Предисловие

Пищевая биотехнология — бурно развивающаяся наука, прочно вошедшая в область научных изысканий, — посвящена формированию теоретических представлений и основ для практики при разработке новых форм и источников пищи, изучению функционально-технологических свойств пищевых систем и их биологического действия в организме человека.

Данное образовательное направление тесно связано с освоением знаний и умений биологических, химических и физических наук, биотехнологических процессов производства пищевых продуктов. Однако традиционные разделы соответствующих фундаментальных наук необходимо адаптировать для изучения и обоснования этих процессов. Гораздо более пригодны здесь научные области на стыке наук и представленные в дисциплинах: физическая и коллоидная химия, биохимия, биофизика, молекулярная биология, микробиология и др. В этом случае раскрываются глубинные явления и закономерности для формирования новых знаний о живых системах. При этом формируются широчайшие возможности создания новых способов и технологий переработки сырья и продуктов, адаптированных к различным физиологическим группам населения, включая персонализированные.

Очевидно, что классические знания о функционировании живых систем почти не касаются широкого круга явлений, происходящих с теми же объектами при воздействии на них разрушающих и изменяющих физических, химических или микробиологических факторов, которые имеют место при переработке пищевого сырья, выделении пищевых компонентов, отдельных молекул, придании им новых свойств путем модификации. Полного понимания таких процессов невозможно достичь без изучения поведения клеточных систем, фрагментов клетки, а также биополимеров в различных условиях, без исследования взаимодействия составляющих элементов клеток, таких как белки, жиры, углеводы, являющихся основой пищи.

Но именно эти объекты составляют предмет пищевой биотехнологии, именно на этой основе строится современная технология пищевых продуктов, в том числе функционального и специализированного назначения, биокорректирующего и общеукрепляющего действия.

Данный курс в значительной степени пересекается с положениями биофизики и призван дать знания в области свойств пищевых систем в условиях воздействий различного характера, имеющих место в пищевой технологии. Предпринята попытка сочетать знания некоторых разделов физики, биофизики с описанием примеров их применения к исследованию объектов пищевой биотехнологии, которое, как правило, связано с инструментальными методами современной науки.

В курсе уделено особое внимание гидратации пищевых биополимеров, адсорбции как основе электрофлотации, мембранной электрофлотации на примере молочной сыворотки, некоторым технологическим преимуществам применения сыворотки после обработки электрофлотацией. Данные подходы позволяют расширить ассортимент традиционных продуктов питания, создать принципиально новые ассортиментные линейки, направленные на поддержание и профилактику здоровья человека.

Читатель, осваивающий физику на примерах, связанных с профессиональной деятельностью, в процессе изучения материала глубже понимает физические явления в пищевых системах, что значительно облегчает изучение последующих тем. Напротив, если он открывает только интересующий раздел, касающийся биотехнологии, и ищет по ходу прочтения необходимую информацию, то полученные знания приобретают форму поверхностных и, безусловно, не дадут целостного и полного восприятия материала.

Очевидно, что, не зная всех нюансов работы измерительного прибора, устройства, сложного оборудования, нельзя с уверенностью интерпретировать результаты экспериментального исследования. В то же время поведение образцов биологического происхождения под действием измерительного сигнала также может быть сложным, порой непредсказуемым. Физические методы и экспериментальное оборудование, которые используются для исследования объектов пищевой биотехнологии, с приведением конкретных примеров на объектах пищевого сырья и продуктов описаны в книге Л. В. Антиповой, С. А. Титова, Н. П. Оботуровой «Физические методы пищевой биотехнологии: базовые принципы и применение» (Воронеж : ВГУИТ, 2017).

В результате изучения курса студенты должны: знать

• — формы связи влаги с пищевыми биополимерами;
• — особенности гидратации твердых тел;
• — особенности и механизмы электрофлотации;
• — способы применения сыворотки, прошешей электрофлотаци-онную обработку;

уметь

— определять характеристики адсорбции белков;

• — рассчитывать параметры гидратации пищевых биополимеров;
• — проводить анализ влияния пищевых добавок на физико-химические и органолептические показатели продуктов;

владеть

• — методами определения и контроля активности воды;
• — методами электрофлотационной обработки растворов.

Авторы курса уверены в полезности изложенной информации при подготовке кадров по различным направлениям, связанным с пищевой биотехнологией.

Авторы: Антипова Людмила, Антипов Сергей, Титов Сергей