Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)

121 
Нижним лигандом атома кобальта в молекуле витамина В
12
являет-
ся специфическое азотистое основание – 5,6-диметилбензимидазол (5,6-
ДМБ), которое в природе встречается только в этом соединении. Непо-
средственным предшественником 5,6-ДМБ является рибофлавин. Нали-
чие 5,6-ДМБ определяет биологическую активность корриноидов. Мик-
роорганизмы могут синтезировать производные витамина, содержащие 
в качестве нижнего лиганда другие заместители: 5-оксибензимидазол 
(производное имеет название фактор III), 5-метоксибензимидазол (фак-
тор IIIm), метиладенин (фактор А), аденин (псевдовитамин В
12
). Нижний 
лиганд может отсутствовать (фактор В). Биологической активностью об-
ладают лишь формы, содержащие в качестве нижнего лиганда 5,6-ДМБ. 
В меньшей степени биологически активны фактор III и фактор IIIm. 
Псевдовитамин В
12
и фактор А активностью не обладают. 
Промышленным способом получения витамина В
12
является мик-
робиологический синтез (химический синтез осуществлен, но отлича-
ется большой сложностью). В природе корриноиды обнаруживают 
в растениях, развивающихся в симбиозе с азотфиксирующими бакте-
риями. Происхождение этих корриноидов окончательно не установ-
лено. Организм животных и человека не способен к самостоятельному 
синтезу витамина В
12
. Не образуют корриноиды дрожжи и мицели-
альные грибы. Способность к биосинтезу корриноидов широко рас-
пространена среди прокариот. 
Путь биосинтеза витамина В
12
известен. Общим интермедиатом на 
начальном этапе биосинтеза корриноидов является аминолевулиновая 
кислота, которая образуется у большинства микроорганизмов в резуль-
тате конденсации глицина и янтарной кислоты в виде сукцинил-КоА. 
Препараты витамина В
12
широко применяются в медицине (ле-
чение лучевой болезни, злокачественного малокровия, болезни Бот-
кина, дистрофии, язвы желудка и т. д.), а также для обогащения кор-
мов (улучшают усвоение белка и повышают прирост массы живот-
ных на 10–15%). 
Мировое производство витамина В
12
составляет около 10 т в год, 
из которых 6,5 т направлено на медицинские цели. В промышленном 
производстве в качестве продуцентов витамина В
12
используют про-
пионовокислые бактерии (Propionibacterium shermanii), актиномице-
ты (Nocardia rugosa), термофильные (реже мезофильные) метаноген-
ные бактерии. 
Кормовой препарат витамина В
12
для нужд животноводства полу-
чают термофильным метановым сбраживанием жидких отходов мик-
робиологического производства органических растворителей – ацето-

122 
но-бутиловой и спиртовой барды, содержащей сухих веществ 2,2–
2,6% и 6,0–8,0% соответственно. В состав сухих веществ барды вхо-
дят белки, аминокислоты, углеводы, летучие жирные кислоты, вита-
мины, неорганические соединения. 
Для метанового брожения применяют декантат ацетоно-бутиловой 
барды (рис. 12.1). Осадок взвешенных веществ, содержащий мертвые 
клетки продуцентов ацетона и бутанола, используют в качестве кормо-
вой добавки. Декантированную барду охлаждают от 100 до 55–57°С 
(температура метанового сбраживания). Выход корриноидов значи-
тельно увеличивается при добавлении к барде метанола (5 кг/м
3
) и хло-
рида кобальта (5 г/м
3
). Непрерывное сбраживание барды осуществляют 
в железобетонных метантенках объемом 2000–4000 м
3
по одно- или 
двухступенчатому режиму. При термофильном метановом брожении 
в анаэробных условиях развивается биоценоз бактерий, осуществляю-
щих сложный взаимосвязанный процесс расщепления органических 
веществ до СО
2
и СН
4
. Можно выделить четыре основные группы бак-
терий: гидролизующие (расщепляют биополимеры), углеводсбражива-
ющие, сульфатвосстанавливающие и метанобразующие. 
В первой фазе процесса развиваются бактерии-аммонификаторы 
(разлагают белки, пептиды, аминокислоты до жирных кислот и амми-
ака) и бродильщики. В результате образования аммиака и нейтрализа-
ции жирных кислот рН ферментационной среды повышается до 7,0–
7,5. Наступает вторая фаза брожения, в которой интенсивно развива-
ются сульфатвосстанавливающие и метанобразующие бактерии.
В производственных условиях метановое брожение целесообраз-
но осуществлять в двух последовательно соединенных метантенках 
(по двухступенчатому режиму), что приводит к специализации бакте-
рий, развивающихся в аппаратах первой и второй ступеней, в соответ-
ствии с фазами брожения и к сокращению продолжительности про-
цесса с 3,0–3,5 сут. (сбраживание в одну ступень) до 2,5–3,0 сут. (две 
ступени сбраживания). Процесс метанового брожения протекает 
устойчиво и не нуждается в условиях асептики.
В сброженном растворе накапливается 4–5 г/м
3
корриноидов, из 
которых в среднем 50% приходится на истинный витамин В
12
, 30% – 
на фактор III. Установлено, что группа метанобразующих бактерий 
синтезирует около 75% витамина В
12
от общего количества. 
Видовая принадлежность анаэробных бактерий, продуцирующих 
витамин В
12
, окончательно не установлена. Подтверждена продукция 
корриноидов метанобразующими бактериями Methanosarcina barkeri, 

жүктеу/скачать 1,87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: