Биотехнологические процессы основаны на законах биохимии и биофизики. Такие процессы возникают при определенных условиях, обеспечивающих необходимые соотношения между энергией активации и энергией теплового движения молекул или их отдельных звеньев, вызывающей разрыв связей, существующих между отдельными звеньями молекул и их переориентацию. В зависимости от видов воздействий биотехнологические процессы можно разделить на биохимические и микробиологические.
Биохимические процессы основаны на использовании биологических катализаторов (ферментов), в присутствии которых возникают биохимические превращения биологических материалов (коагуляция белков, гидролиз углеводов и др.). Ферменты вводят в биологические материалы при помощи гидромеханических процессов, или они могут быть естественными компонентами биологического сырья.
Микробиологические процессы основаны на необратимых биокаталитических превращениях биологических материалов за счет ферментов, вырабатываемых микроорганизмами. Жизнедеятельность микроорганизмов протекает в средах, содержащих питательные вещества.
Ферментация – процесс, основанный на использовании биологических катализаторов (ферментов) и предназначенный для изменения состава компонентов и свойств биологических материалов. Ферменты представляют собой высокомолекулярные вещества биологического происхождения (белки), катализирующие биохимические процессы.
Ферменты играют важную роль в регуляции клеточного обмена веществ. Регуляция ферментативной активности осуществляется под действием температуры, рН среды, концентрации субстрата, специфических активаторов или ингибиторов. Особую роль в регуляции обменных процессов играют регуляторные ферменты, к которым относятся: аллостерические ферменты, активность которых измеряется с помощью нековалентно связываемых аллостерических модуляторов; ферменты, изменяющие свою активность путем ковалентной химической модификации.
Солодоращение – процесс искусственного проращивания зерна с целью накопления в нем максимального количества активных ферментов и растворения части крахмала и других веществ.
К процессам ферментации пищевых сред приложимы общие принципы химической кинетики. Однако у этих реакций имеется отличительная особенность, оказывающая существенное влияние на кинетические закономерности действия ферментов – образование комплекса фермент-субстрат. Скорость ферментативной реакции зависит от химической природы субстрата и условий взаимодействия с ним фермента (температуры, рН, сопутствующих веществ), от концентрации фермента и субстрата.
