Зміст
Вітаміни
Каротаноіди
Вітамін D
Рибофлавін, або вітамін В2
Аскорбінова кислота, чи вітамін С
Вітаміни
Вітаміни поставляються в організм з їжею або їх призначають у формі лікарських препаратів при певних патологічних процесах. З жиро-і водорозчинних вітамінів відомі біотехнологічні процеси виробництва вітамінів а і D, рибофлавіну, аскорбінової кислоти, ціанкобаламін (В12).
Каротаноіди - це изопреноидной з'єднання, що синтезуються багатьма пігментними мікроорганізмами з роду Aleuria, Blakeslea, Corynebacterium, Flexibacter, Fusarium, Halobacterium, Phycomyces, Pseudomonas, Rhodotorula, Sarcina, Sporobolomyces та ін Всього описано близько 500 каротиноїдів.
З однієї молекули-каротину при гідролізі утворюються дві молекули вітаміну A. Це має місце, наприклад, у кишечнику людини.
Каротиноїди локалізуються у вигляді складних ефірів і глікозидів в клітинній мембрані мікроорганізмів, або у вільному стані - в ліпідних гранулах в цитоплазмі. Каротиноід "ретиналь" у галофільних виду - Halobacterium halobium - з'єднаний з білком через залишок лізину (опсінопо-добние білок); він бере участь у синтезі АТФ завдяки генерації транс мембранного потенціалу. У цілому, основна функція каротиноїдів - захисна. Їх біосинтезу в клітинах сприяє світло.
Як продуцентів каротиноїдів можна використовувати бактерії, дріжджі, міцеліальні гриби. Більш часто застосовують зігоміцети Blakeslea trispora і Choanephora conjuncta. Спаровуються (+) і (-) штами цих видів при спільному культивуванні можуть утворити 3-4 г каротину на 1 л середовища.
Живильні середовища для виробництва вітамінів складні і включають джерела вуглецю, азоту, вітамінів, мікроелементів, спеціальних стимуляторів (гідрологіч, кукурудзяно-соєве борошно, рослинні масла, гас,-ионон або ізопреновий димери).
Спочатку штами вирощують окремо, а потім - спільно при 26 ° С та посиленою аерації з подальшим перенесенням в основний ферментатор. Тривалість ферментації - 6-7 днів. Каротиноїди витягають ацетоном (або іншим полярним розчинником), переводять в неполярний розчинник. У випадках вилучення білково-каротиноїдних комплексів, застосовують поверхнево-активні речовини в концентрації 1-2%. З метою очищення і більш тонкого розділення можна вдаватися до методів хроматографії або до зміни розчинників. Вітамін A з (3-каротину порівняно легко можна отримати при гідролізі.
У разі виготовлення каротинсодержащего біомаси для згодовування тваринам і птахам можливо її поєднане застосування з вітаміном А або без нього. У медичних цілях вітамін А виготовляють у капсулах для прийому через рот.
Вітамін D - це група споріднених сполук, в основі яких знаходиться ергостерин, який виявлений в клітинних мембранах еукаріот. Тому, наприклад, пекарські або пивні дріжджі застосовують для отримання зргостеріна, як провітаміну, володіє антирахітичним дією. Зміст ергостерину в дріжджових клітинах коливається в межах 0,2-11%.
При нестачі в організмі гормону 1,25-дигідроксихолекальциферолом, попередником якого є вітамін D2 у дітей розвивається рахіт (аналог рахіту у дорослих - остеомаляція).
Трансформація ергостерину в вітамін D2 (кальциферол) відбувається під впливом ультрафіолетового опромінення. При цьому розривається зв'язок в кільці (позиції 9,10) і утворюється подвійний зв'язок в бічній ланцюжку (позиції 22, 23). Ця остання гідровані у вітаміні D3 (холекальциферол). Фізіологічна активність обох вітамінів (D2 і D3) рівноцінна.
Крім дріжджів продуцентами ерогостеріна можуть бути міцеліальні гриби - аспергили і пеніцілли, в яких міститься 1,2-2,2% ергостерину. Помічено, що поліеновие антибіотики, що діють на клітинну мембрану дріжджів, помітно стимулюють їх вміст у біомасі.
Отримання ергостерину у виробничих умовах можна підрозділити на наступні етапи: розмноження вихідної культури і накопичення інокулюму, ферментація, сепарування клітин, опромінення клітин ультрафіолетовими променями, висушування та упаковка цільового продукту.
Так, стосовно до дріжджів, інокулюму отримують на середовищах, що забезпечують повноцінний розвиток клітин, після чого основну середу з ацетатом (активатором біосинтезу стеринів), збагачену джерелом вуглецю і містить знижена кількість азоту (високе значення C / N), засівають порівняно великим обсягом інокуляту. Культивування дріжджів (ферментацію) проводять при температурі, близькій до максимальної для конкретного штаму, і вираженої аерації (2% О2 в газовій фазі). Через 3-4 доби, залежно від ростових характеристик і биосинтетической активності культури, клітини сепарують і піддають вакуум-висушування. Потім сухі дріжджі опромінюють ультрафіолетовими променями - УФЛ (довжина хвилі 280-300 нм) протягом оптимального за тривалістю часу, при необхідній температурі і з урахуванням домішкових речовин. Ці контрольовані показники, встановлені дослідним шляхом, вказуються в регламентної документації. Опромінення дріжджів можна проводити до сепарування клітин в тонкому шарі 5% суспензії, з огляду на малу проникаючу здатність УФЛ.
Опромінені сухі дріжджі застосовують у тваринництві; в промисловості їх випускають під назвою "кормові гідролізний дріжджі, збагачені вітаміном D2". У такому препараті міститься не менше 46% сирого білка, незамінні амінокислоти (лізин, метіонін, триптофан) і 5000 ME вітаміну D2 / м.
У разі отримання кристалічного вітаміну D2 клітини продуцента гідролізують соляною кислотою при 110 ° С, потім температуру знижують до 75-78 ° С і додають етанол. Суміш фільтрують при 10-15 ° С, що залишилася після фільтрації масу промивають водою, висушують, подрібнюють, нагрівають до 78 ° С та двічі обробляють потрійним об'ємом етанолу. Спиртові екстракти об'єднують і упарюють до 70%-го змісту сухих речовин. Отриманий "ліпідний концентрат" обробляють розчином їдкого натру. Ергостерину кристалізується з неомиленнной фракції концентрату при 0 ° С. Його очищають повторною перекристалізацією. Кристали висушують, розчиняють в сірчаному ефірі, опромінюють УФЛ, ефір відганяють, розчин вітаміну D2 концентрують і кристалізують. "Кислотний фільтрат" зазвичай упарюють до 50%-го змісту сухих речовин і застосовують як концентрат вітамінів. Проводять також масляний концентрат вітаміну D2.
Рибофлавін, або вітамін В2 - міститься в клітинах різних мікроорганізмів, будучи коферментом у складі флавопро-теїн (насамперед - відповідних ферментів з класу оксидоредуктаз - ФМН, ФАД). Тому в якості продуцентів рибофлавіну (флавопротеїнів) можуть бути бактерії, дріжджі і нитчасті гриби. Проте найбільш привабливими є ті штами, які утворюють на рідких середовищах 0,5 г і більше рибофлавіну в 1 л середовища. До подібних організмам відносяться Ashbyii gossypii, Eremothecium ashbyii і Candida guilliermondii. Враховуючи мінливість активних продуцентів названих видів за здатністю синтезувати вітамін В2, необхідний систематичний відбір культур у процесі їх експлуатації на виробництві. Зазвичай активні продуценти перших двох видів формують яркооранжевие колонії на агаризованих середовищах. Методами генної інженерії вдалося отримати штам сінної палички, утворює близько 6 г рибофлавіну в 1 л середовища, що включає мелясу, білково-вітамінний концентрат і його гідролізат.
Високий вихід рибофлавіну у Е.ashbyii корелює з азотом пуринів та іншими азотистими джерелами, зміст яких має бути достатнім. В якості джерел вуглецю застосовують глюкозу або сахарозу, практикують використання дріжджового та кукурудзяної екстрактів, соєвої муки, масла (жиру). Рідкі поживні середовища для отримання інокулюму і для основної ферментації можуть дещо різнитися між собою. Наприклад, для отримання посівного матеріалу відома середовище, що містить сахарозу, пептони, кукурудзяний екстракт, калію дигідрофосфат, магнію сульфат, соняшникова олія, час вирощування продуцента на цьому середовищі - 2 доби при 27-30 ° С (в залежності від штаму). Ферментаційне середовище зазвичай включає кукурудзяну і соєву муку, сахарозу, кукурудзяний екстракт, калію дигідрофосфат, кальцію карбонат, натрію хлорид і ненасичений жир.
Зазвичай ферментацію проводять протягом 5 діб при рН 5,5 - 7,7. Після використання сахарози (приблизно через 30 годин) починає помітно накопичуватися вітамін В2, спочатку - у міцелії, а потім - в культуральній рідині. Всю біомасу можна піддати висушування і отриманий сухий продукт із залишковою вологістю 8%, що містить 1,5-2,5% рибофлавіну, 20% білка, тіамін, нікотинову кислоту, піридоксин, ціанокобаламін, мікроелементи та інші речовини, рекомендують для годівлі тварин.
У випадку високих вихідних показників по рибофлавіну, вітамін можна виділяти в індивідуальному стані і, поряд із синтетичним рибофлавіном, використовувати в медицині.
Для Candida guillierniondii важливо регулювати вміст заліза в поживному середовищі; оптимальні концентрації коливаються, в середньому, від 0,005 до 0,05 мкг / мл. При цьому певні штами дріжджів можуть утворювати за 5-7 днів до 0,5 г / л і більше вітаміну. Однак для цілей промислового виробництва рибофлавіну за краще використовувати більш продуктивні види і штами грибів - E.ashbyii і Ashbyii gossypii.
Аскорбінова кислота, або вітамін С - це протицинговий вітамін, наявний у всіх вищих рослин і тварин; толькг людина і мікроби не синтезують її, але людям вона невідкладно необхідна, а мікроби не потребують її. І, тим не менше, певні види оцтовокислих бактерій причетні до біосинтезу напівпродукту цієї кислоти - L-сорбозу. Таким чином, весь процес отримання аскорбінової кислоти є змішаним, тобто хіміко-ферментативним.
Біологічна стадія процесу каталізується мембранозв'язаних поліолдегідрогеназой, а остання (хімічна) включає послідовно наступні етапи: конденсація сорбозу з діаді-тоном і отримання діацетон - L-сорбозу, окислення діацетон - L-сорбозу до діацетон-2-кето Ь--гулоновой кислоти, піддається потім гідролізу з отриманням 2-кето-1,-гулоновой кислоти; останню піддають енолізаціі з подальшою трас формацією в L-аскорбінову кислоту.
Ферментацію G.oxydans проводять на середовищах, що містять сорбіт (20%), кукурудзяний або дріжджовий екстракт, при інтенсивній аерації (8-10 г О2/л/ч). Вихід L-сорбозу може досягти 98% за одну-дві доби. При досягненні культурою log-фази можна додатково внести в середу сорбіт, доводячи його концентрацію до 25%. Також встановлено, що G.oxydans може окислювати і більш високі концентрації поліспірта (30-50%), створювані на останніх стадіях процесу. Це відбувається завдяки поліолде-гидрогеназой, що міститься в клітинній біомасі. Ферментацію бактерій проводять у періодичному або безперервному режимі. Принципово доведена можливість одержання L-сорбозу з сорбіту з допомогою іммобілізованих клітин в ПААГ.
Ціанкобаламін, або вітамін В12 - отримують тільки мікробіологічним синтезом. Його продуцентами є прокаріоти і, перш за все, пропіонова бактерії, які і в природних умовах утворюють цей вітамін. Мутанти Propionibacterium shermanii M-82 і Pseudomonas denitrificans M-2436 продукують на рідкому середовищі до 58-59 мг / л ціанкобаламін.
Враховуючи важливу функцію вітаміну в організмі людини (він є протианемічний фактором), його світове виробництво досягло 10 т на рік, з яких 6,5 т витрачають на медичні потреби, а 3,5 т - у тваринництві.
Вітчизняне виробництво ціанкобаламін базується на використанні культури P.freudenreichii var. shermanii, яка культивується у періодичному режимі без доступу кисню. Ферментаційне середовище зазвичай містить глюкозу, кукурудзяний екстракт, солі амонію і кобальту, рН близько 7,0 підтримують додаванням NH4OH; тривалість ферментації 6 діб; через 3 доби в середу додають 5,6-діметілбензімідазол - попередник вітаміну Б12 і продовжують ферментацію ще 3 доби. Ціанкобаламін накопичується в клітинах бактерій, тому операції з виділення вітаміну полягають у наступному: сепарування клітин, екстрагування водою при рН 4,5-5,0 і температурі 85-90 ° С, у присутності стабілізатора (0,25% розчин натрію нітриту), Екстракція протікає протягом години, після чого водний розчин охолоджують, нейтралізують розчином їдкого натру, додають коагулянти білка - хлорид заліза тривалентного і алюмінію сульфат з наступним фільтруванням. Фільтрат упарюють і додатково очищають, використовуючи методи іонного обміну та хроматографії, після чого проводять кристалізацію вітаміну при 3-4 ° С з в одноацетонового розчину.
Кристалічний ціанкобаламін можна отримувати за допомогою резорцину або фенолу, що утворюють з ним аддукти, які порівняно легко розкладаються на складові компоненти.
При реалізації даного біотехнологічного процесу не забувати про високу світлочутливості вітаміну В12, тому всі операції необхідно проводити в затемнених умовах (або при червоному світлі). На ацетонобутилове і спиртової бардів з додаванням солей кобальту та метанолу в нашій країні отримують кормової препарат КМБ 12 - концентрат, що містить вітамін В12 та інші ростові речовини.
Їстівні водорості
Народи Тихоокеанського узбережжя з давніх пір вживають в їжу морські та океанські водорості. Жителі Гавайських островів з 115 видів водоростей, що мешкають в місцевих океанських просторах, використовують у харчуванні 60 видів. У Китаї також високо цінують їстівні водорості. Особливо цінуються синьо-зелені водорості Nostoc pruniforme, за зовнішнім виглядом нагадують сливу і за смаковими якостями зараховані до китайських ласощів. У кулінарних довідниках Японії зустрічається більше 300 рецептур, до складу яких входять водорості. На Далекому Сході вельми інтенсивно використовують водорості в харчових цілях і плантації не встигають відновлюватися природним шляхом. У зв'язку з цим все частіше водорості культивують штучно, в підводних садах. Вирощування аквакультур - процвітаюча галузь біотехнології. Водорості використовують також у вигляді сировини для промисловості.
Останнім часом увага фахівців, що займаються питаннями харчування, привертає синьо-зелені водорості спіруліна (Spirulina platensis і Spirulina maxima), що росте в Африці (оз. Чад} і в Мексиці (оз. Тескоко). Для місцевих жителів спіруліна є одним з основних продуктів харчування, оскільки містить багато білка, вітаміни А, С, D і особливо багато вітамінів групи В. Біомаса спіруліни прирівнюється до кращих стандартів харчового білка, встановленим ФАО. Спи-Руліна можна успішно культивувати у відкритих ставках або у замкнутих системах з поліетиленових труб і отримувати високі врожаї (приблизно 20 г біомаси в перерахунку на СВ з 1 м3 на добу).
Література
Дані з інтернету (http://zhurnal.lib.ru).
Вітаміни
Каротаноіди
Вітамін D
Рибофлавін, або вітамін В2
Аскорбінова кислота, чи вітамін С
Вітаміни
Вітаміни поставляються в організм з їжею або їх призначають у формі лікарських препаратів при певних патологічних процесах. З жиро-і водорозчинних вітамінів відомі біотехнологічні процеси виробництва вітамінів а і D, рибофлавіну, аскорбінової кислоти, ціанкобаламін (В12).
Каротаноіди - це изопреноидной з'єднання, що синтезуються багатьма пігментними мікроорганізмами з роду Aleuria, Blakeslea, Corynebacterium, Flexibacter, Fusarium, Halobacterium, Phycomyces, Pseudomonas, Rhodotorula, Sarcina, Sporobolomyces та ін Всього описано близько 500 каротиноїдів.
З однієї молекули-каротину при гідролізі утворюються дві молекули вітаміну A. Це має місце, наприклад, у кишечнику людини.
Каротиноїди локалізуються у вигляді складних ефірів і глікозидів в клітинній мембрані мікроорганізмів, або у вільному стані - в ліпідних гранулах в цитоплазмі. Каротиноід "ретиналь" у галофільних виду - Halobacterium halobium - з'єднаний з білком через залишок лізину (опсінопо-добние білок); він бере участь у синтезі АТФ завдяки генерації транс мембранного потенціалу. У цілому, основна функція каротиноїдів - захисна. Їх біосинтезу в клітинах сприяє світло.
Як продуцентів каротиноїдів можна використовувати бактерії, дріжджі, міцеліальні гриби. Більш часто застосовують зігоміцети Blakeslea trispora і Choanephora conjuncta. Спаровуються (+) і (-) штами цих видів при спільному культивуванні можуть утворити 3-4 г каротину на 1 л середовища.
Живильні середовища для виробництва вітамінів складні і включають джерела вуглецю, азоту, вітамінів, мікроелементів, спеціальних стимуляторів (гідрологіч, кукурудзяно-соєве борошно, рослинні масла, гас,-ионон або ізопреновий димери).
Спочатку штами вирощують окремо, а потім - спільно при 26 ° С та посиленою аерації з подальшим перенесенням в основний ферментатор. Тривалість ферментації - 6-7 днів. Каротиноїди витягають ацетоном (або іншим полярним розчинником), переводять в неполярний розчинник. У випадках вилучення білково-каротиноїдних комплексів, застосовують поверхнево-активні речовини в концентрації 1-2%. З метою очищення і більш тонкого розділення можна вдаватися до методів хроматографії або до зміни розчинників. Вітамін A з (3-каротину порівняно легко можна отримати при гідролізі.
У разі виготовлення каротинсодержащего біомаси для згодовування тваринам і птахам можливо її поєднане застосування з вітаміном А або без нього. У медичних цілях вітамін А виготовляють у капсулах для прийому через рот.
Вітамін D - це група споріднених сполук, в основі яких знаходиться ергостерин, який виявлений в клітинних мембранах еукаріот. Тому, наприклад, пекарські або пивні дріжджі застосовують для отримання зргостеріна, як провітаміну, володіє антирахітичним дією. Зміст ергостерину в дріжджових клітинах коливається в межах 0,2-11%.
При нестачі в організмі гормону 1,25-дигідроксихолекальциферолом, попередником якого є вітамін D2 у дітей розвивається рахіт (аналог рахіту у дорослих - остеомаляція).
Трансформація ергостерину в вітамін D2 (кальциферол) відбувається під впливом ультрафіолетового опромінення. При цьому розривається зв'язок в кільці (позиції 9,10) і утворюється подвійний зв'язок в бічній ланцюжку (позиції 22, 23). Ця остання гідровані у вітаміні D3 (холекальциферол). Фізіологічна активність обох вітамінів (D2 і D3) рівноцінна.
Крім дріжджів продуцентами ерогостеріна можуть бути міцеліальні гриби - аспергили і пеніцілли, в яких міститься 1,2-2,2% ергостерину. Помічено, що поліеновие антибіотики, що діють на клітинну мембрану дріжджів, помітно стимулюють їх вміст у біомасі.
Отримання ергостерину у виробничих умовах можна підрозділити на наступні етапи: розмноження вихідної культури і накопичення інокулюму, ферментація, сепарування клітин, опромінення клітин ультрафіолетовими променями, висушування та упаковка цільового продукту.
Так, стосовно до дріжджів, інокулюму отримують на середовищах, що забезпечують повноцінний розвиток клітин, після чого основну середу з ацетатом (активатором біосинтезу стеринів), збагачену джерелом вуглецю і містить знижена кількість азоту (високе значення C / N), засівають порівняно великим обсягом інокуляту. Культивування дріжджів (ферментацію) проводять при температурі, близькій до максимальної для конкретного штаму, і вираженої аерації (2% О2 в газовій фазі). Через 3-4 доби, залежно від ростових характеристик і биосинтетической активності культури, клітини сепарують і піддають вакуум-висушування. Потім сухі дріжджі опромінюють ультрафіолетовими променями - УФЛ (довжина хвилі 280-300 нм) протягом оптимального за тривалістю часу, при необхідній температурі і з урахуванням домішкових речовин. Ці контрольовані показники, встановлені дослідним шляхом, вказуються в регламентної документації. Опромінення дріжджів можна проводити до сепарування клітин в тонкому шарі 5% суспензії, з огляду на малу проникаючу здатність УФЛ.
Опромінені сухі дріжджі застосовують у тваринництві; в промисловості їх випускають під назвою "кормові гідролізний дріжджі, збагачені вітаміном D2". У такому препараті міститься не менше 46% сирого білка, незамінні амінокислоти (лізин, метіонін, триптофан) і 5000 ME вітаміну D2 / м.
У разі отримання кристалічного вітаміну D2 клітини продуцента гідролізують соляною кислотою при 110 ° С, потім температуру знижують до 75-78 ° С і додають етанол. Суміш фільтрують при 10-15 ° С, що залишилася після фільтрації масу промивають водою, висушують, подрібнюють, нагрівають до 78 ° С та двічі обробляють потрійним об'ємом етанолу. Спиртові екстракти об'єднують і упарюють до 70%-го змісту сухих речовин. Отриманий "ліпідний концентрат" обробляють розчином їдкого натру. Ергостерину кристалізується з неомиленнной фракції концентрату при 0 ° С. Його очищають повторною перекристалізацією. Кристали висушують, розчиняють в сірчаному ефірі, опромінюють УФЛ, ефір відганяють, розчин вітаміну D2 концентрують і кристалізують. "Кислотний фільтрат" зазвичай упарюють до 50%-го змісту сухих речовин і застосовують як концентрат вітамінів. Проводять також масляний концентрат вітаміну D2.
Рибофлавін, або вітамін В2 - міститься в клітинах різних мікроорганізмів, будучи коферментом у складі флавопро-теїн (насамперед - відповідних ферментів з класу оксидоредуктаз - ФМН, ФАД). Тому в якості продуцентів рибофлавіну (флавопротеїнів) можуть бути бактерії, дріжджі і нитчасті гриби. Проте найбільш привабливими є ті штами, які утворюють на рідких середовищах 0,5 г і більше рибофлавіну в 1 л середовища. До подібних організмам відносяться Ashbyii gossypii, Eremothecium ashbyii і Candida guilliermondii. Враховуючи мінливість активних продуцентів названих видів за здатністю синтезувати вітамін В2, необхідний систематичний відбір культур у процесі їх експлуатації на виробництві. Зазвичай активні продуценти перших двох видів формують яркооранжевие колонії на агаризованих середовищах. Методами генної інженерії вдалося отримати штам сінної палички, утворює близько 6 г рибофлавіну в 1 л середовища, що включає мелясу, білково-вітамінний концентрат і його гідролізат.
Високий вихід рибофлавіну у Е.ashbyii корелює з азотом пуринів та іншими азотистими джерелами, зміст яких має бути достатнім. В якості джерел вуглецю застосовують глюкозу або сахарозу, практикують використання дріжджового та кукурудзяної екстрактів, соєвої муки, масла (жиру). Рідкі поживні середовища для отримання інокулюму і для основної ферментації можуть дещо різнитися між собою. Наприклад, для отримання посівного матеріалу відома середовище, що містить сахарозу, пептони, кукурудзяний екстракт, калію дигідрофосфат, магнію сульфат, соняшникова олія, час вирощування продуцента на цьому середовищі - 2 доби при 27-30 ° С (в залежності від штаму). Ферментаційне середовище зазвичай включає кукурудзяну і соєву муку, сахарозу, кукурудзяний екстракт, калію дигідрофосфат, кальцію карбонат, натрію хлорид і ненасичений жир.
Зазвичай ферментацію проводять протягом 5 діб при рН 5,5 - 7,7. Після використання сахарози (приблизно через 30 годин) починає помітно накопичуватися вітамін В2, спочатку - у міцелії, а потім - в культуральній рідині. Всю біомасу можна піддати висушування і отриманий сухий продукт із залишковою вологістю 8%, що містить 1,5-2,5% рибофлавіну, 20% білка, тіамін, нікотинову кислоту, піридоксин, ціанокобаламін, мікроелементи та інші речовини, рекомендують для годівлі тварин.
У випадку високих вихідних показників по рибофлавіну, вітамін можна виділяти в індивідуальному стані і, поряд із синтетичним рибофлавіном, використовувати в медицині.
Для Candida guillierniondii важливо регулювати вміст заліза в поживному середовищі; оптимальні концентрації коливаються, в середньому, від 0,005 до 0,05 мкг / мл. При цьому певні штами дріжджів можуть утворювати за 5-7 днів до 0,5 г / л і більше вітаміну. Однак для цілей промислового виробництва рибофлавіну за краще використовувати більш продуктивні види і штами грибів - E.ashbyii і Ashbyii gossypii.
Аскорбінова кислота, або вітамін С - це протицинговий вітамін, наявний у всіх вищих рослин і тварин; толькг людина і мікроби не синтезують її, але людям вона невідкладно необхідна, а мікроби не потребують її. І, тим не менше, певні види оцтовокислих бактерій причетні до біосинтезу напівпродукту цієї кислоти - L-сорбозу. Таким чином, весь процес отримання аскорбінової кислоти є змішаним, тобто хіміко-ферментативним.
Біологічна стадія процесу каталізується мембранозв'язаних поліолдегідрогеназой, а остання (хімічна) включає послідовно наступні етапи: конденсація сорбозу з діаді-тоном і отримання діацетон - L-сорбозу, окислення діацетон - L-сорбозу до діацетон-2-кето Ь--гулоновой кислоти, піддається потім гідролізу з отриманням 2-кето-1,-гулоновой кислоти; останню піддають енолізаціі з подальшою трас формацією в L-аскорбінову кислоту.
Ферментацію G.oxydans проводять на середовищах, що містять сорбіт (20%), кукурудзяний або дріжджовий екстракт, при інтенсивній аерації (8-10 г О2/л/ч). Вихід L-сорбозу може досягти 98% за одну-дві доби. При досягненні культурою log-фази можна додатково внести в середу сорбіт, доводячи його концентрацію до 25%. Також встановлено, що G.oxydans може окислювати і більш високі концентрації поліспірта (30-50%), створювані на останніх стадіях процесу. Це відбувається завдяки поліолде-гидрогеназой, що міститься в клітинній біомасі. Ферментацію бактерій проводять у періодичному або безперервному режимі. Принципово доведена можливість одержання L-сорбозу з сорбіту з допомогою іммобілізованих клітин в ПААГ.
Ціанкобаламін, або вітамін В12 - отримують тільки мікробіологічним синтезом. Його продуцентами є прокаріоти і, перш за все, пропіонова бактерії, які і в природних умовах утворюють цей вітамін. Мутанти Propionibacterium shermanii M-82 і Pseudomonas denitrificans M-2436 продукують на рідкому середовищі до 58-59 мг / л ціанкобаламін.
Враховуючи важливу функцію вітаміну в організмі людини (він є протианемічний фактором), його світове виробництво досягло 10 т на рік, з яких 6,5 т витрачають на медичні потреби, а 3,5 т - у тваринництві.
Вітчизняне виробництво ціанкобаламін базується на використанні культури P.freudenreichii var. shermanii, яка культивується у періодичному режимі без доступу кисню. Ферментаційне середовище зазвичай містить глюкозу, кукурудзяний екстракт, солі амонію і кобальту, рН близько 7,0 підтримують додаванням NH4OH; тривалість ферментації 6 діб; через 3 доби в середу додають 5,6-діметілбензімідазол - попередник вітаміну Б12 і продовжують ферментацію ще 3 доби. Ціанкобаламін накопичується в клітинах бактерій, тому операції з виділення вітаміну полягають у наступному: сепарування клітин, екстрагування водою при рН 4,5-5,0 і температурі 85-90 ° С, у присутності стабілізатора (0,25% розчин натрію нітриту), Екстракція протікає протягом години, після чого водний розчин охолоджують, нейтралізують розчином їдкого натру, додають коагулянти білка - хлорид заліза тривалентного і алюмінію сульфат з наступним фільтруванням. Фільтрат упарюють і додатково очищають, використовуючи методи іонного обміну та хроматографії, після чого проводять кристалізацію вітаміну при 3-4 ° С з в одноацетонового розчину.
Кристалічний ціанкобаламін можна отримувати за допомогою резорцину або фенолу, що утворюють з ним аддукти, які порівняно легко розкладаються на складові компоненти.
При реалізації даного біотехнологічного процесу не забувати про високу світлочутливості вітаміну В12, тому всі операції необхідно проводити в затемнених умовах (або при червоному світлі). На ацетонобутилове і спиртової бардів з додаванням солей кобальту та метанолу в нашій країні отримують кормової препарат КМБ 12 - концентрат, що містить вітамін В12 та інші ростові речовини.
Їстівні водорості
Народи Тихоокеанського узбережжя з давніх пір вживають в їжу морські та океанські водорості. Жителі Гавайських островів з 115 видів водоростей, що мешкають в місцевих океанських просторах, використовують у харчуванні 60 видів. У Китаї також високо цінують їстівні водорості. Особливо цінуються синьо-зелені водорості Nostoc pruniforme, за зовнішнім виглядом нагадують сливу і за смаковими якостями зараховані до китайських ласощів. У кулінарних довідниках Японії зустрічається більше 300 рецептур, до складу яких входять водорості. На Далекому Сході вельми інтенсивно використовують водорості в харчових цілях і плантації не встигають відновлюватися природним шляхом. У зв'язку з цим все частіше водорості культивують штучно, в підводних садах. Вирощування аквакультур - процвітаюча галузь біотехнології. Водорості використовують також у вигляді сировини для промисловості.
Останнім часом увага фахівців, що займаються питаннями харчування, привертає синьо-зелені водорості спіруліна (Spirulina platensis і Spirulina maxima), що росте в Африці (оз. Чад} і в Мексиці (оз. Тескоко). Для місцевих жителів спіруліна є одним з основних продуктів харчування, оскільки містить багато білка, вітаміни А, С, D і особливо багато вітамінів групи В. Біомаса спіруліни прирівнюється до кращих стандартів харчового білка, встановленим ФАО. Спи-Руліна можна успішно культивувати у відкритих ставках або у замкнутих системах з поліетиленових труб і отримувати високі врожаї (приблизно 20 г біомаси в перерахунку на СВ з 1 м3 на добу).
Література
Дані з інтернету (http://zhurnal.lib.ru).