1 дәріс. Кіріспе. Техникалық микробиология пәні, мақсаты және дамуы
В12 витаминін алу. Продуценттері. Практикалық қолдану
жүктеу/скачать 244,8 Kb.
|
лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- Каротиноидтардың биосинтезі. Микроорганизмдермен каротиноидтардың пайда болу шарттары.
| В12 витаминін алу. Продуценттері. Практикалық қолдану. В12 витаминінің активті продуценті болып Pseudomonas бактерия туысы жатады. Термофильді бацилл Bacillus circulans негізінде, 18 сағат аралығында 65–75°С температурада залалсыздалмаған жағдайда тиімді технология өңделген. 2.0 – ден 6.0 мг/л. витаминнің шығымы құрайды. Бактерияларды балық және соя ұны, ет және жүгері экстракті негізінде дайындаған бай ортада өсіріледі.
Медицина үшін В12 – нің өнімі 12 т/г құрайды; 0,95% NaCl негізіндегі CN-B12 залалсыздалған ерітіндісін және фолие қышқылының қоспасын немесе басқа витамин қосылған түйме дағы шығарылады. Мал шаруашылығына қажет В12 витаминнің термофильді метаногенді бактерияның аралас ассоциациясы негізінде алу. Ассоциация 4- культурадан тұрады, органикалық субстрат СО2 және СН4 көмірсу ашытушы, аммонифицирлеуші, сульфат тотықтырушы және метан түзуші бактерияға дейін бір бірімен байланысты ыдыратады. Субстрат ретінде декантирленген ацетонбутил 2,0–2,5 % құрғақ затты құрайтын қолданылады. Ашу 55–57°С залалсызданбаған культурада екі фазада жүреді: бірінші май қышқылы және метан пайда болады, екінші – метан, көмірқышқылы және В12 витамині пайда болады. Процестің ұзақтығы бір аппаратта 2,5–3,5 тәулікті құрайды, тізбектелген екеуі – 2–2,5 тәулікті құрайды. Ашытпада витамин концентрациясы 850 мкг/л жетеді. Параллель әжептеуір мөлшерде, 20 м3/м3 дейін газ пайда болады (65 % метан және 30 % көмір қышқылы). Ашытпада әлсіз сілтілі реакция жүреді. Витаминді тұрақтандыру үшін оны тұз қышқылымен немесе фосфор қышқылымен қышқылдайды, сосын буландырғыш аппаратта құрғақ заттың құрамын 20 % дейін қоюландырады және желдеткіш кептіргіште кептіреді. Құрғақ препаратта В12 витамині – 100 мкг/г дейін жетеді. В2 витамині (рибофлавин) өзінің атын рибоза қантынан алады, витамин молекуласының құрамына кіретін D-рибит көп атымды спирт. Табиғатта кең таралған өсімдікпен, ашытқымен, саңырауқұлақпен,бактериямен біраз мөлшерде синтезделеді. Жануарлар бұл витаминді синтездемейтінді комбикорм құрамынан алады. Организмнің рибофлавиннің тапшылығы ақуыздың алмасу процесін бұзады, өсуін баяулатады. Рибофлавин препараты медицинада бірқатар ауруларға емдік ретінде қолданылады, ал жануарлардың организміне қоспа ретінде қолданылады. Рибофлавинді және екі оның коферментті формаларын – ФАД и ФМН микроорганизмдер синтездейді. Витамин продуценті болып (Brevibacterium ammoniagenes, Micrococcus glutamaticus) бактериясы, (Candida guilliermondii, C. flaveri) ашытқысы, (Ashbya gossypii, Eremothecium ashbyii) микроскоптық және (Aspergillus niger) зең саңырауқұлағы саналады. Эргостерин – (эргост-5,7,22-триен-3-ол) – D2 витаминнің өндірісі бастапқы өнімі және ашытқының азықтық препараты, D2 витаминімен байытылған. Витамин (эргокальциферол) эргострин ультракүлгін сәулесімен шағылыстырудан кейін пайда болады, олар біраз мөлшерде балдырларды, ашытқыны, зең саңырауқұлағын синтездейді. Эргостериннің активтілігі жоғары продуценті – Saccharomyces, Rhodotoryla, Candida саналады. Өндірістік масштабта эргостеринді ашытқыны және мицелиалы саңырауқұлақты азот тапшы қанты мол ортада өсіреді, жоғарғы температурада және аэрациялау жағдайында жақсысымен культивирлеп алады. Эргостериннің қарқындылығы жоғарылауы, ашытқының Candida туысынан көмірсутегі бар ортада пайда болады. D2 витаминінің кристалл препаратын (Penicillium, Aspergillus) зең саңырауқұлағын культивирлеумен алады. Азықтық препарат алу үшін суспензияны немесе (Candida) құрғақ ашытқыны ультракүлгін сәулесімен шағылыстырады. Микробиологиялық өндірістің негізгі мақсатының бірі ауылшаруашылығын жарамды азықтық ақуызбен қамтамасыз ету болып саналады Азықтық ақуыз өнімін алуға арналған шикізаттың тауарлы аты: өсімдік шикізатының гидролизатында және азықтық ақуыз немесе гапринде алады; мұнай парафинінде – азықтық ақуыз және ақуыз – витаминді концентрат алады. Каротиноидтардың биосинтезі. Микроорганизмдермен каротиноидтардың пайда болу шарттары. Продуценттер және каротиноидтерді өнеркәсіптік алу. Каротиноидтар - майда еритін, сары жэне қызыл сары түсті пигменттер. Олар хлоропласттарда орналасады. Олар хромопласттарда да кездеседі, мысалы, сәбізде. Каротиноидтардың аты сәбіздің латынша Daucus carota L атынан шыққан. Хлорофилл болғандықтан каротиноидтар жапырақта көрінбейді. Бірақ күзде хлорофилл бұзылғанда каротиноидтар жапырақтарға сары түс береді. Каротиноидтар барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде кездеседі. Вильентгер 1920-1930 ж. каротиноидтардың элементарлық құрамын анықтаған. Каротиноидтарға 3 топ қосындылар жатады: 1) сары қызыл, қызыл пигменттер - каротиндер (С40Н56); 2) сары ксантофилдер - олардың құрамында оттегінің молекуласы баР С40Н56О2’ С40Н56О4; 3) каротиноид цышцылдары - С20Н24О4 - кроцетин, құрамында 2 карбоксилдік тобы болады. Каротиноидтар - изопреннің туындысы, олардың кұрылысы алифатикалық (ашық тізбекті), моно-. бициклді болады. Бұл пигменттердің химиялық құрылымының негізі - изопреноидтар (СН2=С(СН3)—СН=СН2), көбінесе олар көміртектің 40 атомынан тұрады. Химиялық құрамына байланысты каротиноидтар екі топқа бөлінеді. 1. Оттексіз каротиноидтар 2. Оттекті каротиноидтар немесе ксантофилдер. Каротиноидтар гүлдерге және жемістерге түс береді. Каротиноидтарды синтездейтін қызыл ашытқы ғылыми зерттеулерге үлкен қызығушылық тудырады. Олардың ішінде ең көп зерттелген және пигменттерді алу үшін жиі қолданылады (β-каротин, торулен және торулародин) — Родоторула тектес ашытқы, ал Астаксантиннің ең жақсы өндірушісі (күшті антиоксидант) - Xanthophyllomyces ашытқысы. Сонымен қатар, Каротиноидтарды алу үшін перспективалы микробиологиялық синтезге Rhodosporidium ұрпағының ашытқысы қолданылады. Каротиноидтарға сипаттама. Каротиноидтар-табиғи майда еритін пигменттердің ең көп таралған және кең таралған тобы. Каротиноидтар жоғары өсімдіктерді, балдырларды, сонымен қатар бактериялар мен мицелиалды саңырауқұлақтарды синтездейді. Каротиноидтар адам мен жануарлардың денесінде (сүтқоректілер, теңіз және тұщы су омыртқасыздары, құстар мен жәндіктер) де кездеседі, бірақ пигменттер тек тамақпен бірге келеді және таптырмайтын, өйткені деново ағзасы синтезделмейді. Каротиноидтардың ассимиляциясы аш ішекте жүреді, онда пигменттер тотығуы немесе метаболизденуі мүмкін Каротиноидтардың биосинтезі. Өнеркәсіптік масштабта ашытқы саңырауқұлақтарын қолдана отырып, микробиологиялық жолмен каротиноидтарды алу үшін жоғары өнімді ашытқы штамдарын іздеуге баса назар аударылады. Сонымен қатар, сіз ашытқының каротиноидты биосинтезі қалай жүретінін білуіңіз керек. Бұл пигменттердің биосинтез процесін автоматтандыруға, сондай-ақ олардың өнімдерін арттыруға мүмкіндік береді. Ашытқы саңырауқұлақтарындағы каротиноидтардың биосинтезі кеш логарифмдік фазада басталып, стационарлық фазада жалғасады және үш негізгі кезеңнен тұрады: 1. Каротиноидтардың синтезі ацетил КоА-ны 3-гидрокси-3-метилглютарилкоға айналдырудан басталады. Бұл реакцияның катализаторы-HMG-CoA-синтаза. Содан кейін, HMG-CoA белгілі бір редуктаза әсерінен мевалон қышқылына айналады (терпен қосылыстары биосинтезінің алғашқы прекурсоры). Мевалон қышқылы фосфомевалонаткиназа фосфорланады және изопентил-5-пирофосфат (IPP) түзе отырып, мевалонат-5-пирофосфат карбоксилаза декарбоксилденеді. 2. IPP изомерленеді. Пренилтрансфераза ферментінің әсерінен DMAPP құрамында 20 көміртегі атомы бар геранилгеранилпирофосфатқа айналады. Екі молекуласының конденсациясы фитоинсинтазамен катализденеді және фитоен түзілуімен бірге жүреді (құрамында 40 көміртегі бар). Одан әрі фитоен-десатураза әсерінің нәтижесінде нейроспорин түзіледі. Нейроспоринді ликопен немесе β-зеакаротинге айналдыруға болады. Соңғысы жасушада немесе болуына байланысты пайда болуы мүмкін ингибиторлар (мысалы, дифениламин) немесе қоршаған ортаның стресс факторлары есебінен. 3. Ликопен циклизациясы немесе β-зеакаротиннің дегидрациясы нәтижесінде γ-каротин түзіледі. Өз кезегінде β — каротин-γ — каротиннің циклизациясы нәтижесінде пайда болады. Әр түрлі реакцияларға ұшыраған басқа каротиноидтар ликопиннен түзіледі: астаксантин, торулен, торулародин және т.б. Β-каротин, лютеин, астаксантин, сондай-ақ торулен және торулародин сияқты каротиноидтар оларды кеңінен қолдану және айқын антиоксидті қасиеттердің болуына байланысты үлкен өнеркәсіптік маңызға ие. Сондықтан экономикалық тұрғыдан алғанда, осы каротиноидтардың биологиялық өнімдерін кең көлемде өнеркәсіптік өндіру ең қолайлы болып табыладымен, қызметтерімен ерекшеленеді. жүктеу/скачать 244,8 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|