
- •История биотехнологии
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Объекты и классификация биологических производств
- •Методы биотехнологии
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Общая характеристика микроорганизмов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Молочнокислые бактерии и их практическое использование
- •Общая характеристика молочнокислых бактерий
- •Физиологические характеристики и питательные потребности молочнокислых бактерий
- •Брожение молочнокислых бактерий
- •Ферменты
- •Выделение, культивирование и хранение молочнокислых бактерий
- •Распространение и взаимоотношения с другими организациями
- •Использование молочнокислых бактерий Молочная промышленность
- •Производство хлебопродуктов
- •Биологическое консервирование
- •Мясная и рыбная промышленности
- •Получение молочной кислоты, декстрана
- •Молочнокислые бактерии – возбудители порчи продуктов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Использование спиртового брожения в биотехнологии Таксономия и физиология дрожжей, химизм спиртового брожения
- •Дрожжи, применяемые в промышленности
- •Получение этанола
- •Производство хлебопродуктов
- •Производство пива
- •Производство вин
- •Производство хлебного кваса
- •Дрожжи в молочной промышленности
- •Дрожжи, вызывающие ухудшение качества и порчу продуктов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Получение биологически активных веществ Антибиотики
- •Промышленное получение антибиотиков
- •Антибиотики, образуемые собственно бактериями
- •Антибиотики, образуемые антиномицетами
- •Аминогликозидные антибиотики, или аминоциклитолы
- •Тетрациклины
- •Антибиотики, образуемые грибами
- •Способы повышения синтеза антибиотических веществ микроорганизмами
- •Промышленное получение антибиотиков
- •Применение антибиотиков
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Витамины
- •Рибофлавин (син. Витамин в2)
- •Эргостерин
- •Получение и применение эргостерина
- •Каротиноиды
- •Продуценты. Промышленное получение каротиноидов.
- •Использование каротиноидов в народном хозяйстве
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Гибберелины
- •Алкалоиды
- •Аминокислоты
- •Регуляция биосинтеза аминокислот
- •Использование иммобилизованных клеток в производстве аминокислот
- •Применение ацилаз микроорганизмов для получения оптических изомеров аминокислот
- •Нуклеотиды
- •Ферменты
- •Ферменты микроорганизмов, используемые в производстве
- •Негидролитические ферменты
- •Продуценты ферментов, их культивирование
- •Питательные среды
- •Выделение и стабилизация ферментов
- •Применение ферментов микроорганизмов
- •Применение в пищевой промышленности
- •Применение в текстильной, кожевенной, химической промышленности
- •Применение ферментов в сельском хозяйстве
- •Применение ферментов в медицине
- •Использование ферментов при выполнении химических анализов
- •Использование ферментов в органическом синтезе
- •Влияние условий культивирования на состав липидов
- •Применение липидов
- •Полисахариды
- •Использование микробных полисахаридов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Производство иммунобиологических препаратов
- •Вакцины
- •Классификация вакцин
- •Живые вакцины
- •Неживые (инактивированные) штаммы
- •Синтетические и полусинтетические вакцины
- •Ассоциированные (поливалентные) вакцины
- •Эубиотики
- •Колибактерин
- •Лактобактерин и бифидумбактерии
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Эргостерин
Эргоста-5,7,22-триен-3-ол - исходное вещество производства жирорастворимого витамина Д2 (эргокальциферол) и кормовых препаратов с высоким содержанием Д2. Группа витаминов Д включает несколько родственных соединений, наиболее важными являются Д2 и Д3 (холекальцеферол), обладающие антирахитическими свойствами. Витамин Д2 образуется из эргостерина в организме под воздействием ультрафиолетового облучения, Д3 образуется из 7-дегидрохолестерина. В организме человека и животных эти соединения участвуют в кальций-фосфорном обмене. Д-авитаминоз приводит у детей к возникновению рахита, а у взрослых - размягчению костной ткани (остеомаляции), повышенной хрупкости и ломкости костей (остеопороз).
Больше всего содержится витамина Д в следующих продуктах (мкг, г): жир печени скумбрии - 1500,0; жир печени карпа - 250,0; жир печени камбалы - 50,0…100,0; печень трески - 1,5; сельдь - 0,375…2,500; камбала - 0,125…1,0; треска - 0,125; скумбрия - 0,125…0,175; печень коровья - 0,025. Важными источниками витамина Д служат также сливочное масло, молоко, яйца. Достаточно его и в маслах растений и грибов (А.И.Колотилова, Е.П.Глушанков, 1976).
Сырьем для промышленного получения эргостерина служат дрожжи и плесневые грибы. У дрожжей это основной стерин. На него приходится 60…90% от других стеринов. В пересчете на сухую массу организма он составляет от 0,2…0,5% до 10%. По сравнению с дикими культурные расы дрожжей всегда богаче, больше всего стеринов в пекарских и пивных дрожжах. Сравнивая синтезирующую способность дрожжей при культивировании их на плотной (агаровой) питательной среде (% эргостерола в абсолютно сухих дрожжах), продуценты можно расположить следующим образом: Saccharomyces carlsbergensis (0,49…4,3); Sacch.ellipsoideus (1,2…1,5); Rhodotorula glutihg (0,7…0,9), Candida utilis (0,4…0,6); C.tropicalis (0,2…0,3). В мицелии грибов родов Aspergillus и Penicillium (1,2…1,4), в расчете на сухой мицелий.
Бактерии синтезируют стеринов значительно меньше, чаще всего содержание их в клетках колеблется в пределах от 0,001 до 0,1 мг/г сухой массы. Стерины обнаружены у Lactobacillus arabinosus, L.pentosus, E.coli, Azotobacter chroococcum, Micromonospora sp., Str.griseus, Sphaerotillis natans, Rhodospirillum rubrum. Но среди прокариотов-архебактерий известны и суперпродуценты: Halobacterium cutirubrum (1,0 мг/г) и Methylococcus capsulatus (5,5 мг/г).
Стерины, каротиноиды, Q-коферменты, относясь к терпенам, имеют общий механизм биосинтеза, подчиняющийся "изопреновому правилу" - каротиноиды (политерпены), стерины (тритерпены), убихиноны и гибберелиновая кислота синтезируется из изопреновых единиц, проходя четыре стадии:
образование мевалоната из ацетил-КоА или лейцина;
дегидратирование и декарбоксилирование мевалонилпирофосфата с образованием изопентилпирофосфата ("активный изопрен") и конденсация изопреновых звеньев с образованием ациклических терпенов разной длины;
циклизация ациклических структур;
последующая модификация циклической структуры.
Интермедиаторами синтеза стеринов являются ацетат, мевалоновая кислота, сквален, ланостерин. Сквален - общий предшественник стеринов, накапливаясь в дрожжах, в процессе аэрации трансформируется в стерин.
Интерпродуцентами стеринов являются штаммы Sacch.carlsbergens ИНМИ-101 и Sacch.carlsbergensis. Биомасса этих дрожжей содержит более 10% эргостерина. Надо в процессе культивирования учитывать, что в аэробных условиях при активной аэрации в дрожжевых клетках накапливается эргостерин в анаэробных - его предшественник сквален. Содержание молекулярного кислорода в газовой фазе должно быть в пределах 2,0…2,5%, избыток углеводов в среде и мало азота. Это в случае, когда продуцентами являются пекарские дрожжи, если дрожжи рода Candida, то высокое соотношение C/N приводит к активному образованию липидов, а не эргостерина. Активизацию синтеза эргостерина в 2-3 раза можно вызвать, воздействуя на дрожжи рентгеновским излучением, объясняется это угнетением процесса аминирования. Повышение уровня стеринов в клетках дрожжей инициируют взаимодействующие с мембранами дрожжей полиеновые антибиотики: нистатин и филипин. Синтез стеринов не связан с ростом дрожжей. По мере старения культуры и даже остановки роста стеринообразование не прекращается. Больше всего содержат стеринов митохондрии. Поэтому напрашивается вывод, что митохондрии участвуют в синтезе стеринов, которые, в свою очередь, принимают участие в образовании митохондриальных структур, оказывая влияние на их функциональную активность. Образование стеринов - это реакция детоксикации, оберегающая от переизбытка жирных кислот. Стерины используются для транспорта ряда веществ, включая непредельные кислоты.
При культивировании Sacch.cerevisiae в условиях низкого содержания молекулярного кислорода, растворенного в среде, активно поглощают экзогенные стерины, трансформируя их, образуют коммерчески ценные стероиды, служащих интермедиаторами при биосинтезе витамина Д.