Высшее образование
Потребность ряда сельскохозяйственных животных в незаменимых аминокислотах ( % к сырому протеину)
жүктеу/скачать 5 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- относится
Помимо применения в качестве пищевых добавок, приправ и усилителей вкуса аминокислоты используют как сырье в химической, парфюмерной и фармацевтической промышленности и при производстве ряда других веществ: глицин — подсластитель, антиоксидант, бактериостатик; аспарагиновая кислота — усилитель вкуса, сырье для синтеза асгтартама; глутаминовая кислота — усилитель вкуса, препарат для лечения психических заболеваний; гистидин — противовоспалительное средство; метионин — пищевая и кормовая добавки; цистеин — фармацевтический препарат; треонин и триптофан — пищевые и кормовые добавки; фенилаланин — сырье для получения аспартама; лизин — пищевая и кормовая добавки, сырье для получения искусственных волокон и пленок. В промышленных масштабах белковые аминокислоты получают: гидролизом природного белоксодержащего сырья; химическим синтезом; микробиологическим синтезом; биотрансформацией предшественников аминокислот с помощью микроорганизмов или выделенных из них ферментов (химико-микробиологический метод). При гидролизе белоксодержащее сырье (отходы пищевой и молочной промышленности) нагревают с растворами кислот или щелочей при температуре 100 —105 °С в течение 20—48 ч. Чаще всего используют 20 %-й раствор соляной кислоты, обеспечивающий глубокий гидролиз белка. Кроме того, для ускорения реакции гидролиза белков используют иммобилизованные протеолитические ферменты и ионообменные смолы. В ходе кислотного гидролиза белков происходят рацемизация и разрушение некоторых составляющих их аминокислот. При кислотном гидролизе полностью разрушается триптофан и достаточно значительны потери цистеина, метиони- на и тирозина (10—30%). Лучшим способом уменьшения потерь аминокислот при гидролизе является проведение его в вакууме или в атмосфере инертного газа, а также соблюдение высокого соотношения количества кислоты, взятой для гидролиза, и массы белка (200:1). Рациональное использование сырья при гидролизе, характерное для многих других биотехнологических производств, обеспечивает создание безотходных технологий и способствует оздоровлению окружающей среды. Ранее методом гидролиза получали аминокислоты исключительно для фармацевтических и научных целей. В последнее время сфера использования белковых гидролиза- тов существенно расширилась. Их применяют в медицине, животноводстве, пищевой и микробиологической промышленности. Существенный недостаток методов химического синтеза аминокислот состоит в получении целевых препаратов в виде рацемической смеси D- и L-стереоизомерных форм. Подавляющее большинство природных аминокислот относится к L-ряду. D-a-ами- нокислоты обнаружены лишь в составе гликопротеинов клеточных стенок бактерий, антибиотиков и некоторых токсинов. Проницаемость L-аминокислот в клетке в 500 раз превышает таковук: ее антипода. Стереоспецифичны также транспорт и метаболиз\ аминокислот. Исключением в этом отношении является лишь метионин, метаболизм которого нестереоизбирателен, благодаря чемл данная аминокислота получается преимущественно путем химического синтеза. Разделение рацематов других аминокислот — дорогая и чрезвычайно трудоемкая процедура. Наиболее перспективен и экономически выгоден микробиологический синтез аминокислот. Более 60 % всех производимых в нь стоящее время промышленностью высокоочищенных препаратов белковых аминокислот получают именно этим способом, главно- преимущество которого в сравнении с методами химического сиг- теза состоит в возможности получения L-аминокислот на основ возобновляемого сырья. В последние годы при производстве аминокислот все шире используют биотрансформацию предшественников аминокислот, особенно с помощью иммобилизованных ферментов или клеток микроорганизмов, предварительно получаемых химическим путем. Промышленное производство аминокислот стало возможным после открытия способности у некоторых микроорганизмов выделять в культуральную среду значительные количества какой-либо одной аминокислоты (С. Киносита, 1955). При этом было подмечено, что большинство из нескольких тысяч проанализированных диких штаммов микроорганизмов продуцировали аминокислоты во внешнюю среду, но в очень незначительных количествах. Не зафиксировано никакой связи между таксономическим положением микроорганизма и способностью к продуцированию той или иной аминокислоты. Так, среди возможных продуцентов глутами- новой кислоты отмечены организмы, из которых 30 % — дрожжи, 30% — стрептомицеты, 20% — бактерии и 10% — микроскопические грибы. И лишь один из обследованных штаммов микроорганизмов — Corynebacterium glutamicum был способен к сверхсинтезу глутамата. Этот штамм использовали при организации первого в мире крупномасштабного производства глутаминовой кислоты микробиологическим методом в Токио (1956). В России изыскания в области промышленного синтеза аминокислот были начаты в 50-х годах прошлого столетия по инициативе акад. А. А. Александрова. Перспективные штаммы продуцентов постоянно улучшают посредством селекции мутантов с измененной генетической программой и регуляторными свойствами. Распространенные объекты селекции продуцентов — микроорганизмы, относящиеся к родам Brevibacterium, Micrococcus, Corynebacterium, Arthrobacter (табл. 3.4).
жүктеу/скачать 5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|