5. Эргостерин и витамин д.

Витамин D (кальцеферол) – группа родственных соединений, обладающих антирахитичным действием, в основе которых находится эргостерин, обнаруженный в клеточных мембранах эукариот. Поэтому, например, пекарские или пивные дрожжи применяют для получения эргостерина, как провитамина, обладающего антирахитическим действием. Содержание эргостерина в дрожжевых клетках в дрожжевых клетках колеблется в пределах 0,2 – 11 %.

Витамин D₃ образуется на коже под действием ультрафиолетовых лучей и 7-дегидрохолестерина; его физиологически активной формой является 1,25-диоксихолекальцеферол. При недостатке этого витамина у детей развивается рахит, аналог рахита у взрослых – остеомаляция.

Витамин D₂ получают при облучении светом дрожжей. Данный витамин получают фотоизомеризацией провитамина – эргостерина и 7-дегидрохолестерина.

Физиологическая активность витаминов D₂ и D₃ равноценна.

Витамины D₂ и D₃ не растворимы в воде, но хорошо растворяются в жирах и растворителях жиров. Они оба малостабильны и быстро разрушаются под действием окислителей и минеральных солей.

Промышленными продуцентами эргостерина являются дрожжи и мицелиальные грибы – аспергиллы и пенициллы, в которых содержится 1,2 – 2,2 % эргостерина. Наибольшее количество эргостерина присутствует в пекарских дрожжах (до 10 %). Обнаружено, что полиеновые антибиотики, действующие на клеточную мембрану дрожжей, заметно стимулируют их содержание в биомассе.

Получение эргостерина в производственных условиях можно подразделить на следующие этапы: размножения исходной культуры и накопление инокулята, ферментация, сепарирование клеток, облучение клеток ультрафиолетовыми лучами, высушивание и упаковка целевого продукта.

Условия образования эргостерина:

Применительно к дрожжам, инокулят получают на средах, обеспечивающих полноценное развитие клеток, после чего основную среду с ацетатом (активатором биосинтеза стеринов), обогащенную источником углерода и содержащую пониженное количество азота, засевают сравнительно большим объемом инокулята. Культивирование дрожжей проводят при температуре, близкой к максимальной для конкретного штамма, и выраженной аэрации (2 % кислорода в газовой фазе). Спустя 3 – 4 суток, в зависимости от ростовых характеристик и биосинтетической активности культуры, клетки сепарируют и подвергают вакуум-высушиванию. Затем сухие дрожжи облучают ультрафиолетовыми лучами – УФЛ (длина волны 280 – 300 нм) в течение оптимального по продолжительности времени, при требуемой температуре и с учетом примесей Эти контролируемые показатели, установленные опытным путем, указываются в регламентирующей документации. Облучение дрожжей можно проводить до сепарирования клеток в тонком слое 5 % суспензии, учитывая малую проникающую способность УФЛ.

Облученные сухие дрожжи применяют в животноводстве; в промышленности их выпускают под названием «кормовые гидролизные дрожжи, обогащенные витамином D₂». В таком препарате содержится не менее 46 % сырого белка, незаменимые аминокислоты (лизин, метионин, триптофан) и 5000 МЕ витамина D_2.

Технология получение витамина D₂.

На выход витамина D₂ влияет длительность облучения эргостерина, температура процесса, наличие примесей.

Для производства кристаллического витамина D₂ используют дрожжи или мицеллиальные грибы, которые подвергают гидролизу раствором соляной кислоты при температуре 110 °C, затем гидролизат обрабатывают спиртом при 75 – 78 °C, после чего охлаждают до температуры 10 – 15 °C и фильтруют. Фильтрат упаривают (до 40 % абсолютно сухого вещества (АСВ)). Используют осадок, содержащий витамин D₂, который промывают, размельчают, дважды обрабатывают при 98 °C трехкратным объемом спирта, образующиеся спиртовые экстракты объединяют и затем сгущают до 70 % АСВ, полученный «липидный концентрат» подвергают омылению гидроксидом натрия. Эргостерин содержится в неомыленной фракции и выпадает в осадок при температуре – 0 °C; затем его растворяют в спирте или бензоле с целью дополнительной очистки. Выпавшие кристаллы сушат в эфире. Чистый препарат эргостерина облучают ультрафиолетовым светом для получения витамина D₂, эфир отгоняют, раствор витамина D₂ концентрируют и кристаллизуют.

«Кислотный фильтрат» обычно упаривают до 50 %-го содержания сухих веществ. Производят также масляный концентрат витамина D_2.