
- •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
Ферменты микроорганизмов, используемые в производстве
Ферментативную активность микроорганизмов человек использует давно (пивоварение, винокурение, обработка волокнистых растений, получение кисломолочных продуктов). Культуры грибов в Китае, Корее, Японии и других странах использовали уже несколько тысяч лет назад. Однако применение собственно ферментов как химических соединений специфического и сложного строения началось недавно. В настоящее время в промышленных масштабах они производятся в России, Японии, США, Англии, Франции, Голландии, Дании, Швейцарии, Чехии, Польше и других странах.
Основные продуценты ферментов микроорганизмов являются грибы, но все больше в практику входят и ферменты некоторых бактерий.
Ферменты подразделяют на шесть классов:
Оксидоредуктазы.
Трансферазы.
Гидролазы.
Лиазы.
Изомеразы.
Лигазы (синтетазы).
В настоящее время широкое применение получили ферменты бактерий (гидролазы): гликозидазы, пептидазы и т.д. Среди этой группы бактерий много ферментов, выделяемых клеткой и накапливаемых в культуральной жидкости. Это упрощает выделение ферментов.
Гликозидазы катализируют гидролиз гликозидных соединений. В эту группу входят амилолитические ферменты, гидролизирующие крахмал: - и - амилазы, глюкоамилаза. В зависимости от происхождения они могут различаться по строению, молекулярной массе, термостабильности, оптимуму рН.
Продуцентами -амилазы, получаемой промышленным способом, являются Bacillus licheniformis, Bac. amyloliquefaciens,Aspergillus oryzoe. -амилаза, синтезируемая Bacillus licheniformis, обладает высокой устойчивостью, способна гидролизовать крахмал при температуре 1000С.
Глюкоамилаза (1,4--Д-глюкан-глюканогидролаза) в основном выделена у грибов, например, у Asp.niger она состоит из двух глюкопротеинов.
Декстраназа (1,6--Д-глюкан-глюканогидролаза) воздействует на 1,6-глюкозидные связи в декстране, активный его продуцент Рenicillium purpurogenium.
Пуллуланаза (пуллулан-6-глюканогидролиза) гидролизует грибной полисахарид пуллулан, гликоген, аминопектин, декстрины, образуемые из амилопектина и гликогена, получают из Klebsiella pneumoniae.
Лактаза или -галактозидаза (-Д-галактозид-галактогидролаза) превращает лактозу в глюкозу и галактозу, продуцирует E.coli, Asp.niger, Sacch. cerevisiae. Curvularia inaqualis, Alternaria tenuis.
Инвертаза (-Д-фруктофуранозид-фруктогидролазы) расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу, образуют представители из рода Aspergillus (Asp.awamori, Asp. batatae, Asp. niger), дрожжи, отдельные штаммы Baс.subtilis и Bac.diastaticus.
Целлюлазы - действуют на различные участки молекул целлюлазы. Вместе с целлюлазой микроорганизмы продуцируют целлобиозу и гемицеллюлазу. Целлюлазы, целлобиоза и гемицеллюлаза - целлюлолитические ферменты гидролизуют целлюлозу в конечном итоге до глюкозы. Продуцентами этих ферментов являются многие мицелиальные грибы (Penicillium notatum, P.variabile, P.iriense, Trichoderma roseum, Verticillum alboatrum. Подобные ферменты у бактерий изучены слабо.
Пектиназы (полигалоктуроназы) распространены у бактерий и грибов. Известны продуценты Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum forma lycopersici, многие виды Erwinia, а также Clostridium felsineum, Bac.polymyxa.
Протеиназы, или протеазы (пептид-пептид-гидролазы), катализируют разрыв пептидных связей белков с образованием аминокислот, ди- и полипептидов. Ферментов этой группы очень много, они бывают нейтральными, кислыми, щелочными. Некоторые микроорганизмы обладают несколькими протеиназами: Actinomyces fradiae синтезирует шесть протеиназ, Act.rimosus выделяет комплекс протеиназ, Str.griseus - пять ферментов. Протеиназа Asp.terricola лизирует тромбы крови без разрушения эритроцитов.
Коллагеназа Cl.histolyticum гидролизует коллагены различного происхождения с образованием различных пептидов. Протеиназы синтезирует и Bac.subtilis. E.coli продуцирует фермент аспартазу (L-аспартат-NH3-лиаза), осуществляющий разложение аспарагиновой кислоты и ее синтез из фумаровой кислоты и аммиака.
Липазы (триацилглицеролацилгидролазы) участвуют в липидном обмене. Продуцентами, выделяющими фермент в культуральную среду являются грибы из родов Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Geotrichum, дрожжеподобные грибы Candida, бактерии Pseudomonas. Липазы расщепляют триацил глицеролы до жирных кислот и глицерина. Фосфокиназы расщепляют сложноэфирные связи между жирными кислотами, глицерином, фосфатидиловой кислотой. Продуцентами этих ферментов являются представители родов Clostridium и Bacillus.