WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 17 ] --

В промышленных масштабах эргостерин получают при культивировании дрожжей и мицелиальных грибов на средах с избытком сахаров при дефиците азота, высокой температуре и хорошей аэрации. Более интенсивно эргостерин образуют дрожжи рода Candida на средах с углеводородами. При получении кристаллического препарата витамина D2 культивируют плесневые грибы (Penicillium, Aspergillus). Для получения кормовых препаратов облучают суспензию или сухие дрожжи (Candida). Облучают тонкий слой 5 % суспензии дрожжей ультрафиолетовыми лампами с длиной волны 280–300 нм. Кормовые препараты дрожжей содержат в 1 г АСВ 5000 Е витамина D2 и не менее 46 % сырого белка. Для получения кристаллического препарата витамина дрожжи или грибной мицелий подвергают кислотному гидролизу при 110°С. Витамин экстрагируют спиртом, фильтруют, далее фильтрат упаривают, несколько раз промывают спиртом. Спиртовый экстракт сгущают до 50 % концентрации сухих веществ, омыляют щелочью. Полученные кристаллы витамина очищают перекристаллизацией и сушат в эфире, отгоняя последний. Кристаллический осадок растворяют в масле. Данный препарат используют в медицинских целях. Эргостерин является также исходным продуктом для получения ряда стероидных гормонов, пищевых и лекарственных препаратов.

2.5. БИОПОЛИМЕРЫ Термин «биополимеры» относится ко многим высокомолекулярным соединениям (полисахаридам, липидам, полиоксиалканоатам), которые являются для клеток резервными веществами и синтезируются в специфических условиях несбалансированного роста. Такими условиями, как правило, являются избыток углеродного и энергетического субстратов в среде и дефицит отдельных минеральных элементов (азота, фосфора, серы, магния и т.д.), лимитирующих синтез азотсодержащих компонентов и скорость роста клеток. Многие микробные биополимеры являются эндогенным источником углерода и энергии, поэтому способствуют сохранению выживаемости клеток в неблагоприятных условиях среды.

Полисахариды Полисахариды (гликаны) – полимеры, построенные не менее чем из 11 моносахаридных единиц. Полисахариды являются обязательным компонентом всех организмов, присутствуют как изолированно, так и в комплексах с белками, липидами, нуклеиновыми кислотами. Полисахариды преобладают в растительных биомассах и составляют, следовательно, большую часть органического материала на планете. Полисахариды разнообразны по строению, локализации в клетках и, естественно, по своим физико-химическим свойствам. Особенно разнообразны полисахариды, синтезируемые микроорганизмами. Микробные полисахариды делятся на внутриклеточные, локализованные в цитоплазме, и внеклеточные – полисахариды слизей, капсул, чехлов. Многие полисахариды биологически активны и повышают устойчивость макроорганизмов к вирусной и бактериальной инфекциям, обладают противоопухолевым действием, а также антигенной специфичностью. Поэтому они находят все более широкое применение в медицине и фармацевтической промышленности в качестве диагностикумов, заменителей плазмы крови и пр. Чрезвычайно широки перспективы применения полисахаридов в связи с их гелеообразующими и реологическими свойствами в качестве загустителей сиропов и косметических средств, для упаковки продуктов и протравливания семян. Водные растворы отдельных полисахаридов чрезвычайно стабильны в широких интервалах рН и температуры, поэтому находят применения при добыче нефти и газа; флоккулирующие свойства гликанов используют в процессах очистки, концентрирования и разделения металлов. Возможности полисахаридов раскрыты далеко не полностью, поэтому их изучение ведет к расширению сферы применения.

Большинство микроорганизмов синтезируют полисахариды из разнообразных источников углерода, обеспечивающих их рост, – углеводов, спиртов, карбоновых кислот, С1-соединений. Природа и концентрация углеродного источника в среде существенно влияет на образование полисахаридов, которое сводится к созданию гликозидной связи между моносахаридными единицами (рис. 2.5); при этом гликозильный донор передает гликозил на акцептор-затравку, высвобождаясь при этом. Акцепторами служат олигосахара и недостроенные полисахариды. Часто первичным акцептором служат олигосахара, в ряде случаев – недостроенный полисахарид – «затравка». Полимеризация идет до образования готового полисахарида с участием специфических гликозилтрасфераз, которые отщепляют фрагменты линейной цепи недостроенного гликана и переносят их на ту же или аналогичную цепь в определенном положении.

OH OH OH OH

OH OH OH OH

Синтез полисахаридов определяется условиями культивирования продуцента и составом питательной среды, которые определяют возможность и интенсивность их образования, а также состав, структуру и, следовательно, свойства. Существенное значение имеют не только качественный состав используемого углеродного сырья, но также и концентрация, так как эффективный синтез полисахаридов осуществляется на средах с высоким содержанием углеродного субстрата. Количество и форма источника азота, не влияя на состав полисахаридов, оказывает влияние на скорость роста микроорганизмов и количественных выход полисахаридов. Существенна также роль фосфатов и ионов марганца, магния, кальция, являющихся кофакторами синтеза полисахаридов. Разнообразно и специфично влияние рН и температуры среды на накопления гликанов. Существенен хороший уровень аэрации культуры. Производство полисахарив специфично для каждого и определяется природой, локализацией, свойствами, а также областью применения гликанов и, безусловно, физиологическими особенностями продуцента. Получение экзополисахаридов эффективнее внутриклеточных, так как их концентрация выше, меньше проблем на стадии выделения и очистки, однако в ходе ферментации возникают трудности с транспортом кислорода из газовой фазы в жидкую (при повышении экскреции гликанов в среду ее вязкость возрастает). Следствием этого становятся снижение роста клеток и торможение продукции полисахариТаблица 2. Промышленные микробные полисахариды (по Gruger, Gruger, 1984) Склероглюкан Sclerotium glucanicum, S. delphinii, S. rolfsii Декстран Acetobacter sp., Leuconostac mesenteroides, дов. Поэтому среду приходится разбавлять в десятки раз и после удаления клеток продуцента – концентрировать.



Спектр промышленных продуцентов и выпускаемых полисахаридов весьма разнообразен (табл. 2.3). Ведущими странами – производителями полисахаридов являются: США, Франция (ксантан, курдлан), Россия (декстран), Япония (пуллан, курдлан).

Технология получения декстранов Продуцентами декстранов являются штаммы Leuconostac mesenteroides, растущие на средах с высоким содержанием сахарозы (10–30 %), дестраном-«затравкой», дрожжевым экстрактом и минеральными солями.

В зависимости от состава минеральных солей и той или иной природы «затравки» синтезируются высокомолекулярные (60–80 тыс.) линейные или имеющие низкую молекулярную массу (20–30 тыс.) разветвленные декстраны. Последние обладают наибольшей биологической активностью.

Из декстранов выпускают плазмозаменители (клинический декстран, полиглюкин, плазмодекс, хемодекс и др.).

Типичный пример ферментации – глубинная периодическая культура, реализуемая на первом этапе с целью образования биомассы продуцента при избытке сахаров и рН 6.5–8.0. Синтез декстрансахаразы, ведущий к образованию гликанов, наиболее интенсивен при рН около 7.0. Помимо ионов магния синтез декстранов стимулируется при замене сахарозы мелассой. Бактерии расщепляют сахарозу с образованием глюкозы и фруктозы. Последняя сбраживается по гетероферментному пути с образованием молочной и уксусной кислот, маннита и углекислоты. Глюкоза быстро полимеризуется в декстран. Процесс завершается через 24 ч. Выделение декстрана из культуры проводят метанолом, для последующей очистки – многократно растворяют в воде, переосаждают метанолом и фракционируют. Декстрансахараза является экзоферментом, и ее концентрация в культуральной среде значительна. Поэтому возможен процесс получения полисахарида на основе растворимого фермента. Культуральная жидкость с декстрансахаразой при рН около 5.0 и 15°С способна около месяца проявлять высокую ферментативную активность. Реализован процесс на основе культуральной среды с ферментом, содержащей сахарозу и декстранзатравку», – процесс полимеризации завершается в течении 8 ч. Этот способ значительно упрощает процедуру ферментации и стадию выделения и очистки декстрана и позволяет в контролируемых условиях получать продукт заданной молекулярной массы. Перспективы имеет также процесс на основе иммобилизованной декстрансахаразы. В середине 90-х гг. начат выпуск коньюгатов модифицированного декстрана с ферментом стрептокиназой. Препарат представляет собой пролонгированную декстраном форму стрептокиназы.

Ксантан, продуцируемый бактериями Xanthomonas campesrtis, обладает уникальными реологическими свойствами. В низких концентрациях он образует очень вязкие растворы и обладает псевдопластичностью; его растворы не изменяют свои реологические свойства при изменении температуры, рН, солености в широких пределах.

Ксантан применяют в пищевой промышленности, при изготовлении гелевых дезодорантов, зубной пасты, при суспендировании сельскохозяйственных химикатов, используют при добыче нефти. Объемы производства ксантана – наиболее крупнотоннажны из всех других гликанов. Товарное название выпускаемого продукта (ксантан, келцан, келтрол).

Получают ксантаны в условиях периодической глубинной культуры на средах, содержащих 1–5 % углеводов (кукурузный крахмал, сахар-сырец или меласса), а также органические соединения азота, двузамещенный фосфорнокислый калий, микроэлементы. Ферментация длится в течение суток при 28°С и рН 6.5–7.2 в две фазы: на первой реализуется рост клеток и накопление биомассы, на второй при дефиците азота в среде происходит образование полисахарида. Осаждают полисахарид из культуральной жидкости метанолом, полученный осадок высушивают.

Данный полисахарид ранее выделяли из морской водоросли Laminaria.

Альгинат обладает в определенных условиях прекрасными гелеобразующими, а также псевдопластическими свойствами в широком диапазоне рН и температур, и используется в кондитерской и фармацевтической промышленности. Установлено, что альгинат является лучшим носителем для иммобилизации ферментов и, особенно, целых клеток. Сравнительно недавно среди бактерий идентифицированы продуценты полисахарида, близкого альгинату (Pseudomonas aeruginosa, Azotobacter vinelandii). Процесс реализован в промышленности на средах с избытком углерода. Варьируя концентрацию фосфата в среде, можно влиять на молекулярную массу синтезируемого полимера, а при изменении концентрации кальция изменяется соотношение моносахаридов, входящих в состав данного гликана, следовательно, и его свойства.

Бактерии Alcaligenes faecalis штамм 10С3 синтезируют курдлан, представляющий собой полимер глюкозы. Важное свойства данного полисахарида – образование термически необратимых гелей. При нагревании свыше 64°С происходит гелеобразование курдлана; прочность геля не изменяется в диапазоне температур 60–80° и существенно возрастает при увеличении температуры свыше 120°, при этом одиночная спираль переходит в тройную. Курдлан нерастворим в холодной воде.

Курдлан обладает противоопухолевой активностью, поэтому находит применение в медицине. Ацетильные производные курдлана применяют в качестве основы ультрафильтрационных полупроницаемых мембран для разделения веществ с молекулярной массой 200–2000. Ферментация протекает в глубинной периодической культуре в речение 80 ч на средах, содержащих 8 % глюкозы; выход полисахарида составляет около 40 г/л. В связи с привлекательностью свойств данного продукта технология его получения интенсивно совершенствуется.



Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«БИОЭНЕРГЕТИКА: мировой опыт и прогноз развития Научный аналитический обзор Москва 2007 ВВЕДЕНИЕ Основным вопросом, стоящим на пути прогресса в современ ном мире, является вопрос о развитии энергетики, базирующей ся на доступе к энергетическим ресурсам. За последние пять лет в динамике производства и потребле ния углеводородного сырья, в частности, нефти и газа, наблюда ется стабильный рост на уровне 1,6% (газ) и 2,7% (нефть) в год. Задача обеспечения постоянно растущих потребностей мировой и...»

«.В о время существования советской власти в России, когда еще существовал построенный на века великий, могучий Советский Союз, с утра до вечера неслись из приемников и телевизоров бодрые, энергичные голоса коммунистической пропаганды, прославляющие величие и счастье жизни в мире социализма и посылающие проклятья миру загнивающего капитализма. В изданиях книг и газет, в кино, на всех углах улиц, площадей и, как правило, на крышах более-менее высоких зданий мы видели лозунги того же содержания, а...»

«О. Ю. Бороздина1 канд. техн. наук., доцент кафедры статистики и эконометрики Санкт-Петербургского государственного университета экономики и финансов И. И. Елисеева2 д-р экон. наук, профессор, зав. кафедрой статистики и эконометрики Санкт-Петербургского государственного университета экономики и финансов Кай Мертинс3 д-р техн. наук, профессор, директор отдела управления предприятиями ИПК Общества Фраунгофер, Берлин Ханс Риттингхаузен4 д-р техн. наук, профессор, менеджер по проектам ИПК Общества...»

«BULLETIN 39 Kyiv-2006 МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ АКАДЕМИЙ НАУК БЮЛЛЕТЕНЬ 39 Киев-2006 В очередной номер бюллетеня МААН включена информация о международных конференциях, семинарах, симпозиумах, которые запланированы с мая 2006 г. научными учреждениями академий наук, входящих в МААН (место проведения, ответственная за проведение организация, ее адрес и телефоны, время проведения). Выпуск бюллетеня подготовлен под общей редакцией академика Национальной академии наук Украины А. П. Шпака. The...»

«Нецивильное гражданское общество или о том, как поссорились защитники Байкала с Транснефтью Электронный ресурс URL: http://www.civisbook.ru/files/File/Kozlov_2007_4.pdf НЕЦИВИЛЬНОЕ ГРАЖДАНСКОЕ ОБЩЕСТВО ИЛИ О ТОМ, КАК ПОССОРИЛИСЬ ЗАЩИТНИКИ БАЙКАЛА С ТРАНСНЕФТЬЮ Д.В.Козлов Экологическое движение, его идеология, социальный состав, формат взаимодействия с бизнесом, властью и общественностью тесно вплетены в современный общероссийский политический контекст. На разных этапах советского и...»

«ИБРАГИМОВ ЖАЛИЛ ДУСМУРАТОВИЧ УДК 539.104:535:34:548.73 РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННЫЕ ЭФФЕКТЫ В КРИСТАЛЛАХ КВАРЦА И БЕРЛИНИТА С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ И СТЕПЕНЬЮ СОВЕРШЕНСТВА СТРУКТУРЫ Специальностью 1.04.07 - Физика твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук ТАШКЕНТ-2001 Работа выполнена в Институте Ядерной Физики Академии на\ к Республики Узбекистан Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, академик АН РУ...»

«НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Ульяновск 2012 УДК 629.7.05 (076) ББК 32я7 Ш 55 Рецензент доцент кафедры Электроснабжение энергетического факультета Ульяновского государственного технического университета кандидат технических наук А. Е. Усачев Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета Шивринский, В. Н. Ш 55 Навигационные системы летательных аппаратов : конспект лекций / В. Н. Шивринский. – Ульяновск : УлГТУ, 2012. – 148 с. Данное пособие знакомит...»

«Версия 1.0 Внимание! Книга постоянно дополняется и улучшается благодаря отзывам читателей. Прежде, чем приступить к прочтению, убедитесь, что это самая свежая версия. Самую свежую версию можно скачать в блоге автора по этой ссылке: truelifer.com/truelife http://www.lovesurfing.ru/raw Важное предупреждение Эта книга может слишком сильно повлиять на вас и вашу жизнь. Тут не будет философских размышлений и умных словечек. Только факты и личный опыт. Все, что тут написано - может полностью сломать...»

«Соколова Надежда Юрьевна, ИНИОН РАН, и.о. ученого секретаря. В качестве эпиграфа к послесловию (и работе семинара вообще) рискну привести высказывание известного историка и философа науки Томаса Куна: Увеличение конкурирующих вариантов, готовность опробовать что-либо ещё, выражение явного недовольства, обращение за помощью к философии и обсуждение фундаментальных положений – всё это симптомы перехода от нормального исследования к экстраординарному1. Т. Кун представлял развитие науки как...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.