Ферменты технология микробиологического

Стадией, не имеющей аналогий в химической промышленности, является стадия культивирования соответствующего микроорганизма, проводимая либо с целью накопления собственно биомассы (производство дрожжей на основе гидролизатов растительного сырья или углеводородов нефти, кормовых антибиотиков, некоторых вакцинных препаратов, средств защиты растений и бактериальных удобрений), либо с целью получения продуктов метаболизма растущей популяции микроорганизмов (антибиотики медицинского назначения, аминокислоты, спирты, ферменты, антигенные препараты). Основным процессом этой стадии является рост популяции микроорганизмов на питательной среде определенного состава. Отсюда вытекает главная задача технологических разработок —создание условий, обеспечивающих максимальную утилизацию компонентов питательной среды и накопление целевого продукта с заданными свойствами. Естественно, что теоретической основой для этого являются закономерности, определяющие рост популяции микроорганизмов в зависимости от условий его осуществления. В общем есть все основания утверждать, что прогресс технологии микробиологических производств во многом зависит от уровня знаний теории собственно микробиологического синтеза. [c.5]

До тех пор, пока всеобъемлющий термин биотехнология не стал общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия, прикладная генетика и прикладная биология. Если не принимать в расчет производства мыла, то первая же из числа возникших технологий такого рода стала предшественницей прикладной микробиологии. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе таких технологий. Они действовали скорее интуитивно, но в течение тысячелетий успешно использовали метод микробиологической ферментации для сохранения пищи (например, при получении сыра или уксуса), улучшения вкуса (например, хлеба и соевого соуса) и производства спиртных напитков. Пивоварение до сих пор остается наиболее важной (в денежном исчислении) отраслью биотехнологии. Во всем мире ежегодно производится около 10 литров пива стоимостью порядка 100 млн, фунтов стерлингов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов в анаэробных условиях. В конце XIX в. благодаря трудам Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной (технической) микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце XIX и начале XX вв. бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола и изопропанола) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в бескислородной среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В качестве источника энергии для роста микробы в этих условиях используют изменения энтропии при превращениях веществ. Совсем иначе обстоит дело в аэробных процессах при контролируемом окислении химических веществ до углекислого [c.11]

Проведенное выше общее рассмотрение технологии получения микробных ферментных препаратов позволяет сделать два основных вывода о современном состоянии и перспективах развития этих производств. Во-первых, очевидно, что потенциальные возможности микробиологического синтеза ферментов колоссальны, можно даже утверждать, что практически вся потребность народного хозяйства в ферментах может быть покрыта их микробиологическим производством при условии правильного выбора продуцента и оптимальной разработки технологии биосинтеза. [c.133]

В настоящее время к биотехнологии относят отрасли производств, связанные с использованием материалов биологического происхождения. В качестве примеров можно назвать получение органических кислот и растворителей, антибиотиков, витаминов, ферментов, полисахаридов, вакцин и сывороток, пищевого и кормового микробного белка, а также микробиологический синтез стероидов и др. В каждом из этих производств применяют специальные виды и штаммы микробов, наиболее полно проявляющих те или иные свойства в конкретных условиях соответствующей технологии. Эти микроорганизмы обладают многими признаками, общими для представителей рода и семейства. [c.113]

При гидролизе белоксодержашее сырье (отходы пищевой и молочной промышленности) нагревают с растворами кислот или щелочей при температуре 100 —105 °С в течение 20 — 48 ч. Чаще всего используют 20 %-й раствор соляной кислоты, обеспечивающий глу- бокий гидролиз белка. Кроме того, для ускорения реакции гидролиза белков используют иммобилизованные протеолитические ферменты и ионообменные смолы. В ходе кислотного гидролиза бежов происходят рацемизация и разрушение некоторых составляюищх их аминокислот. При кислотном гидролизе полностью разрушается триптофан и достаточно значительны потери цистеина, метионина и т р рина (10—30%). Лучшим способом уменьшения потерь aMHHflik f от при гидролизе является проведение его в вакууме или в атмосфере инертного газа, а также соблюдение высокого соотношения количества кислоты, взятой для гидролиза, и массы белка (200 1). Рациональное использование сырья при гидролизе, характерное для многих других биотехнологических производств, обеспечивает создание безотходных технологий и способствует оздоровлению окружающей среды. Ранее методом гидролиза получали аминокислоты исключительно для фармацевтических и научных целей. В последнее время сфера использования белковых гидролизатов существенно расширилась. Их применяют в медицине, животноводстве, пищевой и микробиологической промышленности. [c.42]

Книга 6 может рассматриваться как самостоятельное учебное пособие, однако следует отметить, что она тесно связана с предыдущей книгой 5, поскольку только обе эти части совместно дают более или менее полное представление о современной промышленной биотехнологии. Действительно, в предыдущей книге изложены общие проблемы технологии микробиологического синтеза и даны сведения о сырьевой базе отрасли. В книге 6 вопросы эти не рассматриваются, но даны основные сведения об экологических проблемах промышленной биотехнологии, касающиеся не только производств, описанных в этой книге, но и промышленного биосинтеза белковых веществ и ферментов, которым было уделено внимание в книге 5. [c.5]

Пром. М. с. исполь.зует непищ. сырье (углеводороды нефти и горючие газы, гидролизаты древесины, отходы от переработки свеклы и др.) для получ. антибиотиков, интерферона, нек-рых витаминов (напр., Ви), ферментов (напр., протеаз и липаз), аминокислот (глутаминовой к-ты, лизина и др.), нуклеотидов (напр., гуанозина), белково-витаминных концентратов и бактериальных удобрений, в У э б б Ф., Биохимическая технология и микробиологический синтез, иер. с англ., М., 1969 Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева , 1972, т. 17, 5. [c.342]

В микробиологической промышленности широко применяются глубинные методы культивирования микроорганизмов. Независимо от того, содержится целевой продукт в клеточной массе или в нативном растворе, стадия отделения биомассы от культуральной жидкости в большинстве случаев является обязательной. Характерная особенность культуральных жидкостей, поступающих на переработку, - невысокое (от 0,1 до 10 %) содержание целевого продукта - клеток, ферментов, антибиотиков. Таким образом, технология выделения продуктов микробного синтеза связана с переработкой больших объемов культуральных жидкостей. [c.3]

Биохимические процессы наиболее перспективны для химической технологии. Они происходят в живой природе в атмосферных условиях (без повышения температуры, давления) под действием высокоактивных природных катализаторов — ферментов и гормонов, а также микроорганизмов, содержащих эти катализаторы. Возможности биохимических процессов в промышленности не ограничены, хотя природные биохимические процессы пока недостаточно изучены и еще мало воспроизведены в модельных условиях. Недавно возникла новая отрасль науки — техническая микробиология, которая изучает биохимические методы производства самых разнообразных химических продуктов. На практике реализован микробиологический синтез антибиотиков, витаминов, гормонов. В перспективе технической микробиологии находятся проблемы фиксации атмосферного азота, синтеза белков и жиров, окисления серы в диоксид и триоксид серы и, наоборот, [c.254]

Проблемы асептики для производства аминокислот, ферментов и т. п., напротив, могут быть решены лишь путем создания такой технологии и аппаратуры, которые обеспечивали бы гарантированную защиту культуральной среды от попадания посторонней микрофлоры на всем протяжении процесса, т. е. в течение десятков и сотен часов. Приемы, позволяющие реально осуществить асептические процессы, удовяетворяющие этим требованиям, описаны, в специальной литературе и частично рассмотрены в последующих главах. Можно лишь подчеркнуть, что они основаны на многолетнем опыте создания и эксплуатации процессов асептического микробиологического синтеза, а этот опыт неопровержимо показал отсутствие мелочей и необходимость на всем протяжении производственного цикла строго соблюдать правила работы, обеспечивающие допустимо малую вероятность контаминации. В этом отношении решения по промышленной асептике в микробиологическом синтезе уместно сравнить с правилами техники безопасности, имеющимися в любом промышленном производстве построенные на отрицательном опыте, они дают положительный результат только при их безусловном соблюдении. [c.20]

До последнего времени микробиологическая промышленность в основном обеспечивала потребности народного хозяйства в спирте, ферментах, антибиотиках, витаминах и др. Все эти процессы малотоннажные и часто оформлены по периодической схеме. Однако, в связи с использованием ферментации микроорганизмов на углеводородах для производства кормового белка, мощности микробиологи -ческой промышленности резко возрастают. Директивам ХХ1У съезда КПСС в новой пятилетке предусмотрено увеличение выпуска корме -вого белка из углеводородов в 3,5-3,7 раза с организацией этих производств по наиболее рациональной схеме. Такой количествен -ный рост вызывает и качественные сдвиги в технологии - фермен -тационные процессы должны стать непрерывными и более интенсив -ными. [c.56]

Опыт производства антибиотиков оказал также принципиальное влияние на развитие других отраслей микробиологической промьпплепности. Микроорганизмы начали использовать в качестве продуцентов ряда ветцеств, для получения которых ранее использовали растения и животных, а также некоторых принципиально новых продуктов. Ферменты микроорганизмов (бактерий и грибов) все более вытесняют ферменты растительного и животного происхождения. В 1948 г. было показано, что с помощью микроорганизмов можно получать витамин В12, который ни растения, пи животные не синтезируют. В СССР технология получения этого ценного витамина была разработана и внедрена [c.15]

При такой кислотности и температуре около 15 °С декстрансахараза, содержащаяся в культуральной жидкости, сохраняет активность не менее месяца. В СССР разработана технология получения частично очииленной декстраисахаразы. Ферментационная среда должна содержать сахарозу и декстран- затравку . Процесс синтеза продолжается около 8 ч. Ферментативный способ удобнее микробиологического, так как он поддается более надежному контролю и регулированию, позволяет одним только варьированием исходных концентраций сахарозы и фермента, а также температуры процесса сразу получать декстран необходимой молекулярной массы. Это значительно упрощает и удешевляет последующие технологические операции. Широкое применение в промышленности молсет найти использование иммобилизованных декстрансахаразЛ [c.411]

Перспективы применения генной инженерии для совершенствования штаммов микроорганизмов сегодня кажутся почти неограпичепиыми. Безусловно, будет развиваться такое направление, как создание штаммов-продуцентов белков человека, сельскохозяйственных животных и растений. Это направление связано пе только с медициной и ветеринарией, но и с пищевой промышленностью. Близки к завершению работы по созданию микробиологической технологии производства ренина (фермента сычуга телят), используемого в сыроделии, сладкого белка — тау-матина ( в 3000 раз слаще сахара) и других продуктов. [c.111]

Сочетание уникальных каталитических свойств ферментов с их водонерастворимостью в иммобилизованном виде послужило основой для создания инженерной энзимологии. В гл. 1 будет показано, что новые технологические процессы, созданные в последнее время с привлечением идей и методов инженерной энзимологии, относятся главным образом к производству пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. Это ограничение современных реальных возможностей технологического применения иммобилизованных ферментов в широких масштабах вызвано в первую очередь жесткой конкуренцией со стороны уже существующих ныне промышленных и микробиологических процессов с детально отработанной технологией. В то же время во многих случаях ферменты пока производятся в относительно малых количествах и остаются дорогостоящими, стоимость иммобилизации и применяемых носителей зачастую также слишком высо- [c.12]

Развитие промышленной биотехнологии началось значительно раньше важным этапом в этом отношении было широкое промышленное производство антибиотиков медицинского и ветеринарного назначения, начатое после второй мировой войны во всех промышленно развитых странах мира. Однако в последние годы число веществ, производимых методами микробиологического синтеза и инженерной энзимологии, резко увеличилось и продолжает быстро расти. Используя достижения биохимии, молекулярной биологии и микробиологии, технологи создают все новые и новые производства для получения белка и аминокислот кормового и пищевого назначения, медицинских препаратов, ферментов, а также в целях охрайы окружающей среды. [c.6]

Наконец, ученым удалось осуществить в клетках Е.соН биосинтез молекулы проинсулина, а не только ее отдельных цепей. Молекула проинсулина после биосинтеза способна соответствующим образом преобразовываться (формируются дисульфидные связи между цепями А и В), превращаясь в молекулу инсулина. Эта технология имеет серьезные преимущества, поскольку различные этапы экстракции и выделения гормона сведены к минимуму. При разработке такой технологии была выделена информационная РНК проинсулина. Используя ее в качестве матрицы, с помощью фермента обратной транс-криптазы синтезировали комплементарную ей молекулу ДНК, которая представляла собой практически точную копию натурального гена инсулина. После пришивания к гену необходимых регуляторных элементов и переноса конструкции в генетический материал Е.соН стало возможным производить инсулин на микробиологической фабрике в неограниченных количествах. Его испытания показали практически полную идентичность натуральному инсулину человека. Он намного дешевле препаратов животного инсулина, не вызывает осложнений. [c.33]