13. Витамин в2 (рибофлавин). Витамин в12. Пантотеновая кислоты, витамин рр.

Рибофлавин (витамин В2) получил своё название от рибозы, которая входит в состав молекулы витамина в виде многоатомного спирта D-рибита. Промышленное получение – химическим или микробиологическим синтезом, а также комбинированным способом.

При комбинированном пути синтезированная микроорганизмами рибоза химически трансформируется в рибофлавин.

Для витамина характерно функционирование в коэнзимных формах: флавинмононуклеотид (ФМК) и флавинадениннуклеотид (ФАД).

Синтезируют рибофлавин: высшие растения, дрожжи, мицелиальные грибы.

Продуценты: Бревибактерии и микрококки, Дрожжевые грибы рода Candida, Микроскопические бактерии Ashbya gossypii, Eremothecium ashbii (активнее), Плесневые грибы Aspergillus niger

Промышленное получение:

На основе культуры дрожжеподобного гриба Ashbya gossypii, Eremothecium ashbii.

Действуют на дикие штаммы мутагенами, нарушающие механизмы ретроингибирования флавиновыми нуклеотидами и изменяют состав культуральной среды.

Питательная среда: Соевая мука, Кукурузный экстракт, Сахароза, Кальция карбонат, Натрия хлорид, Витамины, Жир

Среду стерилизуют антибиотиками и антисептиками. По завершении процесса ферментации культуральную жидкость концентрируют, высушивают и смешивают с наполнителями.

На основе гриба Aspergillus niger.

Используют усовершенствованные штаммы и активный инокулят.

Оптимизированные среды:Кукурузный экстракт, Пептон, Соевое масло, Стимуляторы (глицин)

Ферментация – 7 суток при температура 28 С, исходный рН составляет 7,0, в ходе ферментации среда подкисляется до 4,0-4,5.

После утилизации углеродного субстрата продуцент начинает утилизировать кислоты, при этом рН повышается и начинается образование витамина. Кристаллы рибофлавина находятся в гифах и вне мицелия. На постферментативной стадии для выделения мицелий нагревают 1 ч до t 120.

Генноинженерный метод.

В 1983 г. сконструирован рекомбинантный штамм продуцента Bacillus subtillis, данный штамм продуцирует в 3 раза больше витамина В₂.

Устойчив к экзогенной контаминации, за 35 суток ферментации выход до 4 г/л.

Цианокоболамин.

Включает 37 стадий химического синтеза, используют только микробиологический синтез. Продуцируют прокариоты: пропионобактерии, псевдомонады, смешанные культуры метанобразующие бактерии, витамин В₁₂ - побочный продукт при производстве антибиотиков.Получение на основе пропионовокислых бактерий: Применяют мутанты, добавляют в среду предшественники витамина: 5,6-диметилбензимидазола (5,6-ДМБ) или аденозилкоболамин. Процесс протекает в 2 стадии в двух аппаратах объемом 500 л при коэффициенте заполнения 0,65-0,70.

1 стадия. В течение 8 ч при слабом перемешивании в анаэробных условиях до полной утилизации углеводов, затем центрифугируют, получается суспензия, которая инкубируют во втором аппарате 88 ч, насыщают систему кислородом.

Среда содержит: Сахара (глюкоза), Соли железа, марганца, магния, кобальта, Кукурузный экстракт, мясной экстракт, Соевую и рыбную муку, Источник азота – сульфат аммония.

Ферментацию проводят периодическим методом в анаэробных условиях, t 30C, рН в пределах 6,5-7,0. Данный рН достигается подтитровкой культуры.

2 стадия. Образование ДМБ. Вносят предшественники, 5,6-ДМБ, длительность 3 суток, после завершения витамин экстрагируют путем нагревания 10-30 минут при температуре от 80С до 120С. После экстракции проводят обработку горячей клеточной суспензии цианидом, происходит образование цианокоболамина. Полученную массу стерилизуют, стабилизуют натрия нитритом, охлаждают, нейтрализуют, коагулируют белки и фильтруют. Затем происходит очистка на ионообменной смоле, кристаллизация и химическая очистка продукта. После выпаривания растворителей получают кристаллический витамин. Выход до 40 мг/л.

Получение на основе бактерий Pseudomonas.

Получение на основе термофильных бацилл – Bacillus circulans.

В течение 18 ч при температуре 65-75 С в нестерильных условиях. Выход от 2 до 6 мг/л. Питательная среда будет на основе соевой и рыбной муки, мясного и кукурузного экстракта.

Генноинженерный метод.

Получают гибридные штаммы, которые иммобилизируют на полимерах.

Пантотеновая кислота В₃.

1 способ. Тонкий органический синтез.

2 способ. А) м/б синтез, Б) м/б синтез с использованием иммобилизованных клеток актиномицетов (основной метод)

а) Экстракцию проводят из пекарских дрожжей с добавлением предшественников, в качестве продуцента – Brevibacterium ammoniagens/, б) Биосинтез витамина и компонентов – с помощью иммобилизованных клеток. Из 3-аланина и пантоата калия, иммобилиз. клетки кишечной палочки штамма АТСС-9637 синтезируют витамин В₃. Важной коферментоной формой является кофермент ацетелирования (КоА). С использованием культур актиномицетов, которые выращивают 4 суток и питательная среда содержит крахмал. Выход КоА до 130 мг/л.Исп-е мут-х штаммов B.ammoniagenes-3г/л.

Витамин РР – В₅.

Получают кофермент никотинамидоадениндинуклеотид (НАД) путем экстракции из микроорганизмов (пекарских дрожжей). Штамм культуры Saccharomyces продуцирует 750мг НАД на 1 л культуральной жидкости. Штамм Brevibacterium – до 6 г/л НАД после обработки клеток цетилперидинием хлоридом (ПАВ).