Ферментация, получение белковых продуктов

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]

Современная биотехнология, видимо, лишь в малой степени может способствовать развитию этих традиционных производств. Все произошедшие здесь изменения заключались обычно в уменьшении времени ферментации в отдельных случаях процессы стали безмикробными. Впрочем, возможно дальнейшее усовершенствование процессов путем улучшения штаммов и контроля за ферментацией. Кроме того, соевые бобы могут стать тем сырьем, из которого на основе традиций восточной кухни для рынка как Запада, так и Востока можно будет получать совсем новые продукты ферментации. В этих случаях перерабатываются целые бобы, однако известны уже и полученные с помощью биотехнологии новые продукты из белков сои. Их вырабатывают путем контролируемого гидролиза белков сои ферментами микроорганизмов. Свойства таких продуктов (растворимость, вкус и т. д.) можно в определенной мере регулиро- [c.126]

Периодическую ферментацию с добавлением субстрата можно использовать для культивирования не только микроорганизмов, но и клеток млекопитающих и насекомых. Это очень важно, поскольку 1) такие культуры все шире применяются для получения белковых продуктов, имеющих медицинское значение 2) без периодического добавления субстрата животные клетки не очень эффективно синтезируют чужеродные белки. [c.353]

Обычно ферментацию проводят в течение 5 суток при pH 5,5— 7,7. После использования сахарозы (примерно через 30 часов) начинает заметно накапливаться витамин Вг, вначале — в мицелии, а затем — в культуральной жидкости. Всю биомассу можно подвергнуть высушиванию и полученный сухой продукт с остаточной влажностью 8%, содержащий 1,5—2,5% рибофлавина, 20% белка, тиамин, никотиновую кислоту, пиридоксин, цианкобаламин, микроэлементы и другие вещества, рекомендуют для кормления животных. [c.453]

Биологическая ценность белков — продуктов твердофазной ферментации, определенная методом химического скора, свидетельствует о том, что они лимитированы по сравнению со шкалой ФАО по серусодержащим аминокислотам, в то же время количество других аминокислот превышает требуемый уровень, что дает основание рекомендовать некоторые грибы в качестве продуцентов для обогаш,ения протеином растительных субстратов. Содержание аминокислот в белках полученных нами бел-ково-углеводных продуктов согласуется с данными других авторов (табл. 16). [c.149]

Получение белка из химических веществ — не единственный процесс биосинтеза пищи, но один из основных типов ферментации. Микроорганизмы обладают способностью производить пищевые вещества — белки, жиры, углеводы, витамины и др.— с высокой производительностью. С помощью микроорганизмов можно осуществлять биосинтез пищи независимо от климатических условий и воздействия окружающей среды. Такой способ производства пищевых продуктов может получить распространение как в развитых, так и в развивающихся странах. В будущем необходимо разработать более эффективные методы биосинтеза и расширить области применения готового продукта. [c.69]

Оптимальные условия накопления биомассы ограничиваются прежде всего определенной температурой, значением pH среды, количеством и скоростью поступления питательных веществ, кислорода воздуха и др. Нормальные алканы используются микроорганизмами в качестве питания. Они вместе с аммиаком и минеральными солями превращаются в продукты обмена, представляющие биомассу, состоящую в основном из протеинов. В промышленном процессе производства белка важной ступенью является выделение продуктов ферментации и заключительная обработка полученных клеток микроорганизмов. Чистота углеводородного сырья оказывает существенное влияние на экономику процесса. [c.206]

В целях более полного использования сырья и снижения в товарном продукте остаточных углеводородов разработаны усовершенствованные технологии получения БВК, включающие двухступенчатую ферментацию и последующую экстракцию из дрожжей остаточных углеводородов бензином. При этом содержание сырого белка в дрожжевой массе может быть повышено до 58—65 % в расчете на сухую массу, а содержание остаточных углеводородов снижено до 0,05 %. [c.264]

Процессы твердофазной ферментации, применяемые с давних пор, можно объединить в три группы 1 — микробное превращение пищевых продуктов (содержащих крахмал, белки) 2 — получение сыров с плесенью 3 — компостирование (Бекер, [c.113]

При создании промышленного штамма микроорганизма во многих случаях необходимо добиться не максимальной экспрессии гена, а ее оптимизации. Очень высокий синтез некоторых белков часто летален для клетки. Для промышленного производства важно получить максимальный выход продукта с единицы объема ферментера в единицу времени, а не максимилып п1 синтез белка в пересчете на клетку. Так, высокий синтез некоторых белков может резко снизить скорость роста и жизнеспособность клеток и в конечном счете привести к снижению выхода продукта в промышленной ферментации. Получение белков, токсичных для микроорганизмов, часто выгодно проводить с регулируемым промотором в две стадии. В первой стадии при молчащем промоторе осуществляется рост биомассы, а затем путем изменения условий культивирования включается промотор. В этих условиях все клетки в аппарате одновременно начинают синтезировать продукт и их дальнейшая судьба пас не волнует. Типичными примерами регулируемых промоторов могут бьггь промоторы фага А, (Р[. и Рк) при наличии 15-мутации в гене-репрессоре. В этом случае включение осуществляется новьппением температуры в ферментере. Другой пример —промотор кислой фосфатазы у дрожжей, который можно включить перенесением культуры на среду, дефицитную по неорганическому фосфату. [c.102]

В этом случае в ферментер периодически добавляют субстрат, а конечный продукт собирают только по завершении процесса. Добавление субстрата приводит к удлинению экспоненциальной и стационарной фаз и к увеличению биомассы и количества метаболитов, синтезируемых во время стационарной фазы (например, антибиотиков). Однако в стационарной фазе микроорганизмы часто синтезируют протеолитические ферменты (протеиназы), разрушающие все производимые ими белки. Поэтому, если целью ферментации является получение бел-ковьгх продуктов, нужно остановить процесс до его перехода в эту фазу. Прямое измерение концентрации субстрата в ходе ферментации часто бывает затруднено, и чтобы определить, в какой момент нужно добавить следующую порцию субстрата, приходится использовать другие показатели, коррелирующие с его расходованием, например количество синтезированных органических кислот, значение pH или количество образовавшегося СО2. Вообще говоря, ферментеры периодического действия с добавлением субстрата требуют постоянного и более тщатель- [c.352]

В некоторых случаях для достижения высокой плотности культуры и получения больших количеств продукта достаточно проводить ферментацию в обычном периодическом режиме. В одном из экспериментов плазмиду, несушую ген гибридного белка, одним из компонентов которого был пептид инсулина В, помешали под контроль ф-цромотора Е. соИ и вводили в trp -штамм Е. oli] трансформированные клетки [c.363]

Осахаривание древесины, при котором отходы лесоматериалов (щепу, стружки, опилки и др.) гидролизуют концентрированной соляной или разбавленной серной кислотой, приводит к получению остатков лигнира и щелока, содержащего сахаристые вещества (приблизительно 4%-ного раствора). Ферментацией последнего можно получить этанол и дрожжи. Широко известный процесс Шоллера (с использованием разбавленной серной кислоты) обеспечивает 40—50%-ный выход сахаристых веществ и позволяет получить из каждой тонны отходов лесоматериалов (в пересчете на сухой вес) 200—210 л 100%-ного этанола и 40—45 кг дрожжей с содержанием белка 50%- Аналогичным образом можно перерабатывать в кормовые продукты гидролизную мелассу (концентрированный раствор гидролизной глюкозы). [c.27]

Разработаны более экономичные вихревые распылительные сушилки СВР (Интитут тепло- и массообмена АН БССР) производительностью до 100 кг/ч (полупромышленные образцы). За рубежом фирмы Ниро Атомайзер , Ангидро (Дания) и <<Крауз Маффей (ФРГ) выпускают автоматизированные сушилки с производительностью до 40 т/ч по испаряемой влаге с одновременным агломерированием продукта. Таким образом, микробиологическая отрасль располагает техническими средствами, необходимыми для организации крупнотоннажного получения биомассы водородных бактерий на газовом сырье. В отличие от получения кормового белка на основе продуктов переработки нефти и растительного сырья при водородном биосинтезе отсутствуют отходы. Не требуется также очистки самой биомассы от остаточных продуктов метаболизма, что значительно упрощает технологию и снижает эксплуатационные затраты по сравнению с получением БВБ из углеводородов. Процесс ферментации можно осуществлять с рециркуляцией отработанной культуральной жидкости, это ликвидирует грязные производственные стоки. [c.134]

По данным Закордонец и сотр. (1986), селекционированные штаммы фузариев обогащают грибным белком отруби, фуражное зерно, отходы переработки лекарственного сырья, цитрусовых и чая в 2—3 раза, виноградные стебли — в 3—4, солому, свекловичный жом, хлопковую шелуху — в 4—5 раз. Поскольку перспективной остается конверсия растительного сырья, внимание исследователей привлечено не только к получению продуктов, но и к изучению их компонентного состава, в частности содержания в продуктах ферментации хитина. Обнаружено, что количество его у различных видов фузариев непостоянно и колеблется (13,6—29,0%>) в зависимости от вида сырья, штам-мовой специфичности и возраста культуры. Путем физиологической регуляции количество хитина удавалось снизить в 1,5— [c.115]

Более богатый в количественном и качественном отношении углеводный состав питательной среды с радиационно-модифицированной соломой, а также большая доступность субстрата ферментативному гидролизу обеспечивали сокращение сроков культивирования гриба. Накопление продукта при выращивании Peni illium verru ulosum на необработанной соломе заканчивалось к 48—60 ч культивирования. На соломе, обработанной щелочью, культура росла интенсивнее продолжительность ферментации сокращалась до 36—48 ч. При использовании радиационно-модифицированной соломы длительность культивирования уменьшалась до 24—36 ч (табл. 13). Получен наибольший выход белково-углеводного продукта. Однако выход общего белка и на делигнифицированной и на облученной соломе был практически одинаков и превышал контроль (необработанная солома) в 1,3 раза. [c.145]

Сравнительный анализ состава препаратов, полученных различными способами ферментации, обнаружил, что содержание легкоусвояемых углеводов в продуктах глубинной ферментации (биомасса, отделенная от культуральной жидкости) равно 2,95—3,89%, в продуктах твердофазной — 4,54—4,99, в белковоуглеводных комплексах — 6,94—8,92% (в самих субстратах — 1.12—2,00%), содержание обш,его белка 20—24, 12—15, 29— 34% соответственно. [c.173]

Нами было установлено, что эффективность экспрессии в дрожжах и соответственно выход желаемого продукта можно увеличить многократно за счет ряда факторов 1) повышения стабильности вектора при включении в его состав гетерологичного энхансера репликации 2) минимизации размера вектора для повышения числа его копий 3) модификации кассеты экспрессии (индуцибельный промотор, специфичный терминатор, два АТГ кодона начала транскрипции), 4) создания штамма реципиента с ускоренным ростом культуры путем гибридизации неродственных гаплоидных штаммов (Арман и др., 1985 Чеперегин и др., 1990). Использование этих факторов оптимизации позволило создать первые отечественные штаммы дрожжей -высокоэффективные продуценты белка гена поверхностного антигена вируса гепатита В (HbsAg) для получения вакцины (Грановский и др., 1986 Чеперегин и др., 1990). В совместной работе с Институтом вирусологии им. Д.И. Ивановского разработаны условия ферментации штаммов - продуцентов и технология очистки белка, что подтверждено пятью авторскими свидетельствами и патентом (Арман и др., 1989). Вакцина прошла контроль в ГИСК им. Тарасевича, клинические испытания и была передана в производство. [c.71]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология