Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ивановский государственный химико-технологический Университет

Кафедра технологии пищевых продуктов и биотехнологии

Реферат на тему:

Инженерная энзимология

Выполнила:

студентка гр.3-28

Степанова М. А.

Проверила:

доц. Найденко Е. В.

Иваново, 2012

Содержание

Введение ………………………………………………………………. 3

Глава 1. Инженерная энзимология ……………………………………… 5

1. Задачи инженерной энзимологии ………………………………….. 7

2. Иммобилизированные ферменты ………………………………….. 7

3. Носители для иммобилизации ферментов …………………………. 9

4. Методы иммобилизации ферментов ……………………………… 11

5. Иммобилизация клеток ………………………………………….. 16

6. Применение иммобилизированных ферментов …………………… 17

Заключение …………………………………………………………… 19

Приложения ……………………………………………………………20

Список используемой литературы ……………………………………... 22

ВВЕДЕНИЕ

В предложенном реферате речь пойдет о таком направлении биотехнологии, как инженерная энзимология. Многие проблемы технологии синтеза органических соедине­ний, пищевой и медицинской промышленности, мониторинга че­ловека и окружающей среды, защиты окружающей среды, энер­гетики не могут быть решены без использования ее методов. Инженерная энзимология разрабатывает и осуществляет промышленные методы получения химических веществ и продуктов (напр., пищевых), основанные на использовании в качестве катализаторов химических реакций ферментов. Прежде чем перейти к основной теме реферата, остановимся на понятии «фермент».

Ферментами (энзимами) обычно называют вещества биологического происхождения, представляющие собой соединения белковой природы и являющиеся специфическими катализаторами. По своей природе ферменты являются слож­ными соединениями. Для большинства из них структура не является до конца установленной. Однако существование так называемой белковой «составляющей» – неотъемлемой части биологического катализатора мож­но считать доказанным для большинства промышленно получаемых ферментных препаратов. Практически все попытки «очистить» эти препараты от соединений белковой природы приводили к потере их каталитической активности.

Все основные источники ферментов можно разделить на три группы:

1. Ткани животных как отход мясоперерабатывающей промышлен­ности. Прежде всего, это богатые ферментами поджелудочная железа и слизистая оболочка желудка.

2. Некоторые растения. Например, такие гидролитические фер­менты, как папаин и рицин извлекают соответственно из сока дынно­го дерева и инжирного дерева, из ячменя – ­амилазу.

3. Микроорганизмы.

Выбор источника получения того или иного фермента предпола­гает учет ряда требований, предъявляемых к чистоте получаемого препарата, потребности в нем, стоимости сырья, проведения процес­сов выделения и очистки готового продукта.

Из всех вышеперечисленных источников ферментов наибольшее практическое значение имеют микроорганизмы – продуценты ферментов. Их широкое использование обусловлено, прежде всего, их доступностью, возможностью организовать более эффективное промышленное производ­ство на относительно дешевом сырье и управление, процессом биосин­теза, используя, различные продуценты ферментных препаратов. Ис­пользование микроорганизмов значительно расширило круг получаемых ферментных препаратов с различным спектром действия. Только с их помощью удалось получить такие ферменты, как целлюлаза и глюкозоизомераза.

В качестве продуцентов ферментов, как правило, выбирают те штаммы-мутанты, полученные путем направленной селекции, которые обеспечивают максимальный выход целевого продукта при использова­нии стандартного оборудования. При этом штаммы-мутанты получают как традиционным путем с использованием таких широкоизвестных методов воздействия, как облучение УФ светом, γ- и рентгеновскими лучами, обработкой клеток различ­ными химическими агентами: этилимином, диметилсуфатом, гидроксиламином, диазометаном, оксидом азота и пр., изменением температуры и величины рН, так и методами генной инженерии.

В качестве продуцентов ферментов могут использоваться различные микроорганизмы (напр., различные штаммы гриба рода Aspergillus и бактерии Bacillus. Стоит отметить, что у бактерий короче цикл развития, на их основе легче получать мутанты.)

Технология получения ферментных препаратов микробным синте­зом обязательно включает в себя стадию промышленного культивирования соответствующего микроорганизма. В условиях промышленного производства значительное количество продуцента получают одним из следующих двух способов:

- культивирование на твердых питательных средах (поверхностный способ выращивания продуцента);

- культивирование соответствующего продуцента в большом объеме жидкой фазы, содержащей все необходимые для нормального роста и развития микроорганизма питательные вещества (глубинный спо­соб выращивания продуцента). (См. Приложение 1).