Ферментация сахаров и крахмалов

Биотехнологию можно определить как попытку приспособить часть одной из природных фабрик для производства необходимого нам продукта. Один из способов добиться успеха — это обнаружить и задействовать ту часть фабрики, которая и так производит то, что нам нужно. Биотехнология такого рода использовалась веками. Примером может служить осуществляемая с помощью природных ферментов ферментация сахара в производстве уксуса и вина и крахмала при выпечке хлеба. Но у современной биотехнологии гораздо более честолюбивые замыслы. Ученые изыскивают способы модификации природных пакетов программ, которые заставили бы природные фабрики производит новые вещества, ранее не входившие в их номенклатуру. Чтобы понять, как реализуются такие замыслы, рассмотрим ДНК и присущие ей способы кодирования инструкций. Мы далее увидим, как используются эти инструкции в производстве белков, в том числе и ферментов. Наконец, мы обсудим, как в природную ДНК вводят новые инструкции, чтобы получить новый пакет технической документации, который мы называем рекомбинантной ДНК. [c.113]

Настоящий обзор посвящен вопросу использования в качестве привлекающих веществ определенных химических соединений синтетического или природного происхождения, и в том числе различных эфирных масел, керосина и растений. Дается также обзор веществ, образующихся в самих насекомых и обладающих способностью привлекать особей противоположного пола этого же вида насекомых. Отравленные приманки из сахара, крахмала или других углеводов, зерновые продукты, белковые гидролизаты, ферментирующиеся смеси, дрожжи и бактериальные культуры не охватываются обзором, но рассматриваются отдельные химические вещества, являющиеся основными или побочными продуктами ферментации или гидролиза. Такие физические явления, как, например, свет и тепло, могут быть весьма сильными факторами привлечения, но рассмотрение их выходит за границы настоящего обзора. [c.55]

Крахмал-также полимер глюкозы, но с а-связью, показанной на рис. 21-16, б. Крахмал представляет собой стандартную форму, в которой хранится глюкоза, использующаяся в качестве источника пищи в растениях и являющаяся основным источником запасенной солнечной энергии. Крахмал накапливается в стеблях растений, листьях, корнях и семенах. Все организмы обладают ферментами, необходимыми для усвоения крахмала. Первой стадией ферментации независимо от того, происходит она в желудке или в пивном чане, является расщепление крахмала в глюкозу. Если долго подержать во рту хлеб, он в конце концов приобретает сладкий вкус, потому что ферменты нашей слюны могут превращать в сахар содержащийся в хлебе крахмал. [c.312]

Простые сахара в виде сахарозы (димеров глюкозы и фруктозы) непосредственно ферментируются в этанол. Они, однако, содержатся в достаточной концентрации лишь в небольшом числе растений, прежде всего в сахарном тростнике и сахарной свекле. В некоторых сельскохозяйственных культурах (картофеле, кукурузе и других зерновых) довольно много крахмала, представляющего собой олигомер глюкозы. В древесине и растительных сельскохозяйственных отходах сахара содержатся в виде целлюлозы и гемицеллюлозы. Олигомеры и полимеры сахаров перед ферментацией превращают в моносахариды путем гидролиза [c.122]

Молочную кислоту в промышленных условиях получают методом анаэробной глубинной ферментации. В качестве основного сырья используют мелассу, сахарозу, гидролизаты крахмала. Концентрация сахара в среде 5—20%, температура 48—50°С, pH 6,3—6,5. Во время ферментации pH среды поддерживают при помощи мела, который добавляют 3—4 раза в сутки. [c.145]

Говоря о биокатализе, нельзя не затронуть проблему переработки биомассы. В настоящее время в США лишь относительно небольшая часть всей доступной биомассы превращается в полезные продукты методами биотехнологии. Интерес к переработке биомассы растет, поскольку запасы ископаемого сырья, например нефти, ограничены и невозобновляемы. В то же время объем целлюлозных материалов (растительного происхождения), которые можно было бы подвергнуть промышленной переработке, достаточно велик. Крупномасштабная переработка биомассы требует относительно постоянного источника дешевого сырья. Технологически меласса, кукурузный и пшеничный крахмал и сахар вполне пригодны для ферментации. Их легко превратить в глюкозу. Кроме того, известны микроорганизмы, перерабатывающие глюкозу во [c.122]

Состав питательной среды для главной ферментации и для получения посевного материала в значительной степени зависит от используемого продуцента, от его физиологических особенностей. Основным источником углерода в среде чаще всего используются глюкоза, сахароза, гидролизаты крахмала, свекловичная меласса, гидрол. Количество усваиваемого сахара в пересчете на [c.409]

Старейшим производством, в котором используется ферментация, является пивоварение. Пиво варят из ячменного зерна, которому предварительно дают прорасти, чтобы крахмал превратился в сахар, например в мальтозу. Этот процесс называется соложением. Для ускорения этого процесса, а также дня более точного его регулирования используют гиббереллины (гл. 16). Кроме того, чтобы увеличить количество образующегося сахара, добавляют ряд других ферментов, например амилазу. Это в свою очередь приводит к повышенному образованию спирта. В смеси присутствует также азот, который вьщеляется при расщеплении белков. [c.74]

Что касается этилового спирта как топлива, то почти все существующие способы его производства основаны на переработке мелассы, сока сахарного тростника, кукурузного крахмала или же в меньшей мере маниока. Сбраживание — это лишь одна из стадий процесса помимо него сюда относятся выращивание растений, их уборка, перевозка на заводы, приготовление сусла, сбраживание, перегонка, обезвоживание, денатурация, изготовление смесей и реализация продукции. Кроме того, приходится решать вопрос об удалении или переработке жидких отходов (кубовых остатков). Понятно, что рассказать обо всем этом подробно здесь невозможно, и поэтому мы обратим внимание лишь на те стороны проблемы, которые важны в плане технической осуществимости, баланса энергии и экономики, но в то же время касаются и микробиологических аспектов работы этой системы, которые могут быть улучшены биотехнологическим путем. Их можно разделить на две группы. Первая связана с природой сырья, в котором должно содержаться нужное количество сбраживаемого сахара, получаемого дешевым способом и при малых энергозатратах, а вторая — с отгонкой спирта. В этом последнем случае можно уменьшить затраты (как энергетические, так и экономические), если повысить концентрацию спирта в продукте ферментации. [c.61]

В промышленности простейшие спирты получают гидратацией алкенов. Алкен и водяной пар пропускают над подходящим катализатором, таким, как фосфорная кислота, абсорбированная на инертном материале. Этанол и алкогольные апитки производят ферментацией сахара, полученного из фруктов или зерна. Например, при производстве пива в воду добавляют частично проросший ячмень (солод), и фермент диастаза гидролизует крахмал до дисахарида мальтозы. Затем добавляют дрожжи, и мальтоза гидролизуется до глюкозы (разд. 11.4). Глюкоза превращается в пировиноградную кислоту (гл. 15), которая декар-боксилируется и далее восстанавливается с образованием этанола. [c.142]

В последнее время интенсивно развивается прикладная Б. Для земледелия и растениеводства важно знание особенностей обмена веществ в культурных растениях, а также внешних факторов (температуры, влажности, условий питания и т. д.), которые оказывают влияние на отдельные звенья обмена веществ и в конечном счете влияют на изменчивость химического состава растений. Знание этих процессов и условий дает возможность управлять развитием растений и получать высокие урожаи хорошего качества. Важное значение имеет Б. и при выведении новых сортов растений, где требуется изучение качества урожая, чтобы получать сорта с высоким содержанием белка, сахара, крахмала, жира, витаминов и др. Задачей ее является изучение обмена веществ, биохимических закономерностей индивидуального развития организмов, питания животных и птиц, высокой продуктивности, наследственности и изменчивости. Очень велико значение Б. в животноводстве, где вместе с физиологией она является теоретической основой зоотехнии и ветеринарии. Зная процессы обмена веществ в организмах животных и потребность их в отдельные периоды жизни в различных соединениях, можно найти условия, при которых достигается наивысшая продуктивность животных с минимальной затратой кормов. Важное значение имеют биохимические исследования и для разработки способов хранения с.-х. продуктов. Огромные массы продуктов, закладываемые на хранение, являются ншвыми организмами, в их клетках и тканях во время хранения происходят биохимические процессы. Чтобы создать наиболее правильный режим хранения этих продуктов, необходимо знать процессы обмена веществ в хранящихся клубнях, овощах, плодах, зерне и г. д. и влияние внешних условий на эти процессы. Исключительно велика роль Б. в пищевой промышленности. Ферментация табака, технология чайного производства, мукомольная и хлебопекарная промышленность, витаминная промышленность, виноделие и пивоварение и т. д. улучшаются и развиваются на основе биохимических исследований. Важную роль имеют биохимические исследоваиия и при заготовке кормов, в частности при сушке сена и силосовании. [c.46]

Результаты настоящего исследования указьшают, что гены утилизации мелибиозы семейств МЕЫ-МЕЫ 1 и МЕЫ2-МЕЫ4, подобно семействам полимерных генов ферментации других сахаров - мальтозы, сахарозы и, возможно, а-метилглюкозида и растворимого крахмала (MAL, SU , MGL, STA) - никогда не находятся на противоположных концах одной хромосомы дрожжей. Вероятно, противоположные концы каждой хромосомы дифференцированы специфическими последовательностями, участвующими в межхромосомных теломерных перемещениях генов ферментации сахаров соответствующего семейства. [c.15]

Энзимы применяются для многих целей в промышленности и медицине, а именно 1) В текстильной промышленности диастати-ческие энзимы применяются для превращения крахмала в декстрин при проклейке основы перед тканьем, для удаления клея с проклеенных тканей и т. д. Пектиновые энзимы применяются для удаления пектинов, белков и крахмала с льняных и хлопчатобумажных тканей. Протеолитические энзимы употребляются для удаления клея с шелковых тканей. 2) Энзимы, особенно протеазы и липазы, применяются при дублении кож, для удаления волос и тканей. 3) Протеолитические энзимы иногда применяются для снятия желатинового слоя с фотографических пластинок и пленок, чтобы регенерировать серебряные соли 4) Липаза применяется в производстве глицерина и жирных кислот. 5) Многие энзимы применяются для изготовления напитков например, диастаз, мальтаза и зимаза используются для ферментации крахмалистых веществ и получения спирта, пива и виски инвертаза и зимаза применяются для ферментации патоки (мелассы). 6) С помощью протеолити-ческих энзимов часто осветляют фруктовые соки и сиропы, 7) Диастазы и протеолитические энзимы играют важную роль в хлебопечении. 8) Реннин и протеолитические энзимы применяются в сыроварении. Существуют также многие другие промышленные применения энзимов, в том числе изготовление птичьего корма, ферментация табака и какао, инвертирование тростникового сахара, приготовление сиропа из картофеля и т. д. [c.333]

Получение этанола в процессе анаэробной ферментации. Некоторые микроорагнизмы способны расщеплять органические соединения, в частности сахара, в отсутствие кислорода, при этом в качестве побочного продукта образуется этанол, а не вода. Микроорганизмы, ответственные за образование этанола, могут расти как в присутствии кислорода, так и без него. Если при ферментации поступает достаточное количество воздуха, процесс становится аэробным и образование этанола прекращается, а ранее образовавшийся этанол окисляется до диоксида углерода. В качестве субстрата для производства этанола методом анаэробной ферментации может быть использована любая сельскохозяйственная культура с высоким содержанием крахмала или сахаров, а также целлюлозные материалы древесина, солома, бумага, отходы лесоперерабатывающей промышленности и сельскохозяйственного производства. [c.331]

Но, может быть, напболее важным применением гиббереллинов до настоящего времени является их использование при приготовлении солода. При этом семена ячменя проращивают в течение нескольких дней, а затем такие проросшие семена используют для приготовления среды для дрожжевой ферментации при пивоварении. Цель проращивания семян заключается в том, чтобы превратить запасные вещества эндосперма в другие вещества, более пригодные в качестве субстрата для роста дрожжей. Так, например, крахмал превращается в сахара под влиянием таких гидролитических ферментов, как а-амилаза, образующаяся при прорастании в клетках алейронового слоя (с. 148). В связи со стимуляцией гиббереллинами синтеза а-амилазы (с. 148) обработка семян ячменя гибберелловой кислотой ускоряет образораиие солода и позволяет более строго контролировать этот процесс. Благодаря этому экономится время и получается больше продуктов, накапливающихся в солоде. [c.225]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология