Фрагмент

7. Приведите примеры аминокислот, получаемых биотехнологическими методами. Опишите технологию на конкретном примере (с указанием продуцента, особенностей состава питательной среды).

Ответ:

Среди наиболее важных для промышленности метаболитов можно выделить, прежде всего, аминокислоты, находящие применение во многих сферах производства: 1) в качестве пищевых добавок, например, лизином, триптофаном и треонином обогащают растительные белки, а метионин включают в блюда из сои; 2) в роли усилителей вкуса; 3) в медицине (лекарственные препараты, смеси для парентерального питания), а некоторые аналоги аминокислот используют в лечении психических заболеваний; 4) в химической и фармацевтической промышленности аминокислоты широко используют как предшественники в производстве детергенов, полиаминокислот, полиуретана и т.п.; 5) в сельском хозяйстве (кормовые балансирующие добавки).

Более 60% всех производимых промышленностью чистых препаратов аминокислот получают путем микробиологического синтеза. На втором месте по объему производства находится химический синтез. Основным недостатком химического синтеза является получение смеси аминокислот, состоящей из изомеров, относящихся как к D- так и к L-ряду, тогда как биологической активностью в организме человека и животных обладают лишь L-изомеры, а D-изомеры аминокислот не перерабатываются их ферментными системами, кроме того, некоторые из них токсичны для человека и животных. Исключением в этом отношении является аминокислота метионин, у которой биологически активными являются как D-, так и L-изомеры, в связи, с чем данная аминокислота производится преимущественно путем химического синтеза.

Технологии получения аминокислот за счет гидролиза белков экономически менее выгодны, поэтому они не получили широкого распространения.

Микробиологический способ производства аминокислот, дающий в настоящее время самые высокие технико-экономические показатели по сравнению с другими методами, включает не только биосинтез аминокислот высокоактивными штаммами-продуцентами (способными накапливать в культуральной жидкости не менее 60 г/л синтезируемой аминокислоты), но и технологические операции по получению различных товарных форм. При микробиологическом синтезе образуются только L-аминокислоты.

Этапы биотехнологического получения глутаминовой кислоты.

Продуцентами глутаминовой кислоты являются дрожжи и микроскопические грибы.

Стадии производства глутаминовой кислоты:

1. Приготовление питательной среды: в ее составе должны обязательно присутствовать источники углерода, т.е. глюкоза, крахмал и т.п., источники азота – мочевина, соли аммония или жидкий аммиак и др., биостимуляторы, витамины (биотин), кукурузный экстракт, экстракт кормовых дрожжей, пептон, сульфаты магния, марганца и железа.

2. Производственное культивирование: условия культивирования – рН 7,8 – 8, температура 28-30 °C, хорошая аэрация.

3. Освобождение целевого продукта из биомассы методом центрифугирования.

4. Концентрирование культуральной жидкости в выпарном аппарате до 40 –50 % АСВ (абсолютно сухого вещества).

5. Кристаллизация и последующее подкисление целевого продукта до рН 3,2 и охлаждение его до 15 °C.