرها لهما أهمية كبيرة لفهم ظروف التفاعل بين الميكروبات والبيئة. يمكن لحجم الماء الذي يبلغ 0.001 مل أن يستوعب ما يصل إلى 10 9 بكتيريا. عند إضافة هذا العدد من البكتيريا إلى 1 مل من الماء، إذا تم توزيعها بالتساوي على كامل الحجم، فسيكون هناك 10 6 بكتيريا لكل 1 لتر من الماء أو 1000 بكتيريا لكل 1 مل من الماء. ولهذا السبب، على سبيل المثال، كمية ضئيلة (!) من المادة الملوثة بالبكتيريا المسببة للأمراض تكفي لانتشار الأمراض المعدية التي تنتقل عن طريق المياه.