Основные аминокислоты в белках производства

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

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]

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]

В плохо отфильтрованных сырых жирах могут присутствовать белковые и другие вещества. Эти примеси весьма нежелательны. В производстве их стараются удалить различными способами, так как они ухудшают товарный вид, способствуют порче жиров и увеличивают потери при рафинации и хранении жиров. Структурными элементами белков являются в основном аминокислоты. Белки состоят из углерода (50—55%), водорода (6,5—7,3%), азота (15—18%) и кислорода (21—24%). Кроме того, почти все белки содержат серу. Белки, обладая большой гидрофильностью, нерастворимы в жирах. Наличие белков в сырых жирах в состоянии коллоидных растворов объясняется тем, что они образуют молекулярные соединения с фосфатидами и вместе с ними растворяются в жирах. [c.132]

ФЕРМЕНТАЦИЯ. Биохимический процесс превращения веществ при переработке растительного и животного сырья. При Ф. главным образом формируются специфические свойства того или иного продукта, его вкус, цвет, аромат и др. Поэтому в пищевой, легкой и фармацевтической промышленности Ф.— основной технологический процесс. Примерами в этом отношении являются чайная, табачная, хлебопекарная отрасли промышленности. Предполагали, что Ф.—микробиологический процесс. Но в настоящее время благодаря исследованиям советских ученых окончательно установлен ферментативный характер этих превращений. Главную ро.иь в этом процессе играют ферменты, как ускорители процессов превращения веществ. Для нормального течения Ф. необходимо прежде всего разрушение тканей и клеток растительного и животного сырья, например помол зерна в мукомольно-хлебопекарном производстве, раздавливание виноградной ягоды в виноделии, томление и сушка табачного листа, скручивание завяленного чайного листа и т. д. Для нормального течения Ф. требуется также создание определенных условий — температура, относительная влажность воздуха и др. Чайный лист после завяливания подвергается скручиванию на специальных машинах — роллерах, где происходит разрушение тканей и клеток листа, содержимое которых подвергается биохимическим изменениям с участием ферментов. Листья чая содержат сложную смесь катехинов, которые при Ф. претерпевают окислительную конденсацию с образованием более сложных соединений. Катехины взаимодействуют не только между собой, но и с разными аминокислотами, образуя соединения, обладающие разными запахами, с сахарами, белками и другими соединениями. В результате сложных превращений при Ф. образуются цвет, вкус, аромат черного байхового чая. Ф. табака — автолитический процесс, происходящий в убитых тканях листьев после их томления и сушки. При этохм окончательно формируются характерные признаки качества табака, как сырья для получения табачных изделий. Изменяется химический состав табака, уменьшается содержание белкового азота и идет накопление растворимых азотистых соединений, ул1еньшается содержание никотина, идет распад углеводов, накопление ароматических со- [c.317]

Основным сырьем дрожжевых заводов служит меласса, являющаяся отходом свеклосахарных производств. В ее состав входят сахар, различные органические кислоты, вода и азотосодержащие вещества (белки, аминокислота и др.). [c.298]

До настоящего времени основной целью исследований в области молекулярной биотехнологии было получение различных белков. Однако технологию рекомбинантных ДНК можно использовать также для крупномасштабного производства многих ценных низкомолекулярных соединений - витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. д. [c.247]

Несмотря на разнообразие белков, их молекулы построены в основном из простых органических соединений типа а-аминокислот [23, 74]. Белки, как и полиамиды, содержат повторяющуюся пептидную группу. Белки могут быть выделены из молока (казеин), соевых бобов, земляных орехов и кукурузы (зеин). Казеин применяется для производства клея, а также в бумажной и пищевой промышленности. [c.248]

Если карбонизацию проводят путем дрожжевого брожения в закрытом чане, а вино оставляют созревать на дрожжевом осадке, то сложная последовательность химических реакций с участием ферментов, белков, аминокислот, липидов, полисахаридов и других макромолекул существенно меняет химический состав вина, его вкус и аромат, а также пенообразующие свойства. Этот аспект производства игристых вин так же важен для формирования органолептических свойств вина, как и аромат винограда [37]. Именно этим объясняется тот факт, что на основании лишь одних органолептических характеристик виноматериала невозможно предсказать, каким будет качество игристого вина [15]. Указанные химические реакции происходят последовательно, и среди игристых вин различают вина, выдерживавшиеся на дрожжевом осадке недолго и шампанизация которых обусловлена в основном брожением, и вина, длительное время выдерживавшиеся на дрожжевом осадке, у которых органолептические свойства формируются в основном именно этими химическими реакциями. [c.190]

Ведущее место в мире по производству БВК занимает фирма I I (Англия), которая с 1968 г. исследует микробиологический синтез протеина из метанола. В настоящее время эта фирма Bbij пускает товарный продукт под маркой Прутин , содержащий более 70% белка с хорошим соотношением основных аминокислот получено разрешение многих европейских стран на продажу и потребление данного продукта. В 1981 г. фирма сдала в эксплуатацию первую крупномасштабную установку по производству БВК номинальной мощностью 70000 т в год, и в этом же году предусматривалось выпустить 5000 т продукта [196]. [c.220]

Описание приборов. В 1912 г. Икеда и Сузуки [51] взяли патент на метод производства пищевкусового вещества . Этим веществом являлся глютаминат натрия, который получался гидролизом растительных белков кислотами, а после удаления избытка кислоты — электролизом смеси аминокислот в трехсекционном приборе. Глютаминовая кислота затем собиралась в анодной секции, где она соединялась с металлом анода. Затем соль разлагалась углекислым натрием и полученный глютаминат натрия перекристаллизовывался. Было также замечено, что основные аминокислоты могут быть изолированы из катодной секции, а нейтральные аминокислоты — из центральной секции. [c.240]

Амфолитные (амфотерные) ПАВ—соединения, содержащие в составе молекул оба типа групп — кислотную (чаще всего карбоксильную) и основную (обычно аминогруппу разных степеней замещения). В зависимости от pH среды они проявляют свойства как катионных ПАВ (при pH < 4), так и анионных (при pH 9—12). При pH 4—9 они могут вести себя как неионогенные соединения. К этому типу ПАВ относятся многие природные вещества, включая все аминокислоты и белки. Примерами их синтетических аналогов могут служить алкил аминокислоты— цетиламиноуксусная кислота С бНззКН —СН2СООН и др. Производство таких веществ достаточно сложно и дорого, и они не получили пока широкого распространения в качестве ПАВ. [c.95]

В отличие от сложных белков, белки одноклеточных организмов (БОО) используются как пищевая добавка. Обогащением белковыми добавками на основе БОО улучшают качество растительного белка. Эти добавки повышают содержание витаминов, микроэлементов, а главное — аминокислот, несинтезируемых многими растениями. Производство пищевых белков измеряется миллионами тонн в год и постоянно растет. Микробиологический синтез белка, продукт которого представляет собой инактивированную массу клеток, — основной [c.429]

Наряду с жирами и углеводами белки — основная составная часть пищи человека. В индустриальных странах главным источником пищевых белков являются продукты животного пронсхождення, в то время как в развивающихся странах в пище преобладают биологически неполноценные растительные белки. Для удовлетворения потребности постоянно растущего населения помимо увеличения производства животных и растительных продуктов, выведения сортов зерновых с повышенным содержанием недостающих аминокислот и повышения ценности биологически неполноценных растительных белков добавлением синтетических аминокислот все большее значение приобретает дальнейшее развитие микробиологических щюцессов получения белков одноклеточных микроорганизмов [10 — 15]. Микробиологические процессы основаны на способности определенных микроорганизмов использовать в обмене веществ в качестве источника углерода такие вешества, как углеводороды нефти, спирты или сырье, содержащее углеводы (крахмал, меласса, целлюлоза). Обзор важнейших процессов дан в табл. 3-1. [c.341]

Созданию современной аналитической хроматографии аминокислот предшествовало два очень важных события — разработка методов получения химически гомогенных белков (школа Норт-ропа, середина 30-х годов [1]) и организация промышленного производства ионообменных смол с последующим развитием ионообменной хроматографии (50-е годы). В промежуточный период были разработаны адсорбционная и распределительная хроматографии аминокислот (на бумаге и на колонках с сорбентами), оказавшиеся, однако, непригодными для решения практических задач. Так колоночная хроматография не нашла применения, главным образом, из-за несовершенства имеющихся в то время сорбентов, в основном природного происхождения. Тем не менее благодаря тщательному подбору условий анализа В. Стейну и С. Муру, лауреатам Нобелевской премии за 1972 г., удалось добиться вполне удовлетворительного разделения смеси аминокислот [2]. Однако этот метод оказался слишком трудоемким и также не нашел широкого применения, поскольку требовалась тщательная стандартизация крахмала, хроматографические свойства которого зависят от источника выделения и метода получения. [c.305]

Аминокислоты можно получить из природных материалов или приготовить путем химического синтеза. В первом случае обычно получают Ь-изомеры аминокислот аминокислоты, полученные методами химического синтеза (за исключением глицина, р-аланина и т. п.), представляют собой рацематы. Способы выделения аминокислот многообразны, и этому вопросу посвящена весьма обширная литература. Некоторые белки служат хорошим сырьем для получения определенных аминокислот клейковина (глютен) пшеницы служит основным сырьевым материалом для производства Ь-глутаминовой кислоты глютен кукурузы — хороший источник для выделения Ь-лейцина и Ь-тирозина Ь-ар-гинин можно получить из желатины и из крови. Продажные препараты Ь-аспарагина получают из побегов спаржи (ср. [14]). [c.91]

Для получения целевых продуктов многие отрасли промышленности используют растворы, содержаш,ие белки, аминокислоты, углеводы, жиры, витамины, неорганические соли и т. д. Это имеет место, напрпмер, при производстве лекарственных препаратов, пекарских и кормовых дрожжей, сахара. Присутствие этих веш,еств, а также некоторых других органических и неорганических соединений в растворе обусловливает его поверхностно-активные свойства, которые при соот-ветствуюш,их условиях (барботирование, перемешивание, нагревание) проявляются в интенсивном вспенивании. Так, одной пз причин обильного пенообразования сахарного сиропа является повышенное содержание в нем сапонина. Кроме того, пенообразованию сахарных сиропов способствуют такие вещества, как гуминовая кислота, бетаин и продукты распада белков — амины, амиды и аминокислоты. Стабильность пены продуктов бродильного производства, например, пива, солодовых напитков, определяется в основном наличием альбумина, желатины, солодового экстракта, таншша п др. Повышенное содержание азотистых веш,еств вызывает также обильное пенообразование плодово-ягодного варенья и экстрактов чайного листа. [c.197]

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]

Основными примерами твердофазной ферментации являются многие типы обработки ряда пищевых продуктов, применяющиеся в странах Востока. В этих процессах некоторые мягкие материалы (горох, бобы, отруби и т. п.) служат объектами микробной переработки (гидролиз крахмала и белков) с целью получения продуктов улучшенного качества (например, улучшение аромата продукта, обогащение его белком и аминокислотами). Примерами традиционной пищи на Востоке являются мисо, соевый соус и др., обычно изготавливаемые в "домашних" масштабах. Однако многие из этих блюд составляют основу крупных промышленных производств, требующих существенного биотехнологического оснащения. Подобные блюда и ароматизированные соусы медленно, но верно, распространяются на Запад и несомненно станут в недалеком будущем составной частью нашего ежедневного меню. [c.63]