Микроорганизмдерде эргостерин мөлшері

СӨЖ

Тақырыбы: «Дәрумендер түзуде микроорганизмдердің рөлі»

Орындаған:

Тексерген:

Алматы 2020 ж.

Мазмұны

2. Витаминдер4-5

2. 1. Витаминдерді алу технологиясы5

2. 2. Витамин В12 (цианокобаламин) 6-8

2. 3. Витамин В2 (рибофлавин) 8-9

2. 4. Витамин А (ретинол) 9-10

2. 5. Витамин D (кальциферол) . . . . . . 10-11

3. Қорытынды . . . 12

4. Пайдаланылған әдебиеттер . . . 13

1. Кіріспе

Биологиялық активті заттардың биотехнологиялық синтезі тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдердің өнімі, өсімдіктердің және жануарлардың жасушасының ұлпасының культурасы соңғы кездері жоғарғы мәңге ие және жоғарғы жылдымдықпен қарқынды дамуда.

Биотехнология тірі организмдерді және биологиялық жүйе мен процестерді адам баласының мақсатына сай өндірісте қолдануды түсіндіреді.

Биотехнологияның жетістіктері, ең алдымен оның іргелі ғылымдармен тығыз байланысының арқасында пайда болды, осының нәтижесінде биотехнологияның жаңа салалары мен әдістері - генетикалық, жасушалық және ақуыздық инженерия, энзимология инженериясының көмегімен жануарлар мен өсімдіктердің және бактериялардың жасушасының культурасын көбейту, жасушаларын біріктіру әдісі кеңінен қанат жаюда.

Қазіргі кезде өндірістік биотехнология мен химиялық технологияның бір-бірімен күрделі жүйелігін және бәсеке таластығын бейнелейді. Көрнектілігі жоғарылау биологиялық активті заттарды алудың қазіргі заманғы биотехнологиялық әдісі болып саналады.

2. Витаминдер

Витаминдер - бұл төмеңгі молекулалы органикалық қосылыстар, клеткада өте аз мөлшерде болады және биологиялық активтікке ие.

Кофактор ретінде ферменттердің активті орталықтар кұрамына кіру негізінде витаминдердің биологиялық активтігі камтамасыз етіледі. Сондықтан, витаминдердің жеткіліксіздігі - ферменттердің биокатализдігін бәсендетеді, алмасу процестеріне, организмнің өсіп жетілуіне эсер етеді.

"Витамин" терминін катализдық қабілетке ие заттарды белгілеу үшін алғаш рет Функ ұсынды.

Витаминдердің әріппен жіктелуі белгілі: В1 - тиамин, В2 - рибофлавин, В3 - пантотен кңшқылы, В5 - никотин кышқылы, В6 - пиридоксин, В9 - фолий қышқылы, В12 - кобаламин, Н - биотин, С - аскорбин қышқылы, А - ретинол, Д - кальциферол, Е - токоферол, К - нафтохинон.

Витаминдерді суда еритіндер және майда еритіндер топтарға бөледі. Витаминдер биохимиялық реакциялардың коферменттері. А, Д және Е витаминдер клетканың генетикалық аппаратын реттеуге де қатысады.

Табиғатта витаминдердің биосинтезін өсімдіктер және микроорганизмдер атқарады. Өсімдік тағамдарын өндегенде витаминдер жойылып кетуі мүмкін. Мысалы жоғары сортты ұң алынғанда витаминнің 80-90% жойылады.

Витаминдер классификациясы

Ересек организмнің мұқтаждығы витамин түріне байланысты тәулігіне бірнеше мкг-нан ондаған мг дейін. Суда еритін витаминдер организмде сақталмайды (В12 басқалары), сондықтан олар организмге күнделікті түсуі міндетті. Майда еритін витаминдер тіндерде жиналады (ақуыздар синтезінің индукторлары, клетка мембранасының құрылымдық компоненттері, антиоксидантты қасиет көрсетеді) .

A, Е, К витаминдері және бета-каротин жоғары температураға төзімді, бірақ күнге, ауа оттегіне сезімтал.

2. 1. Витаминдерді алу технологиясы

1930-40 жылдары витаминді препарат ретінде клетка кұрамында эргостерині бар нан ашытқыларын қолданған. Ашытқы биомассасын ультракүлгін сәулесімен өндеп эргостериннен Д-эргокальциферол алынған. Витамин С-ні сіркеқышқыл бактериялар сорбозаға дейін сорбитті трансформациялау жолымен алады.

Витаминді алуының келесі технологиялары бар:

• Өсімдіктер және жануарлардың шикізатынан витаминді препараттарды экстракциялауы (В12 - ІҚМ шикі бауыры, каротин - сәбізден) ;
• Химиялық синтез - витаминдер өндірісінің негізгі жолы;
• Микробиологиялық синтезбен малдың жеміне қосылатын витамин концентраттары (В2, В12) алынады;
• Химиялық және микробиологиялық синтездерді үйлестіру (С және В, витаминдері) ;

Витаминдерді емдік препарат ретінде тағайындайды:

B, - антиневроздық, В2 - өсіру витамині, В6 - антидерматиттік, В12 - анемияға қарсы, С - иммунитетті күшейту, А - , Д - рахитке қарсы, Е - антиоксидантты, К - антигеморрагиялық; ауылшаруашылық жануарлардың, құстардың өсуін жоғарылату және тағамды тепе-тендестіру үшін жемдік концентрат (В2, В12), тағамдық қоспа (Д), консервант (С) ретінде пайдаланылады.

2. 2. Витамин В12 (цианокобаламин)

Витаминді алғаш рет 1948 жылы ашылды, үшвалентті кобальт, аминды және цианды топтардан кұралған биологиялык активті косылыстар. Витамин В12 құрылысында корринфті сақина, нуклеотидті ядро және аминопропанолды көпіршік табылған.

Витамин В12 көмірсуды және липидтер алмасуын реттеуге, аминкышқылдар, пурин және пиримидин негіздер синтезіне катысады; эритроциттер жетілуіне, жілік майында гемоглобиннің бастапқы затын түзуге В12 маңызы зор.

Витамин В12 табиғи көзі тек микробалдырлар болып келеді; оның синтезі өте күрделі метаболизм жолымен өтеді:

Биопродуцент ретінде бірклеткалы микроорганизмдерді, актиномицеттерді, метантүзуші, фотосинтездеуші бактерияларды алады, оның ішінде пропионкышкылды бактериялардың 10 түрі бола алады (Propionibacterium shermanii, P. freundenreichii және басқалары), Pseudomonas denitrificans, Micromonospora purpurae, Nocardia rugosa, Eubacterium limosum. Propionibacterium ari селекцияланған штамы клеткадан витамин В12 шығара алады, ал жоғарыда аталған өндірушілер витаминді клетка ішіне сақтайды.

В12 кристалдық формасын алу технологиясы. Периодтық тереңдік ферментация тәсілімен өндіруші P. shermanii анаэробты жағдайда жүгері экстракті, глюкоза, кобальт тұздары мен аммоний сульфаты бар субстратта 3 тәулік бойы дакылдандырады. Инкубациясы аяқталғанда дақылы бар қоректік ортаға 5, 6-диметилбензимидазол (5, 6-ДМБ) косады. Витаминнің концентрациясы 250 мкг/г жеткенге дейін тағы 72 сағат бастапқы зат қатысуымен ферментация жалғаса бермек. Клеткада жиналып калган В12 85°С температурада pH 4, 5-5, 0 сепарация және сумен экстракциялау жолымен бөліп алады, экстрагенттен ақуыздарды тұнбалайды, ал сұйықтығын ионалмасу колонкалардан өткізеді. Колонкаларға адсорбцияланған В12 ацетонмен элюацияланады, әрі қарай витаминді кристалдайды да витаминнің дәрілік формасын тағайындайды.

Витамин В12 өндірісінде қоректік концентрат ретінде метандық ашыту аткаратын термофильді микроорганизмдер консорциумы колданады. Олардың ішінде целлюлозаны ыдырататын, көмірсуларды ашытатын, аммонифицирлейтін, сульфитті тотықсыздататын және метанды түзетін бактериялар бар. \

Бірінші 10-12 тәулік бойы көмірсуларды ыдырататын және аммонифицирлейтін бактериялар өсіп көбейеді, олар органикалық кышқылдарды майлы кышқылдар мен аммиакты түрлендіреді (pH 5, 0-7, 0) .

глицин

+

сукцинил КоА аминолевулин қышқылы (АЛК)

АЛК-синтетаза

порфобилиноген уропорфироген (УПГ) кобинамид

порфобилиногеназа

кобаламин (В12)

5, 6 ДМБ

Витамин В12 алудың үлгісі.

Ферментацияның екінші сатысында ортаны сілтілейді (pH 8, 5), біртіндеп метан түзуші бактериялар биомассасы көбейіп, майлы қышқылдарды және аммиакты метан мен көміртегі диоксидіне дейін ыдыратады. Метан түзуші микроорганизмдер анаэробты жағдайда витамин В12 негізгі өндірушісі болып келеді. Субстратты ортаны кобальт тұздары, төменгі майлы қышқылдар мен төменгі спирттер қосуымен оңтайлайды. Оқтын-оқтын дақылдық сұйықтықтың бөлігін вакуумда сусыздандырады, аэрозольмен кептіреді, толтырғыштармен араластырады, концентраттың ылғалдылығы 10-15% тен.

Витамин В12 алудың микробиологиялық үрдістерінің сипаттамасы

2. 3. Витамин В2, (рибофлавин)

Витамин В2 клетканың тыныс алуына, ақуыздар және липидтер синтезіне, жүйке жүйесі жағдайын, бауыр қызметін реттеуге қатысатын ферменттер құрамына кіреді; оның жетіспеушілігінде организмнің өсуі бәсендейді, ақуыздар алмасуы бұзылады. Витамин флавинмононуклеотид (ФМН) және (ФАД) тотығу-тотықсыздану ферменттерінің активті топтары құрамына кіреді.

Рибофлавинді жоғарғы қатардағы өсімдіктер, ашытқылар, мицеллалы саңырауқұлақтар мен бактериялар түзеді. Сәбіздің 1 тоннасынан 1 г витамин В2 алынады, бауырдың 1 тоннасынан - 6 г, ал Eremothecium ashbyii немесе Ashbya gossipii өндірістік штамдарын өсіргенде - қореқтік ортаның 1 тоннасынан витаминнің 25 кг жиналады. Сонымен қатар, өндіруші ретінде B. subtilis және Asp. niger мутантты штамдары пайдаланылады.

В2 суда жақсы ериді, төмеңгі pH төзімді, бірақ нейтральды және сілтілі орталарда және ультракүлгін сәулесі әсеріне тұрақты емес. В2 витаминнің алуының технологиялық процесі аэробты ферментация, термолиз және концентрлеу, кептіру мен грануллаға айналдыруынан тұрады.

Ферментациясы стерилді жағдайда, тұрақты аэрация жасауымен 28-30°С температурада 60-100 м² көлемді ферменттерде жүреді.

Субстрат ретінде сояның, балықтың және жүгері ұны, меласса, сүттің сарысуы, казеин, техникалық май, кальций карбонаты, бірауыспалы фосфат калийі. Өсіру стимуляторы ретінде биотин, тиамин, инозит қосады.

Ферментацияның ұзақтығы 60-80 сағат, мицелийдің лизиске ұшырағанға дейін, саңырауқұлақтың спора түзуіне дейін рибофлаиннің концентрациясы 1200 мг/л барады.

Ферментация аяқталғанда дақылдық сұйықтықты мицелиймен бірге вакуум-кептіруші аппаратқа салады. 80°С температурада клетка құрылымдардың термолизисі жүреді және сусыздануы мен концентрленуі байқалады. Әрі қарай сироп тәрізді массаны аэрозольмен кептіреді, ылғалдығы 8%-тен болу керек. Кептірілген массадан грануллалар дайындалады, оларды толықтырады (1 г концентратқа 15 мг В2 келеді) жемдік қоспа ретінде қолданады. Медицинада қолданатын витамин В2 әрі қарай тазартылады және кристалдайды. Витамин В2 тағы химиялық синтезбен алады.

2. 4. Витамин А (ретинол)

Ретинол - бұл циклды қанықпаған біратомды спирт. Ішекте және бауырда провитаминнен (альфа, бета және гамма - каротиндер) пайда болады, каротиндиоксигеназа ферменті әсерінен ретинолдың альдегидті формасы - ретинальға (альфа және гамма каротиндер 1 молекула түзуімен ыдырайды, ал бета-каротин - ретинальдің 2 молекуласы) айналады. Әрі қарай фермент алкогольдегидрогеназа ретинальді ретинолға ауыстырады.

Каротиноидтер - пигменттер, олар көп мөлшерде жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде, балдырларда, кейбір микроорганизмдер клеткаларында кездеседі; жануар текті организмдер оны синтездемейді.

Бета-каротин көп мөлшерде сәбізде, асқабақ, бүрген, жонышқа салатта, қара қарақат, қарамық, қарлыған, өрік, шабдалы және т. б. кездеседі.

Микроорганизмдер арасында бета-каротинді фототрофтар, актиномицеттер, зең саңырауқүлақтары, ашытқылар түзеді. Негізгі өндірушілер - Вlakeslea trispora (+) және (-) штамдары.

Мысалы, 1 г сәбізде - 60 мкг бета каротині бар; В. trispora дақылдандырғанда 1г биомассада провитаминнің 3-8 мың мкг түзіледі.

Ретинолдың өнеркәсіптік өндірісі микробиологиялық және химиялық синтезбен өтеді.

Микробиологиялық синтезі B. trispora колдануына негізделген, субстрат ретінде бидай немесе күріш ұны, өсімдік майы (мақта, жүгері немесе күнбағыс) . Бета-каротин синтезі стимуляторлары - В-ионон немесе цитрустық меласса және тиамин. Күн сәулесі осы пигменттің шығуын күшейтеді.

B. trispora (+) және (-) штамдары бөлек қоректік орталарға егіледі, ферментация алдында оларды биореакторда араластырады. (+) және (-) штамдардың қатынасы 1/15 тен, яғни еркек формасы (-) 15-еселік шектен тыс көп болуы. Әр түрлі жынысты аналық (+) және аталық (-) мицеллийлері біріккенде зигота пайда болады, ол жеке штамдарға қарағанда 5-17 есе жоғары бета-каротинді түзеді. Ферментация аэрация мен тұрақты араластыруымен жүреді. Бета-каротиннің жинақталуы дамуының екінші фазасында, мицеллийлер өсуі тоқтаған жайда болады. Дақылдық ортада бета-каротинге активті ауысуынан майлардың концентрациясы төмендейді. Бета-каротиннің деңгейі - 2000 мг/л жетеді.

Ферментация аяғында биомассаны сепаратордан өткізеді, аэрозольді кептіру жүргізеді, қалдық ылғалы 7% дейін болады. Қолдану мақсатына байланысты келесі технологияларды ажыратады:

- кептіргеннен кейін ұнтақты толықтырғышпен араластырады және грануллалайды, жем концентраты ретінде қолданады;

- маймен экстракциялайды, концентрациялайды, этанолмен шаяды, каротинді майдан алады (күнбағыс немесе басқасы), онда провитаминнің деңгейі 2, 0-2, 5 г/кг, нанға, майға тағам қоспасы ретінде пайдаланады;

- Кристалды бета-каротин - фреонмен экстракциялайды, органикалық қоспалардан тазартады, қызғылт-сары түсті кристалдар алады, медициналық мақсатта қолданады.

2. 5. Витамин D (кальциферол)

Майда еритін Д витаминнің екі туысты қосылыстарын ажыратады - D1 және D3, D2 - эргокальциферол (кальциферол - "кальцийді әкелуші"), эргостеринді ультракүлгін сәулесімен өңдегенде пайда болады.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс