Аминокислоты получение в промышленных

С каждым годом все большее число разнообразных процессов микробиологического синтеза реализуется в промышленных условиях, Промышленная биотехнология становится новым перспективным направлением, открывающим необозримые горизонты использования продуктов биосинтеза микроорганизмов в народном хозяйстве. Увеличивается число биохимических заводов и комбинатов по производству уже освоенной продукции микробиологического синтеза — ферментных препаратов, витаминов, кормовых антибиотиков, аминокислот, микробиологических препаратов для борьбы с вредителями растений, кормовых дрожжей и др. Широким фронтом ведутся исследования по получению и технологии производства новых биологически активных препаратов, разрабатываемых с использованием современных достижений молекулярной генетики и генной инженерии. К перспективным задачам промышленной биотехнологии относится также реализация микробиологических процессов, направленных на решение энергетической проблемы, в том числе производство биогаза, топливного этанола, метана, топливного водорода с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов и др. [c.3]

Эффективным представляется использование аминокислот как пищевых добавок, имеющее двоякое значение в качестве лечебных компонентов, а также для улучшения питательной ценности пищевьгх продуктов и придания им оптимальных вкусовых свойств. Так, глутаминовая кислота, помимо фармакологического эффекта, улучшает вкус мясных продуктов, является весьма важным ингредиентом при консервировании и замораживании. Многие другие аминокислоты также улучшают вкус тех или иных пищевых продуктов. Термическая обработка пищи в присутствии таких аминокислот, как валин, метионин или глицин, приводит к получению своеобразного аромата мясных или хлебобулочных изделий. о-Триптофан во много раз слаще сахарозы и может использоваться для диабетического питания. В пищевой промышленности такие аминокислоты, как глицин, лизин, цистеин, используются в качестве антиоксидантов, стабилизирующих ряд витаминов, например аскорбиновую кислоту, и замедляющих пероксидное окисление липидов. Кроме того, будучи сладким на вкус, глицин применяется в пищевой промышленности при производстве приправ и безалкогольных напитков. [c.27]

Учитывая, что одноступенчатый способ получения L-лизина в настоящее время в нашей стране является единственным промышленным способом получения этой аминокислоты, далее подробно остановимся на влиянии условий выращивания продуцентов на процесс биосинтеза микроорганизмами L-лизина. [c.29]

Не менее важными направлениями исследований являются иммобилизация клеток и создание методами генотехники (генного инженерного конструирования) промышленных штаммов микроорганизмов —продуцентов витаминов и незаменимых аминокислот. В качестве примера медицинского применения достггжений биотехнологии можно привести иммобилизацию клеток щитовидной железы для определения тиреотропного гормона в биологических жидкостях или тканевых экстрактах. На очереди-создание биотехнологического способа получения некалорийных сластей, т.е. пищевых заменителей сахара, которые могут создавать ощущение сладости, не будучи высококалорийными. Одно из подобных перспективных веществ —аспартам, который представляет собой метиловый эфир дипептида—аспартилфенилаланина (см. ранее). Аспартам почти в 300 раз слаще сахара, безвреден и в организме расщепляется на естественно встречающиеся свободные аминокислоты аспарагиновую кислоту (аспар-тат) и фенилаланин. Аспартам, несомненно, найдет широкое применение [c.164]

Таким образом, расширение производства аминокислот стало возможным благодаря изменению технологии получения промышленных биокатализаторов и снижению затрат при их производстве. [c.98]

Получение аминокислот в промышленных условиях осуществляется посредством химического или микробиологического синтеза. [c.21]

Получение аминокислот в промышленном масштабе привлекает к себе большое внимание, поскольку от этого зависит решение многих проблем, включая и вопросы приготовления того или другого (<а иногда и обоих) оптически активных изомеров. С теоретической точки зрения существуют два пущ получения аминокислот выделение их из природных продуктов и химический синтез с последующим разделением рацемата. [c.141]

Составы аминокислот, полученных в результате жизнедеятельности дрожжевых грибов, развивающихся на нормальных алканах нефтяного происхождения и на сахарах [22], а также на другом сырье, содержащем нормальные алканы, оказались близкими, а экономика прессов сопоставима [22]. В настоящее время основным сырьем служат нефтяные нормальные алканы. Процессы ферментации могут различаться по используемой культуре микроорганизмов, аппаратурному оформлению, режиму, хотя принципиально они близки. Так, во Франции работает промышленная установка производительностью 50 т биомассы в сутки с использованием в качестве сырья тяжелого газойля, содержащего 10 % алканов [23, 24]. Английская фирма Бритиш Петролеум использовала две схемы производства кормовых протеинов из очищенных нормальных алканов и из алканов нефтяного газойля [26]. [c.326]

Фирма Карбид путем конденсации и дегидратации формальдегида и ацетальдегида получает акролеин, являющийся сырьем для производства глицерина по новому методу, разработанному фирмой Шелл . Акролеин — весьма реакционноспособное вещество. Он применяется для получения многих производных, в том числе димера акролеина и глутарового альдегида. Большие возможности заключаются в использовании акролеина и его производных в производстве полиуретанов, полиэфирных смол, аминокислот, различных химикатов для текстильной промышленности и пластификаторов. [c.100]

Способность аминокислот образовывать амиды используется в промышленности для получения высокомолекулярных соединений полиамидной природы методом поликонденсации, как это показано на схеме для аминокапроновой [c.169]

Используется Ь1А1Н4 и при промышленном производстве стероидов (прегнан), аминокислот (лизин), алкалоидов (мескалин, морфин). Промышленный синтез морфина удалось осуществить благодаря получению уЗ-6-дигидродезоксикодеина из соответствующего лактама [c.146]

На основе культивирования микроорганизмов с целью получения чистых препаратов аминокислот применяются промышленные технологии, включающие одноступенчатый и двухступенчатый синтез аминокислот. При одноступенчатом синтезе в промышленных культиваторах выращивают ауксотрофные мутанты, являющиеся сверхпродуцентами тех или иных аминокислот. После завершения рабочего цикла их выращивания производится отделение культуральной жидкости от клеток [c.275]

Среди возможных способов получения аминокислот в промышленном масштабе наибольшее значение имеют микробиологический и химический. В современной мировой практике с помощью микробиологического синтеза получают около 60% всего объема производимых аминокислот. И, видимо, в дальнейшем с ростом мощности предприятий и номенклатуры выпускаемых готовых -форм препаратов отдельных аминокислот доля микро- [c.10]

Невосстанавливающий дисахарид сахароза образуется при соединении о-глюкозы и о-фруктозы и является самым распространенным сахаром и важной составной частью пищи человека. Сырьем для промышленного получения сахарозы служат сахарная свекла и сахарный тростник. При гидролизе сахарозы образуется смесь о-глюкозы и о-фруктозы, которая называется инвертным сахаром, так как характеризуется в отличие от исходной сахарозы отрицательным вращением из-за наличия сильно левовращающей о-фруктозы. Из инвертного сахара получают очень чистую о-глюкозу, которая используется в медицине (например, для искусственного питания). С помощью микробов из сахарозы получают аминокислоту лизин, которую добавляют к кукурузным кормам (содержащим недостаточное его количество), значительно улучшая их кормовую ценность. [c.212]

Присоединение цианистого водорода к альдегидам и кетонам ведет к образованию циангидринов, являющихся важным полупродуктом для получения многочисленных применяемых в промышленности нитрилов. В промышленном синтезе [-метионина — ценного компонента кормов в птицеводстве и животноводстве — используется классический синтез аминокислот [401 [c.228]

В книге впервые систематизированы сведения по получению аминокислот, витаминов, липидов, микробных полисахаридов, по трансформации органических веществ. Для их производства служат отходы пищевой промышленности, которые не всегда рационально используются. [c.2]

Все методы синтеза, описанные в атом разделе, приводят к получению рацемической смеси оптических изомеров а-аминокислот. Поскольку классические методы разделения таких рацемических смесей отнимают много времени и средств, в тех случаях, когда требуется получить большие количества ь-аминокислот, в качестве исходных продуктов используют природные соединения. Так, например, глутаминовую кислоту, полученную гидролизом клейковины пшеницы, применяют для изготовления ее мононатриевой соли. За год во всем мире производится несколько сотен тысяч тонн глутамата натрия. Для получения глутаминовой кислоты в промышленном масштабе применяют различные методы, что обусловлено экономическими факторами однако все их объединяет то, что сама природа заботится об энантиомерной гомогенности конечного продукта. [c.392]

В результате обмена веществ из клеток микроорганизмов выделяются многие вещества, получение которых может представить интерес для микробиологической промышленности. Эти вещества делят на продукты энергетического обмена веществ и продукты биосинтеза. К первым относятся уксусная и молочная кислоты, этиловый спирт и др. Микробиологические процессы, ведущие к образованию этих веществ, называют брожением. В результате биосинтеза образуются ферменты, токсины, антибиотики, аминокислоты, витамины, пуриновые и пиримидиновые основания и другие продукты конструктивного обмена веществ, диссимиляции или автолиза. [c.40]

Аминокислоты можно получить химическим синтезом, но в этом случае образуется трудно разделимая рацемическая смесь Ь- и /)-форм аминокислот. Биологически активными и потому используемыми в питании человека и животных являются -аминокислоты, исключение составляет только метионин. В Советском Союзе освоен мегод промышленного получения 0-, -метионина химическим синтезом. [c.157]

Одним из сушественных преимуществ данного процесса, имеющего большое значение для промышленного производства, является то, что он протекает в одну стадию и обеспечивает получение только ь-стереоизомера аспарагиновой аминокислоты. [c.23]

При нехватке одной из аминокислот в белке он становится недостаточно полноценным и не полностью усваивается организмом. Поэтому аминокислоты, полученные синтетическим или микробиологическим путем, должны добавляться в пищу для повышения ее полноценности. Для этой цели широко используется, например, лизин, которого недостает в растительной пище (белке пшеницы). Смеси аминокислот применяются в медицине, для питания больных. Отдельные аминокислоты используют в разнообразных синтезах, в аналитической химии, некоторые аминокислоты применяются в пищевой промышленности в качестве вкусовых добавок. Для этой цели используется, например, мононатриевая соль глутаминовой кислоты, придающая продукту вкус н запах куриного бульона. [c.186]

Так как в пищевой промышленности и медицине применяют только ь-изомеры аминокислот, рацемические смеси необходимо разделять на отдельные энантиомеры. Для этой цели используют различные хроматографические методы, в том числе и основанные на ионном обмене. Химические методы разделения, связанные с взаимодействием рацематов с определенными асимметрическими соединениями, достаточно сложны и не находят применения в промышленных условиях. Гораздо более эффективным является ферментативный метод разделения рацематов аминокислот, впервые разработанный и использованный японскими исследователями. В основу метода положена способность фермента ацилазы ь-аминокислот специфически гидролизовать только ацилированные ь-аминокислоты без воздействия на О-сте-реоизомеры. Ацилированные аминокислоты, полученные методом химического синтеза, подвергаются воздействию иммобилизованного фермента ацилазы, причем после полного ферментативного гидролиза образуется смесь ацилированной о-аминокислоты и свободного ь-стереоизомера, легко разделяющиеся простой кристаллизацией или посредством ионообменной хроматографии. [c.22]

Одной из первых аминокислот, полученных из коринебактерий методом микробиологического синтеза в промышленных условиях, была ь-глутамино-вая аминокислота. Усиление синтеза этой аминокислоты подавляет ее дальнейшее образование по принципу обратной связи, поэтому целесообразно в питательную среду вводить поверхностно-активные вещества и жирные кислоты для увеличения проницаемости клеточных мембран и элиминации глутаминовой кислоты из клетки. [c.23]

К важнейшим отраслям биоиндустрии (рис. 1.1) следует отнести некоторые отрасли пищевой промышленности (широкомасштабное выращивание дрожжей, водорослей и бактерий для получения белков, аминокислот, витаминов, ферментов) сельское хозяйство (клонирование и селекция сортов растений, производство биоинсектицидов, выведение трансгенных животных и растений) фармацевтическую промышленность (разработка вакцин, синтез гормонов, антибиотиков, интерферонов, новых лекарственных препаратов) экологию — защиту окружающей среды и устранение загрязнений (очистка сточных вод, переработка хозяйственных отходов, изготовление компоста и др.). [c.7]

Известно, что синтез аминокислот в клетке ведется очень экономно и целенаправленно, под контролем специальных регулирующих систем. Регуляторный контроль обычна осуществляется по принципу обратной связи на уровне начального фермента или ферментов данного специфического пути образования метаболита. В случае значительного повьш1ения уровня конечного продукта (в данном случае лизина) включается механизм регуляции и один из ферментов в цепи последовательных превращений блокируется, синтез прекращается. Цель этого регулирования предотвратить избыточное образование и накопление данного метаболита, потребность в котором организма в настоящий момент полностью удовлетворяется. Но такая безупречная логика синтеза существует лишь у микроорганизмов, не имеющих нарушений и дефектов в этом. механизме. В природных условиях такие нарушения достаточно редки, но они все же встречаются. Например, найдено немало природных микроорганизмов, обладающих способностью к сверхсинтезу глутаминовой кислоты, аланина, валина. В то же время таких продуцентов по лизину, гомосерину, треонину и некоторым другим аминокислотам в природных условиях найдено не было. Для получения промышленных продуцентов пришлось пойти по пути получения мутантов, имеющих генетический дефект [c.26]

Одним из примеров подобных синтезов является синтез аминокислот. Огромное промышленное значение имеет синтез о-аминобензойной, или антраниловой, кислоты (также применяемой для получения индиго— стр. 488). Синтез заключается в действии на фталимид гипохлорита в щелочной среде [c.389]

В основу метода получения В,Ь-изолейцина положен ги-дантоиновый синтез по способу Бухерера 1]и Штреккера [2], состоящий в превращении альдегида в циангидрин, дающий при обработке карбонатом аммония замещенный гидантоин. При гидролизе последнего едкими щелочами образуется аминокислота. Этот метод может быть положен в основу промышленного способа получения 0,Ь-изолейцина, так как Ш1 технологически удобен и дает высокий выход аминокислоты. [c.132]

Одним из примеров подобных синтезов является синтез аминокислот. Огромное промышленное значение имеет синтез орто-аминобензойной, или антраниловой, кислоты (применяемой для получения ценного красителя индиго — стр. 532). Синтез заклю- [c.426]

Из данных таблицы видно, что по составу аминокислот протеинсодержащие вещества, полученные из нормальных алканов, не уступают протеинсодержащим веществам, полученным из других традиционных источников. Обращает на себя внимание образование таких незаменимых аминокислот, как лизин и метионин, получаемых в настоящее время в промышленных условиях в качестве [c.205]

Нитрилы легко. могут быть лолучены синтезом по Кольбе (см, разд. Г,2.5,8), реакциями цианэтилирования, синтезами с циануксусным эфиром и другими способами [см. схемы (r.7.1i2 2) и (Г.7.197)]. Омыление нитрилов бывает обычно последней стадией этих синтезов и поэтому имеет большое препаративное и промышленное значение для получения карбоновых кислот. Окси- и аминокислоты тоже могут быть получены через их циангидрины (см. разд. Г,7.2.1) или по методу Штрекера [ом. схему (Г.7.107)]. Примеры синтезов можно найти выше в цитированных разделах. [c.110]

Обладая высокой степенью избирательности, ферменты используются живыми организмами для осуществления с высокой скоростью огромного разнообразия химических реакций они сохраняют свою активность не только в микропространстве клетки, но и вне организма. Ферменты нашли широкое применение в таких отраслях промышленности, как хлебопечение, пивоварение, виноделие, чайное, кожевенное и меховое производства, сыроварение, кулинария (для обработки мяса) и т.д. В последние годы ферменты стали применять в тонкой химической индустрии для осуществления таких реакций органической химии, как окисление, восстановление, дезаминирование, декарбоксилирование, дегидратация, конденсация, а также для разделения и вьщеления изомеров аминокислот Ь-ряда (при химическом синтезе образуются рацемические смеси Ь- и О-изомеров), которые используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Овладение тонкими механизмами действия ферментов, несомненно, предоставит неограниченные возможности получения в огромньгх количествах и с большой скоростью полезных веществ в лабораторных условиях почти со 100% выходом. [c.163]

Наиболее перспекттен и экономически выгоден микробиологический синтез аминокислот. Более 60 % всех производимых в настоящее время промышленностью высокоочищенных препаратов белковых аминокислот получают именно этим способом, главное преимущество которого в сравнении с методами химического синтеза состоит в возможности получения L-аминокислот на основе возобновляемого сырья. [c.42]

Исходя из изложенного, для самостоятельного изучения а классс предлагаются следующие темы и вопросы полиэтилен и полипропилен, получение ацетилена из метана, нефтепродукты и их применение, промышленный синтез этилового спирта, применение альдегидов (при наличии кинофильма Фенолфор-мальдегидные пластмассы ), муравьиная и уксусная кислоты, гидролиз жиров в технике, гидрирование жиров, аминокислоты, синтетическое волокно капрон. Остальные темы и вопросы, обозначенные в таблице 14, изучаются учащимися дома. [c.156]

Реакции катализируемого циклопропанирования используют в промышленности в основном для получения инсектицидов на основе эфиров хризантемовой кислоты (1). Эти соединения являются одними из наиболее эффективных известных пестицидов. Для соединения (1) возможно существование четырех изомеров, из которых только один обладает высокой биологической активностью. В исследованиях, направленных на селективное получение этого изомера, важную роль играет асимметрическое циклопропанирование [16]. Поскольку переходный металл входит в переходное состояние, лигандное окружение каталитического центра может влиять на стереохимию реакции. Реакция Симмонса — Смита с использованием хиральных субстратов и циклопропанирование диизосоединениями в присутствии хиральных комплексов меди обычно дают низкие оптические выходы (<10%). Однако в результате тщательного подбора катализатора, лиганда и диазосоединения при использовании медного катализатора был достигнут прекрасный оптический выход одного из изомеров [17]. Так, из этилдиазоацетата в присутствии хирального медного катализатора (2), полученного из оптически активной а-аминокислоты, хризантемовый эфир образуется с приемлемым оптическим выходом (60—70%). При использовании хирального диазосоединения (например, -ментил-диазоацетата) оптический выход существенно возрастает (80— 90%) [схема (3.14)]. [c.77]

В качестве примера иммобилизации ферментов и использования их в промышленности приводим схему непрерывного процесса получения аминокислоты аланина и регенерации кофермента (в частности, НАД) в модельной системе. В этой системе исходный субстрат (молочная кислота) подается при помощи насоса в камеру-реактор, содержащий иммобилизованные на декстране НАД и две НАД-зависимые дегидрогеназы лактат- и аланиндегидрогеназы с противоположного конца реактора продукт реакции —аланин—удаляется с заданной скоростью методом ультрафильтрации. [c.164]

Ежегодно в мире производится более 200 тыс. тонн аминокислот, которые используются в основном как пищевые добавки и компоненты кормов для скота. Традиционным промышленным методом их получения является ферментация, однако все большее значение приобретают химические и особенно ферментативные методы синтеза различных аминокислот. Наибольший удельный вес в промышленном получении аминокислот имеет лизин и глутаминовая кислота, в больших количествах производят также глицин и метионин. Аминокислоты, особенно незаменимые, т. е. не синтезирующиеся в организме, представляют большой интерес в первую очередь для медицины и пищевой промышленности. Фенилаланин является предщественником ряда гормонов, осуществляющих многие регуляторные реакции в организме, метионин — основной донор метильных группировок при синтезе адреналина, креатина, а также источник серы при образовании тиамина, валин участвует в синтезе пантотеновой кислрты, треонин — предшественник витамина B 2 и т. д. Следовательно, дефицит аминокислот, способствующий нарушению многих обменных процессов, должен восполняться за счет введения соответствующих экзогенных аминокислот.- [c.26]

Аминокислоты щироко применяются в пищевой промышленности - в качестве усилителей вкуса и аромата, антиоксидантов и пищевых добавок в сельском хозяйстве - в качестве кормовых добавок в медицине - для терапии послеоперационных больных в химической промышленности -в качестве исходных веществ при синтезе полимеров и производстве косметических средств (табл. 12.1). По оценкам, ежегодно в мире производится более 800 ООО т аминокислот стоимостью более 5 млрд. долларов. При этом больше половины общего объема производства приходится на долю L-глутаминовой кислоты, которая используется для получения широко известного усилителя вкуса и аромата - глутамата натрия. [c.255]

Глюкоза и другие моносахариды, получаемые в результате гйдролиза природных полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлоз, крахмала) являются важнейшими компонентами питания человека, животных и микроорганизмов и служат дешевым источником сахаров для удовлетворения постоянно возрастающей потребности в сырье пищевой, микробиологической, медицинской и химической отраслей промышленности Из глюкозы с помощью разнообразных химических, ферментативных и микробиологических процессов получают белковые и ферментные препараты, фруктозу и другие сахаристые вещества, аминокислоты, органические соединения разных классов, в том числе кислоты, спирты, антибиотики, важнейшие мономеры и т д Очевидно, что развитие химической и биохимической технологии приведет к значительному расширению ассортимента полезных продуктов С проблемой гидролиза полисахаридов тесно связана разработка новых подходов к биоконверсии энергии, поскольку гидролитическая стадия играет важную роль в получении газообразного топлива (биогаза) из растительной биомассы Особенно важной представляется возможность получения из глюкозы этанола с целью его использования в качестве топлива (или добавки к традиционному жидкому топливу) для двигателей внутреннего сгорания [c.4]

Пептидный синтез служит надежным средством доказательства строения природных пептидно-белковых веществ. Синтетические пептиды широко используются для структурно-функциональных исследований. С помощью химических методов удается получать аналоги биологически активных пептидов, в том числе циклические производные с заданными свойствами (например, с пролонгированным, усиленным или избирательным действием), а также аналоги с остатками небелковых аминокислот. Синтетические пептидные фрагменты белков применяются для изучения их антигенных свойств и получения специфичных к отдельным участкам полипептидных цепей антител, используемых в структурно-функщюналь-ном анализе и в создании диагностикумов и вакцин. Методами пептидного синтеза получаются (в том числе и в промышленном масштабе) многие практически важные препараты для медицины и сельского хозяйства. [c.124]

Аминокислоты с помощью микроорганизмов получают 50 ыкогих странах. В нашей стране с 1971 г. в промышленных масштабах мнкробиологаческим путем получают только лизин, но ведутся широкие исследования по получению с помощью микроорганизмов глутаминовой кислоты, триптофана и других аминокислот. [c.26]

Аналогичным образом могут быть синтезированы и некоторые другие практически важные L-aминoки лoты, в частности, тирозин, 3,4-диоксифенилаланин. Использование ацилаз аминокислот позволяет разделить их Ь- и В-изомеры. В Японии создано производство Ь-яблочной кислоты из фумаровой на основе использования бактериальной фумаразы. Эта кислота применяется как заменитель лимонной кислоты в пищевой и фармацевтической промышленности. Ряд реакций трансформации, ведущих к получению стероидных препаратов, основан практически на ферментативной активности нерастущих клеток микроорганизмов. [c.64]

Главными целевыми продуктами наиболее крупных действующих микробиологических производств являются микробный кормовой и пищевой белок, аминокислоты, ферменты и антибиотики. Кроме того, микроорганизмы используются для промышленного получения органических кислот (лимонной, уксусной, молочной, итаконовой, глюконовой и др.), этанола, витаминов (В12, аскорбиновой кислоты, р-каротина и рибофлавина) и различных ароматизаторов. [c.5]