Ферменты производства

Другой пример использования иммобилизованных ферментов — производство полу-синтетических пенициллинов из природных пенициллинов. Иммобилизованный фермент химически модифицирует одну из боковых групп молекулы пенициллина, что приводит к повышению антибиотической активности пенициллинов. [c.93]

Процесс Субстрат Продукт Фермент производства (т/год) Фирма [c.446]

Годовой объем производства цеха биосинтеза фермента составляет 22 000 млн уел. ед., калькуляционная единица — 1 млн уел. ед. Расход на 1 млн уел. ед. а-аспарагиназы приведен в табл. 20.1. [c.285]

Минеральные вещества входят в состав структурных элементов организма (например, костных тканей), помогают ферментам выполнять их функции, играют жизненно важную роль в поддержании работы сердца и других органов. Щитовидной железе, например, требуются микроскопические количества иода (порядка одной миллионной доли грамма) для производства важного гормона — тироксина. Функции минеральных веществ в организме — предмет изучения быстро развивающейся ветви химии — бионеорганической химии. [c.276]

Почти все клетки содержат специфические ферменты, необходимые для производства энергии и нужных веществ и для удаления опасных веществ. Например, клетки кожи отличаются от клеток мышц по своему составу и набору ферментов. [c.444]

Катализаторы играют важную роль в химической науке, и каталитические реакции дают основную часть химических продуктов, производимых во всем мире из нефти, природного газа и угля. От катализаторов зависит промышленное производство многих пластмасс, лекарств, продуктов питания. Биосинтез, значение которого постоянно возрастает, основан на чрезвычайно специфических и эффективных природных катализаторах-ферментах. [c.35]

Производство водорода в промышленных масштабах с достаточной степенью экономичности может быть осуществлено электролизом воды, пиролизом воды в плазмотроне, обработкой биомассы водяным паром, фоторазложением воды в присутствии ферментов, проведением термохимических и термоэлектрохимических циклов разложения воды. [c.61]

Брожение или ферментация — процесс разложения углеводов под воздействием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. В производстве этанола методом гидролиза (также, как и в методах осахаривания крахмала и из сульфитных щелоков) используют один из видов брожения — спиртовое брожение, вызываемое ферментом зимазой, содержащемся в дрожжевых клетках. Из моносахаридов брожению подвергаются только гексозы. Процесс спиртового брожения а-1)-глюкозы, являющейся структурной единицей глюкозы, происходит без доступа кислорода (анаэробное брожение) и состоит из ряда ста- [c.279]

В микробиологической промышленности растет производство белково-витаминных концентратов, ферментов, аминокислот, антибиотиков, бактериальных удобрений и средств защиты растений. Ведутся работы по вовлечению в переработку различных видов непищевого сырья и отходов промышленного и сельскохозяйственного производства. Эта подотрасль активно участвует в реализации Продовольственной программы СССР. [c.19]

Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов крахмала и целлюлозы (под действием ферментов или минеральных кислот). Применяется как средство усиленного питания или как лекарственное вещество, при отделке тканей, как восстановитель — в производстве зеркал. [c.580]

БРОЖЕНИЕ (ферментация) — процесс разложения органических веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных ими ферменте ). Освобождающуюся при этом энергию микроорганизмы расходуют для своей жизнедеятельности, а продукты Б. используют для биосинтеза. Важнейшими типами Б. являются спиртовое (производство вина, пива, этилового спирта и др.), молочнокислое (производство кефира, кваса, силосование кормов, квашение овощей и др.), маслянокислое (происходит в заболоченных почвах, в испорченных консервированных продуктах), метановое. [c.47]

Роль катализа в природе и технике колоссальна. Трудно перечислить примеры использования катализаторов в химической технологии это и контактный способ получения серной кислоты, и окисление аммиака, и многие другие крупнотоннажные производства. Достаточно сказать, что более 70% продукции химической промышленности производится с применением каталитических процессов. Без катализа было бы невозможно существование жизни на Земле. Биокатализаторы — ферменты — управляют жизненными процессами всех живых организмов. Они обладают исключительной активностью и высокой селективностью, т. е. способностью ускорять только опреде- [c.155]

Много внимания вопросам ориентации на опыт живой природы уделяет Н. Н. Семенов. Здесь есть смысл привести хотя бы часть характеристики, которую дает он химическому производству живой природы Природа при зарождении и эволюции новых организмов создала молекулярные машины совершенно исключительной точности, быстроты действия и необычайного совершенства. Вспомним, например, вскрытый недавно химиками и биологами синтез больших белковых молекул со строгим чередованием аминокислот. В клетках имеются субмикроскопические сборные заводики — рибосомы, включающие в себя рибонуклеиновые кислоты как сборочные машины . Каждый сорт коротких молекул транспортных рибонуклеиновых кислот захватывает один определенный вид аминокислот, несет их в рибосому и ставит каждую аминокислоту на свое место согласно информации, содержащейся в молекулах рибонуклеиновых кислот. Тут же к аминокислотам подходят ката-.тизаторы-ферменты и осуществляют сшивку аминокислот в одну молекулу белка со строгим чередованием. Это настоящий квалифицированный завод, строящий молекулы по плану, выработанному природой в процессе эволюции [15, с. 192—193]. [c.173]

Современная органическая химия глубоко проникла в химические процессы, протекающие при хранении и переработке продовольственных товаров. Таковы, например, процессы высыхания, прогоркания и омыления жиров и масел процессы брожения, наблюдающиеся при хранении некоторых продуктов, а также широко используемые в хлебопечении, при квашении овощей, получении спиртных напитков, уксуса, в производстве молочных продуктов и т. п. Большую роль сыграло также открытие и изучение ферментов — сложных органических соединений, являющихся биологическими катализаторами, вызывающими процессы брожения, расщепления жиров, белков и т. п. Ферменты содержатся в ряде пищевых продуктов. Многие из них применяются в пищевой промышленности. Очень широко используются различные консерванты — безвредные органические вещества, предохраняющие от закисания и порчи плодово-ягодные соки, вина, варенья, маринады и другие пищевые продукты. [c.16]

Мир растений — исполинское производство высокомолекулярных соединений, в котором осуществляется биохимический синтез высших полисахаридов и лигнина. Катализаторами сложных процессов, приводящих к синтезу высокомолекулярных соединений в растениях, служат белки-ферменты исходным сырьем в синтезе углеводов является двуокись углерода, которая, будучи конечным продуктом окисления любых углеродсодержащих соединений, непрерывно выделяется в атмосферу. Единственным природным процессом, в котором двуокись углерода претерпевает обратное превращение в сложные органические соединения, является ее ассимиляция растениями. Таким образом поддерживается круговорот углерода и сохраняется его баланс на земном шаре. [c.12]

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. [c.175]

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]

Процессы брожения имеют большое значение в промышленности. Биохимические процессы, происходящие под влиянием ферментов, в ряде производств используются с практической целью. В организмах высших животных непрерывно протекают процессы биохимического расщепления и синтеза моносахаридов. При мышечном сокращении, в результате расщепления углеводов, образуется молочная кислота, а также ряд других продуктов. [c.338]

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]

Пектиновые вещества распределены неравномерно. Наибольшее их количество содержится в кожуре —около 4% к массе, в мякоти 0,6%, здесь они входят в состав межклеточных пластинок, соединяющих между собой клетки клубня. При хранении картофеля под влиянием пектолитических ферментов пектиновые вещества частично растворяются, что приводит к размягчению клубней. В процессе разваривания в производстве они гидролизуются и являются источником образования метилового спирта. [c.14]

Микроорганизмы синтезируют одновременно комплекс ферментов, но некоторые из них, особенно мутантные штаммы, продуцируют в значительных количествах лишь один фермент. Для лучшего использования крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве осахаривающие материалы должны содержать не только амилолитические ферменты, но и ферменты, гидролизующие другие углеводы сырья — целлюлозу и гемицеллюлозы. Для обеспечения дрожжей азотистым питанием имеют значение и протеолитические ферменты. [c.146]

Наиболее часто в качестве продуцентов амилолитических ферментов в спиртовом производстве используются плесневые грибы, реже —дрожжеподобные организмы и споровые бактерии. [c.146]

Дрожжеподобные грибы в спиртовом производстве самостоятельно не применяются, так как не содержат других ферментов, необходимых для нормального осахаривания сусла из крахмалсодержащего сырья. Обычно они используются в смеси с ферментными препаратами из плесневых грибов или бактерий. [c.148]

До недавнего времени производство этилового спирта основыва- лось на пищеиом сырье — сбраживание крахмала из некоторых Черновых культур и картофеля с помощью ферментов, вырабатываемых дрожжевыми грибками. Этот способ сохранился и до сих тор, но он связан с большими затратами пищевого сырья и в свя-И1 с растущим потреблением спирта не может удовлетворить промышленность. Другой метод, также основанный на переработке растительного сырья, заключается в гидролизе древесины (гидролизный спирт). Древесина содержит до 50% целлюлозы, и при ее гидролизе водой в присутствии серной кислоты образуется глюкоза, которую подвергают затем спиртовому брол ению [c.188]

Аэробная ферментация позволяет синтезировать большие молекулы и применяется при производстве антибиотиков, органических кислот, ферментов и витаминов. В энциклопедии [К1гк-0(Ьтег,1985] высказывается точка зрения, что применение методов генетической инженерии может привести к перевороту в ферментативной технологии в ближайшие десять лет. [c.451]

Разумеется, говоря о вреде химической промышленности для окружающей среды, следует иметь в виду не только функционирующее химическое производство, но и целевые химические продукты. Например, синтетические полимеры в отличие от природных не разлагаются ферментами, и в этом смысле они биологически неуничтожае-мы. То же самое можно сказать о любых синтетических материалах, которые после употребления сжигают, тем самым увеличивая загрязнение воздуха. Учитывая, что доля полимеров быстро растет в ассортименте химической промышленности, проблема их утилизации после использования в виде конкретных изделий становится все более актуальной. [c.196]

Давайте рассмотрим несколько примеров из конкретной области производства — производства продуктов питания. Одна из разработок посвящена улучшению качества пищевых продуктов. Иммобилизованную р-галактдзидазу теперь производят, присоединяя полнизоцианатный полимер к магнитному стержню-мешалке. Фермент, удерживающийся между волокнами, используют для понижения содержания лактозы в молоке, чтобы решить проблему повышенной чувствитель-йости к лактоае. Кроме того, после такого процесса молоко можно хранить [c.259]

Каталитические реакции чрезвычайно распространены в природе. Многие из них катализируются ферментами (ферментативный катализ). Каталитические процессы щироко используют в промышленности. Производство азотной и серной кислот, аммиака, получение синтетического каучука и т. д. невозможны без катализатора. Катализаторы применяют при производстве лекарственных веществ фенацетина, гваякола, галогенпроизводных ароматических соединений и др. В качестве катализаторов используют оксид Мп(1У), N1, Со, Ее, А1С1з, ТеСЬ. [c.291]

Хироми с сотр. [7] предложил кинетическое решение для совместного или последовательного действия двух ферментов, эндо-и экзотипа (Е) и Ег соответственно) на линейный гомополимер со степенью полимеризации N. Под последовательным здесь понимается такое действие, когда эндофермент Е1 катализирует деградацию полимера до определенной глубины превращения, затем его действие прекращается (например, путем быстрой инактивации), и в действие вступает экзофермент Ег. Подобная последовательность действия используется в промышленном производстве глюкозы в качестве основного продукта из крахмала, когда а-амилаза в течение нескольких минут при 95—105°С разжижает крахмал (при этом быстро термоинактивируется) и затем полученная смесь мальтодекстринов обрабатывается глюкоамилазой. В самом общем виде уравнения выглядят следующим образом [c.123]

Третий путь к освоению приемов , которыми пользуется живая природа в своих лабораториях in vivo, состоит в значительных, причем полученных в самые последние годы, достижениях химии иммобилизованных систем. Как было уже сказано, энзимология давно уже накопила информацию об уникальных качествах биокатализаторов. Но вместе с тем она указала и на их крайнюю лабильность, неустойчивость при хранении и быструю потерю активности при перенесении в реакционные системы, функционирующие in vitro. Ведь именно поэтому техническая биохимия не могла пойти далее нескольких ограниченных областей промышленности, где применяются преимуп ественно гидролитические ферменты, выделяемые микроорганизмами. Эти области — производство вин, пива, чая, хлеба и некоторых других пищевых продуктов, обработка кожи. Все попытки использовать богатейший набор ферментов, которым располагает природа, для осуществления лабораторных и промышленных процессов наталкивались на, казалось бы, неразрешимые проблемы 1) трудную доступность чистых ферментов и их непомерно высокую стоимость 2) их нестабильность при хранении и транспортировке 3) быстро наступающую потерю их активности в работе, даже если удалось их выделить и пустить в дело. Но теперь оказалось, что эти проблемы удается решить. Благодаря успехам микробиологической промышленности стало возможным получать многие ранее трудно доступные или недоступные ферменты по ценам в 100—1000 раз ( ) ниже цен на ферменты растительного и животного сырья. Но, главное, теперь открыты пути стабилизации ферментов, и именно это обстоятельство стало основанием химии иммобилизованных систем, или биоорганического катализа . Сущность этого открытия и всех последующих исследований, направ- [c.184]

В формировании природных полимеров принимают участие соответствуюш,ие ферменты и катализаторы, которые обеспечивают направленное протекание реакций. В начальный период развития химии синтетических полимеров, когда еще не были най-дены совершенные катализаторы синтеза, получали полимеры с нерегулярной структурой, малой молекулярной массой и вследствие этого с низкими физико-механическими показателями. По мере развития этой отрасли химической науки и производства были разработаны способы получения пространственно и химически регулярных полимеров (стереоспецифическая полимеризация) из промышленнодоступных мономеров (этилен, пропилен, стирол и др.), что привело к громадному росту производства различных полимеров. Большинство этих полимеров в природе не существует, [c.13]

Фосфор — один из важных элементов для живых организмов. Тело человека в среднем возрасте содержит около 1600 г фосфора в пересчете на оксид фосфора РаОв, в том числе около 1400 г в костях, 130 г в тканях мышц, 12 г в мозге, 10 г в печени, 6 г в легких, 44 г в крови. Без фосфора невозможно образование хлорофилла и усвоение растениями углекислого газа. Признаки недостатка фосфора в растениях темно-зеленая, голубоватая, тусклая окраска листьев с появлением при отмирании черных пятен, задержка фаз развития растений (цветения и созревания), угнетенный рост, утолщение клеточных стенок. Поэтому фосфор входит в состав ферментов, витаминов, внесение фосфорных удобрений в почву не только повышает урожай, но и улучшает качество продуктов. Начало промышленному производству фосфорных удобрений положено работами Ю, Либиха. Он предложил превращать нерастворимый в воде фосфат кальция действием серной кислоты в водорастворимый, легкоусвояемый растениями дигидрофосфат кальция. Первоначально сырьем для его получения служили кости животных, но уже в 1857 г. Ю. Либих показал, что столь же хорошее удобрение получается при обработке серной кислотой минеральных фосфатов. [c.161]

В настоящий момент появились сообщения о создании дизельного топлива на основе липидов с использованием ферментов липидного обмена. Данный факт открывает широкие перспективы создания высокоэффективных наукоемких производств с получением важных продуктов потребления в различных на первый взгляд направлениях, но все они объединяются использованием пероксисоединений. В дальнейшем предусматривается рассмотрение принципиальных схем совмещенных технологий, имеющих важное значение в экологическом плане. [c.14]

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]

Особенно нежелательна для производства вода с большой же костью. Для проведения всех технологических процессов требуе слабокислая реакция среды (pH 4,5—5,5). Так, разваривание кр малсодержащего сырья протекает тем быстрее и полнее, чем же pH. При pH 4,5—5,5 крахмал скорее осахаривается амилоли ческими ферментами pH 5—5,5 наиболее благоприятен для сп тового брожения. Нейтральная и слабощелочная реакция сре способствуют развитию кислотообразующих бактерий. В щелочг среде брожение направляется в сторону образования глицерина. [c.30]

Многие работы в области химии крахмала прямо или косвенно связаны с изучением его набухания, клейстеризации и растворения. В производстве спирта из крахмалистого сырья эти свойства имеют первостепенное значение от них зависит атакуемость крахмала амилолитическими ферментами. [c.79]

Для живого организма характерна кооперативность н жесткая запрограммированность последовательности действия ферментов. При нарушении структуры (отсутствии координации) ферменты не утрачивают каталитическую функцию, на чем основано пх применение, в частности, для осахаривания крахмала в спиртовом производстве. [c.115]