Билет №1

1.1 Охарактеризовать ферментные препараты как биологические катализаторы

Ферменты(энзимы) – это катализаторы органической или биологической природы, способные либо ускорять скорость химической реакции либо облегчать их протекание.

В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многие химические реакции, которые могут с большой скоростью идти при температурах, подходящих для данного организма, в пределах от 5 до 400С.

Совокупность биохимических реакций, катализируемых ферментами, составляет сущность обмена веществ. Через ферментативный аппарат, регуляцию его активности происходит и регуляция скорости метаболических реакций, их направленности.

1.2 Кратко изложить историю развития целенаправленного производства ферментных препаратов.

В глубокой древности люди хорошо знали способы приготовления хлеба, вина, пива, сыра, различных соусов и других продуктов, хотя они и не имели никакого представления о микроорганизмах и выделяемых ими ферментах, которые играют при этом главную роль.

Только в начале 19 века русским ученым академиком К.С. Киргофом впервые был получен жидкий ферментный препарат амилазы из проросшего ячменя и описаны все основные черты ферментационного процесса. Впоследствии многие ученые мира активно изучали свойства ферментов, кинетику их действия на субстрат, исследовали микроорганизмы, растения, животные ткани с целью обнаружения в них ферментов или проявления их действия.

Бурное развитие технической микробиологии и биохимии, успехи научных исследований и открытия в области энзимологии позволили в течение нескольких десятилетий 20в. значительно усовершенствовать и интенсифицировать производства, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов.

За последние сорок лет изучено большое количество ферментов, выделенных из животных тканей и растений, а также полученных с помощью микроорганизмов. Создано специализированное производство ферментных препаратов, в основу которого положено культивирование микроорганизмов – продуцентов ферментов с применением современных эффективных методов выделения и очистки целевых ферментов от сопутствующих балластных веществ.

Согласно принятой в мире классификации и номенклатуре сейчас идентифицировано около 2000 ферментов. Промышленностью выпускается около 250 наименований ферментных препаратов.

В настоящее время многие ферменты бактерий, дрожжей и микроскопических грибов получают в промышленных масштабах. Они все чаще используются в пищевой и фармацевтической промышленности, в медицине, а также в производстве тканей, бумаги и при выделке кож.

1.3. Описать источники получения ферментов, описав более подробно микроорганизмы как продуценты ферментов

Ферменты находятся практически во всех растениях, животных и микроорганизмах. Однако количество ферментов, синтезируемых тем или иным биологическим объектом строго определяется жизненной потребностью организма. Источником получения ферментных препаратов могут служить только те объекты, которые способны накапливать значительное количество ферментов.

1. Источником ферментов может быть растительное сырье, например пророщенное зерно различных злаков (солод). Латекс растений вида фикусовых и латекс дынного дерева используют в качестве сырья для промышленного производства протеиназ.

2. Органы и ткани животных.

Источниками ферментов являются поджелудочная железа, слизистые оболочки желудков и тонких кишок свиней, сычуги крупного рогатого скота, сычужки молочных телят, ягнят, семенники половозрелых животных. Поджелудочная железа содержит большое количество разнообразных ферментов: химотрипсин, коллагеназу, эластазу. трипсин, амилазу, липазу и др. Слизистая оболочка желудков свиней и сычугов крупного рогатого скота служит источником пепсина и липазы. Из сычужков молочных телят и ягнят получают реннин (сычужный фермент). Семенники половозрелого скота содержат фермент гиалуронидазу.

3. Микроорганизмы - наиболее перспективный источник промышленного способа получения ферментных препаратов.

Преимущества, по сравнению с другими источниками:

• способность синтезировать огромное количество разнообразных ферментов (высокая продуктивность).

• неприхотливость к составу питательной среды (возможность использования в качестве питательных сред отходов различных производств -дешевое сырье)

• легко переключаются с синтеза одного фермента на другой

• имеют сравнительно короткий цикл роста (16-100 ч).

• Значительно меньшая трудоемкость по сравнению с получением сельскохозяйственной продукции

• Компактность автоматизированных установок, в которых выращивают микроорганизмы, т.е. возможность организации производства на маленьких площадях в любой географической точке

• Независимость от климатических условий, плодородия почв и времени года

Для промышленного получения ферментных препаратов используют как природные штаммы микроорганизмов, выделенные из естественных объектов, так и мутантные штаммы. Продуцентами ферментов могут быть различные микроорганизмы: бактерии, грибы, дрожжи, актиномицеты. Микроорганизмы могут синтезировать одновременно целый комплекс ферментов, но есть и такие, особенно среди мутантных штаммов, которые являются моноферментными и образуют в больших количествах только один фермент.