Производство незаменимых аминокислот

В последние годы широкое применение в народном хозяйстве и медицине находят различные аминокислоты. Особое значение они имеют для сбалансирования белкового питания. Некоторые пищевые и кормовые продукты не содержат в своем составе необходимых количеств незаменимых аминокислот, в частности лизина. К таким продуктам относятся пшеница, кукуруза, овес, рис и ряд других. Для ликвидации возможного дисбаланса аминокислоты используют в чистом виде или вводят в состав комбинированных кормов, выпускаемых промышленностью. Поэтому основной сферой применения аминокислот следует считать создание рационов, позволяющих понизить содержание растительных белков в кормах. Показано, что искусственные смеси аминокислот позволяют экономить расход естественных кормов. Кроме добавок к кормам сельскохозяйственных животных, аминокислоты используются в пищевой промышленности. Применяются они и при изготовлении ряда полимерных материалов, например синтетической кожи, некоторых специальных волокон, пленок для упаковки пищевых продуктов. Ряд аминокислот или их производных обладают пестицидным действием. Метионин и у-аминомасляная кислота широко применяются как лекарственные средства. Удельный вес применения аминокислот в различных отраслях хозяйства может быть продемонстрирован на примере Японии, где на долю пищевой промышленности приходится 65% всех производимых в стране аминокислот, на животноводство — 18, для медицинских целей — 15 и на прочие нужды — 2 %. Мировой уровень производства аминокислот достигает в настоящее время нескольких миллионов тонн в год. В наибольших количествах в мире вырабатываются L-глутаминовая кислота, L-лизин, DL-метионин, L-аспарагиновая кислота, глицин. Основными способами получения аминокислот являются следующие экстракция из белковых гидролизатов растительного сырья, химический синтез, микробиологический синтез растущими клетками, при использовании иммобилизованных микробных клеток или ферментов, выделенных из микроорганизмов. [c.338]

Производство аминокислот год от года увеличивается. Особый интерес представляет промышленное получение незаменимых аминокислот. [c.359]

Возможны три способа промышленного получения незаменимых аминокислот гидролиз белков растительного и микробного происхождения, микробиологический, а также химический синтез. 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-формы. D-Формы аминокислот не превращаются ферментными системами этих организмов, а некоторые из них токсичны для человека и животных. Исключением в этом отношении является аминокислота метионин, у которой биологически активны как D-, так и L-формы, в связи с чем данная аминокислота производится преимущественно методом химического синтеза. Технологически получение аминокислот за счет гидролиза белков экономически менее выгодно, поэтому не получило широкого распространения. [c.275]

Микробиологический синтез триптофана. Наряду с лизином разработаны промышленные технологии получения кормовых и высокоочи-щенных препаратов другой незаменимой аминокислоты — триптофана. Для производства этой аминокислоты применяется как одноступенчатый синтез с помощью бактериальных ауксотрофных мутантов с нарушенной регуляцией, так и двухступенчатый синтез, включающий вначале получение предшественника триптофана, а затем его ферментативное превращение в конечный продукт — триптофан. [c.281]

ПРОИЗВОДСТВО НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ [c.274]

На основании полученных данных можно сделать вывод о целесообразности предложенной технологии, поскольку ее применение позволяет решить как проблему переработки жиросодержащих отходов мясоперерабатывающего производства, так и получить ценный продукт - дрожжевую биомассу, являющуюся источником незаменимых аминокислот. [c.212]

Капролактам используют главным образом в качестве мономера для производства поликапролактама, перерабатываемого в капроновое волокно и полиамидные пластические массы. Незначительное количество капролактама применяется в качестве полупродукта для получения незаменимой аминокислоты L-лизина (а,е-диаминокапроновая кислота). [c.345]

Следует отметить, что получение основных, незаменимых аминокислот из активного ила связано со сложной технологией, вполне оправданной экономически. Значительно более простым является производство аминокислотной смеси — комплекс-амина, который весьма полезен как добавка к растительным и другим кормам для животных. [c.181]

Белки связаны с множеством самых разнообразных областей практической жизни. Они являются необходимыми составными элементами продуктов питания, и их недостаточное количество, а тем более отсутствие в пище, может привести к серьезным заболеваниям. Пищевую ценность белков определяет их аминокислотный состав, т. е. наличие в них незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организме и вводимых извне с пищевыми продуктами. Многие отрасли пищевой промышленности имеют дело с переработкой белков (мясных, рыбных, молочных продуктов, растений и др.). Белки используют и в легкой промышленности достаточно назвать производства белковых пластмасс, ко- [c.38]

Полноценность пищи для человека и кормов для сельскохозяйственных животных определяют помимо белков и содержащиеся в них незаменимые аминокислоты. Поэтому непосредственно к проблеме производства белковых препаратов примыкает проблема получения ами- [c.6]

Аминокислоты являются важнейшими соединениями, которые активно участвуют в обмене веш еств всех живых существ на Земле. В мире налажено промышленное производство аминокислот, объем производства составляет около 1 млн. т в год, что в денежном исчислении составляет около 3 млрд. долларов. В промышленных масштабах микробиологическим и химическим способом получают 30 аминокислот аланин, глицин, лизин, гистидин, цистин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, триптофан и др. Из незаменимых аминокислот налажено широкое производство Х-лизина, В-и Ь-метионина, Ь-триптофана и Ь-треонина. Кроме этих аминокислот в больших количествах производят 1>-глутаминовую кислоту и глицин. Главным разработчиком новых технологий аминокислот является Япония. На долю глутаминовой кислоты в мировом производстве аминокислот приходится 64%, производство О- и Ь-метио-нина составляет 24%, -лизина - 7%. Все остальные 27 аминокислот составляют примерно 5% от общего объема производства аминокислот в мире. [c.114]

Особенно интересно изучение возможности производства синтетических пищевых продуктов, вполне заменяющих натуральные по пищевой ценности и подобных им по внешнему виду и вкусу. Главная идея в том, чтобы в этих продуктах заменить белок набором синтетических минокислот (на которые белок так или иначе расщепляется при попадании в организм) при этом может быть обеспечено оптимальное содержание незаменимых аминокислот, В СССР исследования в этой области были начаты акад. А, Н, Несмеяновым, [c.339]

Наряду с производством ферментных препаратов, выделяемых из микробных клеток, разработаны технологии получения биопрепаратов на основе живых микроорганизмов — симбионтов желудочно-кишечно-го тракта животных, которые в процессе своей жизнедеятельности синтезируют различные ферменты, витамины, незаменимые аминокислоты, антибиотики, вещества, обладающие гормональным действием, и таким образом активно участвуют в процессах пищеварения и синтеза веществ, не образующихся в клетках животных, защите от микробной инфекции. [c.294]

Производству аминокислот в СССР после кормового белка уделяется наибольшее внимание. Это обусловлено прежде всего высокой питательной ценностью получаемых на их основе кормов и отдельных продуктов питания. Недостаток в рационе (дефицит) отдельных аминокислот, особенно незаменимых, которые не синтезируются в достаточном количестве и с необходимой скоростью в организме животного или человека, отрицательно сказывается на росте и развитии, может привести к различного рода заболеваниям. (К незаменимым аминокислотам относятся валин, аргинин, гистидин, лизин, лейцин, изолейцин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.) Добавка к рациону животных несколько десятых долей процента дефицитной аминокислоты может повысить кормовую ценность белка более чем в 2 раза. [c.10]

Среди соединений, получаемых биотехнологическими методами, аминокислоты занимают первое место по объему производства, и второе место по стоимости, уступая по последнему параметру лишь антибиотикам. Объем мирового производства аминокислот составляет более 500 тыс. т в год, из которых 300 тыс. т приходится на глутамат натрия, 100 тыс. т на лизин и 140 тыс. т на метимйш. Однако указанный объем — лишь небольшая доля от требу й ого количества аминокислот. По данным ВОЗ, потребность человечества всего лишь в четырех незаменимых аминокислотах составляет, млн т для лизина — 5, метионина — 4, треонина — 3,7 и триптофана — 2. [c.40]

Микробиологический синтез лизина. Белки семян зерновых культур (пшеницы, ячменя, кукурузы и др.) не сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и прежде всего лизина. Поэтому для удовлетворения потребностей животноводства в нашей стране, как и в ряде других стран (Япония, США, Франция, Испания, Югославия), организовано крупнотоннажное производство этой незаменимой аминокислоты. В основу производства положены технологии с использованием одноступенчатого микробиологического синтеза, которые включают промышленное культивирование ауксотрофных мутантов бактерий из рода СотупеЬас1егшт, способных к сверхсинтезу этой аминокислоты. Обычно у диких штаммов, из которых получены ауксотрофные мутанты, сверхсинтеза лизина не наблюдается, так как у них действуют механизмы саморегуляции. В клетках бактерий аминокислота лизин синтезируется из аспарагиновой кислоты через ряд промежуточных этапов, связанных с образованием полуальдегида аспарагиновой кислоты, дигидропиколино-вой кислоты и а,8-диаминопимелиновой кислоты, являющейся непосредственным предшественником лизина. Полуальдегид аспарагиновой кислоты является также одним из предшественников в синтезе аминокислот— треонина, метионина и изолейцина (схема I). [c.276]

В заключение следует отметить, что присутствие в составе культуральных жидкостей и биомассы микроорганизмов огромного количества ценных биологически активных веществ, зачастую недоступных для других способов их синтеза, ставит перед промышленной биотехнологией, проблему развития методов переработки своих продуктов для обеспечения максимально широкой номенклатуры и гаммы товарных форм. Поясним это на примере уже упоминавшегося белково-витаминного концентрата, целью производства которого являются кормовые концентраты, сбалансированные по незаменимым аминокислотам при общем повышении содержания усвояемого белка. Очевидно, что создание методов выделения белка из биомассы (50—70% ее состава) позволило бы получить концентрированный целевой продукт, а другие компоненты клетки — нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и т. п. — использовать как самостоятельные продукты, зачастую крайне дефицитные и необходимые, но малоценные для кормопроизводства и даже вредные для него, как, например, нуклеиновые кислоты. В перспективе можно было бы поставить вопрос о деполимеризации (гидролизе) белковых молекул и выпуске необходимых в кормопроизводстве дефицитных аминокислот — лизина, треонина, триптофана и других, с тем чтобы остальные аминокислоты использовать в технических целях. [c.30]

Вполне закономерно поэтому, что сформировалась перспективная научно-техническая отрасль—биотехнология, разрабатывающая научные основы производственных процессов, в которых используются принципы химических превращений, присущих биологическим объектам. Она включает техническую биохимию, микробиологию, генетическую инженерию, использование культур животных и растительных клеток, а также иммобилизованных ферментов (инженерная энзимология). Намечено выйти при посредстве биотехнологических схем на промышленное производство инсулина, гормона роста, интерферона, простагландинов, сахарных сиропов из целлюлозы и крахмала, растительных белков в качестве заменителей животных белков и др., а также резко увеличить производство ферментов, незаменимых аминокислот, питательных добавок к кормовым смесям и т. п. В последующих главах учебника, при рассмотрении отдельных разделов биохимии, будут приведены соответствующие конкретные материалы. [c.10]

Получение нетрадиционных пиш,евых продуктов связано с решением ряда научно-технических проблем поиск методов формования и структурирования смесей белков при переработке в продукты с необходимыми физико-химическими свойствами, придание продуктам необходимых цвета, вкуса и запаха с помощью пищевых красителей, вкусовых и ароматических добавок, регулирование состава и биологической ценности продуктов обогащением их аминокислотами, витаминами, микроэлементами и другими незаменимыми пищевыми добавками. Решение этих проблем невозможно без использования разнообразных продуктов малой химии специального качества, производство многих из них потребуется организовать заново. [c.25]

Важный резерв пищевого белка и витаминов — остаточные пивные дрожжи Sa haromy es arlsbergensis. Организм человека усваивает свыше 90 % всех питательных веществ, содержащихся в них. В составе этих дрожжей обнаружено около 14 витаминов, причем на долю витамина В, приходится 10 мг%, витамина В2 — 3 мг% они характеризуются хорошей сбалансированностью незаменимых аминокислот, белка (не менее 48 %). Пивные дрожжи могут с успехом применяться при производстве колбас в качестве заменителя казеина они повышают биологическую и витаминную ценность колбас, улучшают их вкус, аромат и другие показатели. Пивные дрожжи применяют в пищевой промышленности для ароматизации мяса, творога и изделий из них. Как правило, биомассу дрожжей при переработке в пищевой белок тщательно очищают. [c.12]

Зерновые культуры, особенно кукуруза, характеризуются дефицитом лизина. Клейковина, представляющая собой побочный продукт крахмального производства, может содержать 60— 85 % азотистых веществ, среди которых нехватка лизина и несбалансированность по незаменимым аминокислотам еще более выражена, чем в исходном зерне (табл. 12.2), ввиду удаления во время извлечения крахмала наиболее растворимых азотистых соединений (альбумины, глобулины), особенно богатых инте-)есующими нас аминокислотами, а также вследствие накопле-[ия белковой фракции (проламин) с очень низким содержа-[ием лизина. [c.579]

Можно предвидеть возможность широкого использования микробиологических процессов в сфере сельского хозяйства, особенно при создании аграрно-промышленных комплексов. Уже имеются межколхозные дрожжевые заводы, обсуждаются проекты создания биоцехов при кормозаготовительных пунктах для рационального использования местного сырья и превращения малоценных отходов сельскохозяйственного производства в богатые белками и незаменимыми аминокислотами кормовые продукты. [c.3]

Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

Среди других конденсированных гетероциклических систем в последние два-три десятилетия очень большое внимание уделяется химии индола. Это связано с широким расиространением производства индола в природных продуктах, таких, как триптофан (незаменимая аминокислота) и продукты его метаболизма — серотонин и иидолилуксусная кислота (гетероауксип). [c.100]

Есть много оснований считать, что в ближайшие 5—6 лет возникнет еш е одна новая область многотоннажной органической промышленности. Я имею в виду производство кормов или добавок к кормам. Сюда пренгде всего относятся разрабатываемые уже сейчас методы бактериального получения белков и жиров за счет разложения бактерий, питающихся нефтяным сырьем. Получающиеся белки содержат много незаменимых аминокислот. Быть может, применение веществ, обладающих сильным мутационным действием, позволит вывести новые штаммы нефтяных бактерий, которые будут менее прихотливы по отношению к строению углеводородов нефти и будут образовывать белки с гораздо большим содержанием незаменимых амино-кис.чот. Возможно, что удастся разработать и промышленные способы получения таких аминокислот прямыми химическими методами. Это заложило бы основу для начала решения проблемы искусственной пищи. [c.24]

В условиях интенсивно развивающегося животноводства крайне важна задача создания сбалансированных кормов. Одним из альтернативных путей ее достижения является биотехнологическое производство клеточных белков, полноценных по набору незаменимых аминокислот. Производство кормового белка [синонимы БВК, кормовые дрожжи, в зарубежной литературе — белок одноклеточных (8СР) ] основано на культивировании четырех категорий микроорганизмов бактерий, грибов, дрожжей и микроводорослей, используюших в качестве субстрата источников питания углеводы отходов сельскохозяйственной продукции, целлюлозно-бумажного производства, углеводороды нефти, простейшие спирты, газы (СО2, метан) и др. В настоящее время производство кормовых дрожжей только в СССР превысило 1 млн.т/год и характеризуется тенденцией неуклонного роста в прёдстоящее десятилетие. [c.119]

В промышленных масштабах в настоящее время получают (микробиологическим и химическим способами) 15 аминокислот аланин, глицин, лизин, гистидин, цистин, цистеин, аспарагиновую кислоту, аспарагин, серин, треонин, фенилаланин, триптофан, тирозин, аргинин, глутаминовую кислоту. Из незаменимых аминокислот налажено широкое производство -лизина, DL-uemoш на, -триптофана и -треонина. Кроме этих аминокислот в больших количествах производятся -глутаминовая кислота и глицин. Ведутся исследования по разработке способов получения других незаменимых аминокислот. [c.359]

Определение метионина (по Салливану-Мак-Карти). Метионин НзС—S—СНа—СНа—СН—NHa OOH (а-амино-7-метилтиол-н-масляная кислота) является незаменимой обязательной аминокислотой, определяющей полноценность белков и играющей важную роль в метаболизме. Он является источником метиль-ных групп при синтезе пектиновых веществ, а также имеет большое значение при синтезе холина, который относится к группе витаминов В. В сахарном производстве холин играет отрицательную роль как антикристаллизатор сахара (вредный азот). При переносе сульфгидриль-иых групп метионин является источником образования цистеина. [c.20]

Выражение "пищевые продукты и другие питательные вещества, используемые для производства продовольственных товаров" также включает некоторые другие продукты, например, продукты группы 28, используемые как минеральные добавки в пищевые приготовления, сахарные спирты товарной позиции 2905, незаменимые аминокислоты товарной позиции 2922, лецитин товарной позиции 2923, провитамины и витамины товарной позиции 2940, фракции крови животного происхождения товарной позиции 3002 для использования в пищевых приготовлениях, казеин и казеинаты товарной позиции 3501, альбумины товарной позиции 3502, пищевой желатин товарной позиции 3503, пищевые протеиновые вещества товарной позиции 3504, декстрины и другие пищевые модифицированные крахмалы товарной позиции 3505, сорбитол товарной позиции 3824, пищевые продукты группы 39 (такие как амилопектин и амилоза товарной позиции 3913). Следует отметить, что этот перечень продуктов является просто иллюстративньп и не является исчерпывающим. [c.360]

Производство многих аминокислот, в том числе и незаменимых, — крупнотоннажная отрасль химической промышленности. Однако с помощью химических методов получается смесь оптических изомеров аминокислот, иначе говоря, смесь L- и /)-амино-кислот, молекулы которых в Z,- и /)-форме представляют собой зеркальные изомеры. В химических реакциях эти изомеры практически неразличимы, однако человеческий организм усваивает лишь -аминокислоты (за исключением метионина). Для большинства биотехнолог1 ческих процессов /)-аминокислоты также не представляют ценности. [c.26]

Разработке промышленных способов производства L-триптофана как незаменимой аминокислоты в СССР уделяется большое внимание. Разработаны и освоены технологии получения L тpиптoфaнa с различной степенью его очистки, предназначенные для использования в медицине, сельском хозяйстве и практике научных исследований. Промышленные способы микробиологического производства состоят в проведении процесса биосинтеза как с помощью бактериальных штаммов-мутантов, недостаточных по тирозину и фенилаланину, так и путем трансформации различных предшественников в L-триптофан под действием ферментных систем некоторых дрожжей. [c.46]

Гидролизаты, полученные из верхового малоразло-жившегося торфа, являются также высокоэффективным субстратом для производства дрожжей и продуцентов аминокислот, липидов и каротиноидов (Получение..., 1977 Гайлитис, 1978 Богдановская и др., 1978). Выяснено (Богдановская, 1980), что аминокислотный состав белка дрожжей, выращенных на гидролизатах торфа, по количеству и качеству не уступает составу аминокислот белка этих же дрожжей, выращенных на солодовом сусле, в то же время количество метионина в них вдвое больше, а наличие незаменимых аминокислот — лизина, треонина, валина, лейцина — свидетельствует о высоком качестве белка этих дрожжей. [c.14]

В целом дрожжи andida urvata Д-66, выращенные на гидролизате смеси, состоящей из отходов картофелекрахмального и спиртового производства, по основным показателям удовлетворяют требованиям, предъявляемым к кормовым продуктам микробного синтеза, и могут быть использованы как эффективное кормовое средство. Добавление их к углеводно-протеиновому остатку, полученному после кислотного гидролиза мезги и барды, в соотношении 1 2 позволяет повысить биологическую ценность последнего на 13%. Это обусловлено более сбалансированным аминокислотным составом белка смеси дрож-ЖИ+остаток субстрата (табл. 11), в частности увеличением содержания таких незаменимых аминокислот, как лизин, треонин, цистин, триптофан. Одновременно в протеине смешанного корма снижается концентрация про-лина, что приводит к увеличению отношения (аргинин+ -Ьлизин)/пролин, и, следовательно, переваримости белка. [c.66]

Другая аминокислота, производство которой налажено в индустриальном масштабе,—L-изолейцин. Ее синтезируют из треонина и глюкозы при посредстве иммобилизованных клеток Serratia mar es ens с выходом до 4 г/л элюата с колонки реактора. Аналогичным образом получают еще одну незаменимую аминокислоту—L-лизин [c.144]

Проблема незаменимых аминокислот актуальна и в питании человека, которому необходимо ежедневно получать с пищей 1 г L-триптофана, 2—3 г L-треонина, по 2—4 г L-лейцина, L-метионина и L-фенилаланина, 3—4 г L-изолейцинаиЗ—5 г L-лизина. По мнению акад. А. Н. Несме5шова, высказанному в докладе на IX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии четверть века тому назад, индустриальный синтез восьми незаменимых аминокислот, способных заменить белок в питании человека, представляется вполне реальным и экономически оправданным. За прошедшие годы промышленное производство как незаменимых, так и заменимых L-аминокислот продвинулось далеко вперед и синтез некоторых из них занимает все более прочное место в ряду мероприятий, направленных на повышение полноценности белкового питания человека. [c.278]

Биотехнология. Микробиологический синтез. Кормовые добавки. В связи с начавшимся широким использованием аминокислот (особенно незаменимых , см. раздел 10] в качестве добавок в корма сельскохозяйственных животных и птицы промышленность использует теперь, кроме химических методов синтеза, также и биотехнологические приемы. Уже освоены производства глутаминовой и аспарагиновой кислот, треонина, аланина, триптофана, метионина и лизина с использованием в качестве сырья крахмала, мелассы и патоки. С той же целью уже реализовано производство микробиальной биомассы из гидролизата кератинсодержащего сырья (рога, копыта, перо). [c.488]

Микробиологический синтез. В связи с широким использованием аминокислот (особенно незаменимых , см. далее) в качестве добавок в корма сельскохозяйственных животных и птицы промышленность использует помимо химических методов синтеза и микробиологические методы. Уже освоено микробиологическое производство глутаминовой и аспарагиновой кислот, треонина, аланина, триптофана с использованием в качестве сырья крахмала, мелассы и патоки. [c.372]