Ферменты технологическая схем

По сравнению с предыдущим учебником в нем более широко описаны непрерывные процессы, технологические схемы и отдельные стадии спиртового производства, а также ферменты, применяемые в спиртовой промышленности. Введена новая глава Очистка сточных вод спиртовых заводов , знакомящая студентов с мероприятиями по охране окружающей среды. [c.9]

Применялось несколько технологических схем разваривания сырья и осахаривания крахмала, общей чертой которых являлось то, что используется не целое зерно, а мука, причем максимально тонкого помола. Размер частиц муки играет крайне важную роль из-за того, что оболочки, покрывающие зерна крахмала, разрушаются только при температурах около 140—150 С. При размалывании зерна происходит их механическое разрушение, благодаря чему открывается доступ ферментов солода к частицам крахмала. [c.60]

Гель-фильтрация относится к важнейшим методам, применяемым для очистки ферментов и других белков. Чаще всего она используется на завершающих этапах технологических схем выделения и очистки. [c.57]

Рис. 137. Примерная технологическая схема получения ферментов 1 — ферментатор, 2

Однако второй путь — получение выделенных, очишенных ферментных препаратов и при их помощи коренное усовершенствование разнообразных технологических схем — является несравненно более эффективным, чем первый, и перспективным. Акад. А. И. Опарин, отмечая это, указывает, что создание ферментной промышленности явится новой ступенью в управлении биохимическими процессами, протекающими при переработке пищевого сырья. Использование очищенных препаратов ферментов позволяет более точно регламентировать весь ход производственного процесса, изменять его в желаемом направлении, получать продукцию, постоянную по своим свойствам, необходимого качества и т. д. [c.5]

Не менее важно и чисто практическое значение стабилизации. Предохранение фермента необходимо а) в сырье, при его сохранении и в момент выделения из него активного белка б) на всех этапах технологической схемы производств любого ферментного препарата в) во время хранения готовых препаратов г) в процессе их применения, при физико-химических условиях данной сырьевой системы, в конкретных технологических условиях, ибо возможна интенсивная инактивация фермента во время обработки им различных материалов. [c.158]

Стабилизация активного белка, повышение его устойчивости, предохранение от денатурации на всех этапах производства сформулированы нами как один из основных принципов технологии ферментов и вообще любых белковых веществ, обладающих специфической биологической активностью белков-гормонов, антител, токсинов и др. Анализ с этой точки зрения существующих технологических схем может привести к их улучшению и во многих случаях — к коренному усовершенствованию. Несомненно, что это один из главных путей рационализации процессов производства ферментов и разнообразных процессов их применения. Нам удалось на этой основе разработать новые принципы производства пепсина, в частности использовав стабилизацию этого фермента продуктами реакции, т. е. продуктами распада белка (см. ниже). Вопрос о стабилизации ферментов будет дополнительно рассматриваться в разделе IV Будущее ферментного катализа . [c.158]

Приведем технологическую схему выращивания культуры плесневых грибов (рис. 19). Таким путем можно получить неочищенные, сырые препараты, обладающие, тем не менее, довольно значительной активностью и непосредственно используемые в некоторых отраслях промышленности. Так как первым этапом дальнейшей очистки ферментов и получения технических концентрированных препаратов является водная экстракция белка, то в схеме предусмотрена и экстракция, получение диффузионной вытяжки. [c.170]

Непрерывно улучшаются также и сами технологические схемы производства ферментных препаратов. Поверхностное выращивание все более заменяется глубинным. Вводятся новые приемы концентрирования и очистки например, разработана технология сорбции амилазы на силикагеле или модифицированном крахмале, глюкозооксидазы на каолине разрабатываются способы промышленного получения многих ферментов, в частности протеолитических с применением ионообменных смол и т. п. [c.201]

При выделении протеолитических ферментов совместно с другими следует помнить, что они могут расщеплять любые сопутствующие белки и в том числе любые ферменты, находящиеся вместе с ними в системе. В нашей стране сравнительно недавно разработаны технологические схемы, позволяющие одновременно выделять из поджелудочной железы животных (свиней, крупного рогатого скота и др.) ряд ферментов и гормонов. [c.214]

Весьма ценным при получении различных специфически активных белков, как мы нашли, является анализ используемых технологических схем с точки зрения денатурации, происходящей на отдельных этапах производства, и возможности стабилизации выделяемого фермента. Таким способом можно определить величины происходящих потерь ценного белка, наметить пути его защиты (стабилизации), а затем внести соответствующие изменения в технологический процесс. Как правило, при этом обычно возникают значительные возможности для повышения технологической и экономической рентабельности всего производства. [c.292]

В связи с тем что процесс сорбции должен найти широкое практическое применение для концентрирования ферментов, рассмотрим подробнее технологическую схему сорбции амилазы. [c.111]

Разработаны оптимальные условия и принципиальные технологические схемы сорбции амилазы из культуральной жидкости силикагелем в динамических и статических условиях. Приведен механизм сорбции ферментов ионитами. Показано, что сорбция может протекать за счет поверхностно-молекулярного взаимодействия без ионного обмена, а также за счет сил Ван-дер-Ваальса в сочетании с ионообменным процессом и путем так называемой сорбции высаливанием (силикагель, крахмал). Возможна также сорбция ферментов способом гель-фильтрации с одновременным взаимодействием с матрицей молекулярного сита (сефадекс А-50). [c.116]

Как показали исследования А. Н. Баха и его сотрудников, количество ферментов в зерне, а следовательно, и в получаемой из него муке, зависит не только от сорта зерна, но и от степени его зрелости, года и места урожая и т. д. Разные партии муки содерн ат поэтому весьма различное количество ферментов и требуют для своей переработки различных технологических схем. На практике этого стремятся избежать смешиванием отдельных партий, составлением так называемых валок. Однако составление этих валок вслепую далеко не всегда приводит к желаемым результатам, в особенности при наличии муки с резко пониженными хлебопекарными качествами. [c.670]

Разработана также замкнутая технологическая схема получения пектолитических ферментов, позволяющая полностью утилизировать отходы микробиологического производства, путем возврата их в технологический процесс. [c.370]

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

Согласно имеющимся данным использование такой системы работы ведет к существенному понижению числа операций, сопровождающихся фаголизисом, и как следствие к существенному повышению качества и стандартности конечного продукта (поскольку в этом случае нет ротации, видовой состав смеси постоянен). У такой схемы работы есть и другое преимущество. Использование определенных хорошо охарактеризованных штаммов бактерий в смеси позволяет начать планомерную научно-исследовательскую работу по улучшению свойств каждого из штаммов. В частности, известно, что некоторые технологически важные свойства бактерий определяются наличием специфических плазмид. Например, плазмиды биодеградации контролируют способность бактерий разлагать сложные и часто очень токсичные химические соединения. Плазмиды бактерий, используемых в сыроделии, контролируя образование протеолитических ферментов, высвобождающих свободные аминокислоты из белков молока, обеспечивают хороший рост бактерий и образование ими молочной кислоты. Ограничение состава смеси определёнными штаммами позволяет вести длительную работу по изучению соответствующих плазмид и регуляции активности генов (ответственных за данный признак) с целью улучшения свойств производственных штаммов в смеси. [c.212]

Обсуждая проблемы получения очищенных ферментов, правильнее рассмотреть отдельные технологические стадии, не связывая их в единую технологическую линию. В любом случае, однако, схема очистки сводится к 1) освобождению от нерастворимых веществ 2) освобождению от сопутствующих растворимых веществ 3) фракционированию, как правило, хроматографическими методами. В подавляющем большинстве случаев на первом этапе используют экстракцию фермента. [c.126]

Для спиртового производства меласса является лучшим сырьем. Ценность ее заключается в том, что наряду с высоким содержанием сахара в ней находятся все вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности дрожжей. При переработке мелассы упрощается технологическая схема, так как отпадают операции разваривания сырья и осахаривания крахмала ферментами солода или культур плесневых грибов. В мелассном сусле отсутствуют декстрины и неосахаренный крахмал, поэтому сусло быстрее сбраживается, [c.20]

Для промьшгленного производства лекарственных ферментных препаратов представляют интерес сырьевые источники, которые доступны и содержат ферменты в количествах, обеспечивающих получение высокой активности и выхода препарата. Органы и ткани животного происхождения до настоящего времени являются важным источником сырья для производства фермеров. При этом используются отходы мясоперерабатывающей промьпцленности (поджелудочная железа, слизистые оболочки кишечника свиней, сычуги крупного рогатого скота, молочных телят и ягнят, семенники половозрелых живот тых). Накоплен значительный опыт по их переработке, разработаны рациональные технологические схемы получения нескольких препаратов из одного сырьевого источника [8]. Использование животного сырья сопряжено с рядом трудностей, обусловленных необходимостью переработки больших количеств тканевого материала убойного скота для получения необходимого количества ферментов, создания специальнътх устовий для его хранения и т.п. [c.161]

В любом случае полз чение экзо- и эндоферментов на определенных этапах как бы унифицируется, когда все стадии выделения и очистки будут определяться лишь их физико-химическими характеристиками Так, при выделении экзофермента клетки продуцента становятся отходом, а культуральная жидкость или, в другом случае, желудочный сок - целевым продуктом-сырцом Если речь идет о необходимости получения эндоферментов, то содержащие их клетки и ткани измельчают (дезинтегрируют) и экстрагируют подходящим растворителем Полученный раствор также представляет собой полупродукт — сырец И если речь здесь идет об одном и том же ферменте, но разного происхождения и топологии (экзо-и эндо-), то, начиная с сырца, технологические схемы их выделенйя будут во многом тождественными В этом случае можно использовать такие подходы, как высаливание, сепарирование в градиентах плотности каких-либо веществ, мембранную фильтрацию, гель-хроматографию, афинную хроматографию, ионный обмен и дру- [c.48]

Дано понятие биотехнологии. Изложены основы микробиологического получения белково-витаминных концентратов, органических кислот, аминокислот, липидов, ферментов, энгомопатогённых препаратов, бактериальных удобрений. Приведены сведения о сырье (углеводородах, отходах целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, сельского хозяйства), способах его подготовки для утилизации микроорганизмами, показаны принципы составления питательных сред. Описаны технологические схемы производства, используемое оборудование, правила его эксплуатации. Уделено внимание организации технического контроля за ходом процесса и качеством продукции. Рассмотрены вопросы очистки сточных вод и воздушных выбросов, охраны труда и защиты окружающей среды. [c.704]

В нашей стране разработаны простые, достаточно удобные способы получения как неочищенных, так и концентрированных технических препаратов из микробного и животного сырья. Для иллюстрации приведем некоторые из известных технологических методов. Хотя сведения, сообщаемые в настоящей главе, не являются самым последним словом техники и приемы все время подвергаются усовершенствованиям, приводимый материал дает все же достаточно ясное представление о типичных способах производства технических препаратов ферментов. Большинство рассматриваемых методов, технологические схемы и аппаратура разработаны во Всесоюзном научно-исследовательском институте ферментной и спиртовой промышленности (ВНИИФС, Москва). Их описания приводятся в основном по опубликованным работам авторов. [c.169]

Типичный случай получения подобным путем концентрированного технического препарата представлен на рис. 22. Здесь дается технологическая схема производства сухого спиртоосажденного препарата из Asp. awamory, содержащего комплекс различных ферментов, в частности амилолитических. Производство этого препарата, равно как и других, подобных ему, состоит из двух частей а) выращивание поверхностной культуры гриба и получение из нее диффузионной вытяжки б) концентрирование фермента осаждением спиртом, стабилизация его (и формирование осадка) прибавлением СаСЬ, высушивание, измельчение. Первый этап представлен на рис. 19 и уже был рассмотрен, второй — на рис. 22. [c.176]

Представляет большой интерес разработка технологических схем глубинного выращивания плесневых грибов. В качестве примера приведем способ глубинного выращивания Asp. oryzae, разработанный также во ВНИИФСе. Известно, что в зависимости от вида (штамма) микроорганизма, способа его выращивания и состава питательной среды образуются те или иные комплексы фе[ чентов. Если на подходящей среде глубинным способом выращивают Asp. oryzae, то образуется преимущественно комплекс амилолитических ферментов. Применяют их главным образом Б хлебопекарной промышленности. Приводимая схема состоит из двух основных этапов выращивания глубинной культуры и затем осаждения из культуральной жидкости этиловым спиртом препарата фермента. [c.181]

Необходимо отметить, что аппаратура, применяемая в производстве ферментов, все время модернизируется и соверщенствует-ся, причем процесс этот происходит очень быстро. Так, в самое последнее время в нашей ферментной промышленности проведен ряд исследований, который позволил улучшить многие этапы (узлы) различных технологических схем. Установлено, например, что замена диффузионных батарей экстракторами (с после-. дующим обезвоживанием шрота) позоляет значительно ускорять процесс и понизить потери ферментов на этой операции до 5%. Ранее эти потери достигали 30%. Разработан способ очистки диффузионных экстрактов от посторонней микрофлоры путем сепарирования и последующей фильтрации их на рамном фильтре типа Зейтца. Улучшены конструкции сепараторов (например, СПВ-12), применяемых для отделения ферментного осадка из водноспиртовой среды ранее в них происходил перегрев осадка и часть фермента инактивировалась они также требовали большого количества ручного труда при разгрузке. Часто возникают осложнения при размоле высушенных препаратов. В литературе встречаются указания о замене шаровых мельниц, применявшихся для этой цели специальными аппаратами—электроим-пульсной мельницей или дисмембратором. Изменения подобного рода происходят все время. [c.201]

Так как актиномицет Str. griseus продуцирует одновременно и фермент, и антибиотик, естественно возникло стремление извлечь оба эти продукта, не инактивировав при этом фермента. Это положение легло в основу японской технологической схемы. [c.208]

Д. Б. Лифшиц, М. А. Высоцкая и А. X. Мальковская показали, что отбросный мицелий лимоннокислотного производства (при поверхностном способе культивирования) содержит активную пектиназу. Ими разработана технологическая схема извлечения мицелия водой с последующим осаждением ферментов изопропиловым спиртом (при 55%-НОЙ концентрации в растворе). [c.56]

В последние годы в разработке технологии выделения и очистки ферментов широкое распространение получили ионообменные смолы. В об--ласти синтеза ионитов, способных с большой селективностью и полной обратимостью сорбции поглощать из многокомпонентных растворов слож- ) ные органические ионы, существуют две тенденции. Первая связана с синтезом жестких макропористых сорбентов, обладающих большой гетерогенной плотностью в зерне, у которых наряду с плотными участками, не проницаемыми для белков, имеются большие поры с диаметром, превосходящим размеры макромолекул белка Вторая — с синтезом гелевых сорбентов, обладающих в набухшем состоянии повышенной проницаемостью по отношению к белковым макромолекулам. Взаимодействие макромолекул белка со сшитым полиэлектролитом осуществляется по сильно развитой поверхности полимера в виде слоев [ ]. Работы, проведенные с использованием таких сорбентов, позволили разработать.простые технологические схемы выделения ряда белковых веществ ]. [c.216]

Примером изменения качества фермента является клонирование термостабильной и-амилазы Ba illus U heniforniis в В. suhtilis. Для крупномасштабной индустрии чрезвычайно важно не изменять технологических схем ферментации, так как это связано с большими капитальными вложениями. Кроме того, переход к термофильным штаммам связан, как правило, с увеличением расхода сырья вследствие более активного метаболизма таких микроорганизмов. Поэтому наиболее экономичным способом получения термостабильных ферментов признан перенос генов их кодирующих в обычные продуценты, особенно в случае, если культивирование последних уже освоено промышленностью. [c.108]

На рис. 2 приведена технологическая схема процесса изомеризации глюкозы на венгерском заводе по переработке 120 тыс. т кукурузного зерна в год. В качестве катализатора используется иммобилизованная глюкозоизомераза Така-свит . Объем слоя катализатора в реакторах колонного типа составляет 20 м , общий расход иммобилизованного фермента 35 т/год. Продуктивность процесса 2,5 т глюкозо-фруктозного сиропа на 1 кг. иммобилизованного фермента (J. Hollo, 1983, 1985). [c.23]

Другим возможным способом классификации является систематизация по типам полимерных носителей реакционноспособных групп. Особую важность при этом приобретает вопрос активации полимеров. В предыдущем разделе были подробно рассмотрены методы введения различных реакционноспособных групп в полимерные структуры. Приведенные примеры можно обобщить в виде схем для наиболее распространенных полимеров. На рис. 2.3 приводятся данные по полимерным реакциям таких распространенных и стабильных материалов, как полиэтилен и полипропилен. Эти полимеры практически не участвуют ни в каких ионных реакциях, число вводимых в них активных групп обычно незначительно. Как правило, модифицированные структуры очень устойчивы и имеют гидрофобный характер. Однако даже такой чрезвычайно стабильный промышленный пластик, как полипропилен, может быть использован в качестве полимера-носителя в очень тонких реакциях (например, в фиксации ферментов). Модификацию полиэтилена и полипропилена можно осуществлять непосредственно в процессе переработки, поскольку многие технологические процессы (формование волокон, пленкообразование) проводятся из расплава, что создает богатые возможности для введения других активных мономеров, получения привитых и блок-сополимеров и т. д. Сшитый сополимер стирола и дивинилбензола может подвергаться различным химическим превращениям (рис. 2.4). Эти материалы будут подробнее рассмотрены в разд. В.З, посвященном полимерным реагентам. Введение групп типа ЗОзН придает полистиролу гидрофильность и позволяет получить растворимый полимер, однако, если такие группы вводятся в сшитый полимер, реакция протекает в очень неоднородных условиях и число присоединенных групп сильно зависит от размера частиц, их пористости, состояния поверхности и т. д. Очевидно, что в процессах ионообмена выгодно иметь возможно большее число таких групп. Для получения большей ионообменной емкости необходимо вводить группы —80 зН и —Ы КзХ почти в каждое фенильное ядро. При использовании полистирола в качестве носителя (при твердофазном синтезе пептидов, ферментативном катализе, катализе переходными металлами и т. д.) требуется, чтобы количество введенных групп превышало 10%. Химическая модификация полистирола (рис. 2.4) может быть осуществлена [c.44]

Рис. 2. Схема технологического процесса изомеризации глюкозы во фруктозу с помощью иммобилизованного фермента на венгерском заводе (г. Ша-бадедигаза) (G Hollo, 1985)