Реферати українською » Химия » Виробництво бета-каротину


Реферат Виробництво бета-каротину

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Вітаміни (від латів.vita - життя), група органічних сполук різноманітної хімічної природи, необхідні харчування людини, тварин і звинувачують інших організмів у незначних кількостях проти основними поживою (білками, жирами, вуглеводами і солями), але вже мають величезне значення нормального обміну речовин і життєдіяльності.

Першоджерелом У. служать переважно рослини. Людина й тварини отримують У. безпосередньо з рослини чи опосередковано - через продукти тваринного походження. Важлива роль освіті У. належить також мікроорганізмам. Наприклад, мікрофлора, що у травному тракті жуйних тварин, забезпечує їх вітамінами групи У. Вітаміни вступають у організм тварин і людини з їжею, через стінку шлунково-кишкового тракту, й утворять численні похідні (наприклад, ефірні,амидние,нуклеотидние та інших.), які, зазвичай, з'єднуються зі специфічними білками, і утворюють багато ферменти, що у обміні речовин. Поруч із асиміляцією в організмі безупинно відбувається дисиміляція У., причому продукти їх розпаду (котрий інодімалоизмененние молекули У.) виділяються назовні. Недостатність постачання організму У. веде для її ослаблення, різкий недолік У. - спричиняє порушення обміну речовин і захворювань -авитаминозам, які можуть опинитися закінчитися загибеллю організму.Авитаминози можуть бути тільки від недостатнього надходження У., а й від порушення процесів їх засвоєння та використання у організмі.
Основоположник вчення про У. російський лікар М. І. Лунін встановив (1880), що з годівлі білих мишей лише штучним молоком, що складається з казеїну, жиру, молочного цукру й солей, тварини гинуть. Отже, в натуральному молоці містяться та інші речовини, незамінні для харчування. У 1912 польський лікар До. Функ, який запропонував саму назву "У.", узагальнив накопичені на той час експериментальні і клінічні дані і дійшов висновку, такі захворювання, як цинга, рахіт, пелагра, бери-бери, - хвороби харчової недостатності, чи авітамінози. Відтоді наука про У. (>витаминология) початку інтенсивно розвиватися, що значенням Не лише боротьби з багатьма захворюваннями, але й пізнання сутності низки життєвих явищ. Метод виявлення У., застосованийЛуниним (зміст тварин спеціальному дієті - викликання експериментальнихавитаминозов), було покладено основою досліджень. Було з'ясовано, що не тварини потребують повному комплексі У., окремі види тварин можуть самостійно синтезувати ті чи інші У. У той самий час багато цвілеподібні й дріжджові гриби й різні бактерії розвиваються на штучних поживних середовищах лише за додаванні до цих середах витяжок з рослинних або тварин тканин, містять вітаміни. Отже, вітаміни необхідні всіх живих організмів. Вивчення Не обмежується виявленням в природних продуктах з допомогою біологічних тестів та інші методами. З положень цих продуктів отримують активні препарати У., вивчають їх будову та, нарешті, отримують синтетично. Досліджено хімічну природу всіх відомих У. Виявилося, що з них зустрічаються групами по 3-5 і більше родинних сполук, різняться деталями будівлі та ступенем фізіологічної активності. Було синтезовано велика кількість штучних аналогів У. з єдиною метою з'ясування ролі функціональних груп. Це сприяло усвідомленню дії У. Так, деякі похідні У. ззамещенними функціональними групами надають на організм протилежний ефект, проти У., вступаючи з ними конкурентні відносини за зв'язок із специфічними білками при освіті ферментів чи з субстратами впливу останніх.

У. мають літерні позначення, хімічні назви чи назви, що характеризують їх за фізіологічного дії. У 1956 прийнята єдина класифікація У., що стали загальновживаної.

Наявність хімічно чистих У. дозволило підійти до з'ясування їхній ролі в обміні речовин організму. У. або входять до складу ферментів, або є компонентами ферментативних реакцій. За відсутності У. в організмі порушується діяльність ферментних систем, у яких беруть участь, отже, - та обмін речовин. Відомо кілька сотень ферментів, до складу яких входять У., і кількістькатализируемих ними реакцій. Багато У. - переважно учасники процесів розпаду харчових речовин та звільненнязаключенной у яких енергії (вітаміниB1, В2,PP та інших.). Беруть участь вони й у процесах синтезу:B6 і В12 - в синтезі амінокислот і білковому обміні,В3 (>пантотеновая кислота) - в синтезі жирних кислот і обміні жирів,Вс (фолієва кислота) - в синтезіпуринових іпиримидинових підстав і багатьох фізіологічно найважливіших з'єднань - ацетилхоліну,глутатиона, стероїдів та інших. Менш вивчено дію жиророзчинних У., проте безсумнівно, їхній що у побудові структур організму, наприклад, у освіті кісток (вітамін D), розвитку покривних тканин (вітамін А), нормальний розвиток ембріона (вітамін Є. і ін.). Отже, вітаміни справляють величезний фізіологічне значення. З'ясування фізіологічної ролі У. дозволило використовувати їх задлявитаминизации продуктів, в лікувальної практиці, і у тваринництві. Особливо широко стали застосовуватися У. з часів освоєння їх промислового синтезу.

>Витаминная промисловість, виробляє синтетичні вітаміни, коферменти як чистих кристалічних речовин і готові до застосування форм (драже, таблетки, ампули, капсули, гранули, концентрати) й у невеликих кількостях вітамінні препарати із рослинного та тваринного сировини. Вітаміни підвищують харчову цінність продуктів, застосовують у лікувальної практиці, і длявитаминизации кормів з метою підвищення продуктивності тваринництва.

Виробництво вітамінів нашій країні організовано на початку 30-х рр. Спочатку випускалися вітамінні препарати із сировини. Потім освоєно виробництво синтетичних вітамінів З повагою та K3. З 1949 за технологією, розробленої радянськими вченими, в промисловому масштабі став освоюватися синтез інших вітамінів, наприклад тіаміну (вітамінB1). 1950-го виробництво вітамінів у СРСР збільшилося проти 1940 в 5,6 разу. До 1955 у СРСР розробили схеми синтезу всіх відомих основних вітамінів. Подальший розвиток вітамінною промисловості пов'язано переважно із розробкою й впровадженням синтетичних методів виробництва вітамінів. Ці методи характером технологічних процесів виявляється значно складнішим, ніж метод вилучення вітамінів із сировини, але де вони дають змогу одержувати продукцію у хімічно чистому вигляді, що є велике значення їхнього лікувального застосування і точних дозувань під час виготовлення кормових концентратів. З іншого боку, витрати виробництва синтетичних вітамінів нижче витрат отримання відповідних вітамінів із сировини. За 1959-65 в промисловому масштабі освоєно синтез всіх відомих вітамінів і вітамінних препаратів, стали до ладу великі вітамінні підприємства: Білгородський вітамінний іБолоховский (>Тульская область) хімічні комбінати, і навіть значно збільшено потужності раніше які діяли підприємств. У 1965 обсяг виробництва вітамінною продукції СРСР збільшився проти 1958 в 2,8 разу, а 1970 проти 1965 в 2,6 разу. У 1970 випуск синтетичних вітамінів та його готових форм становить понад 99% всього обсягу виробництва вітамінною продукції.

До специфічних особливостям синтезу вітамінів ставляться:многостадийность процесів; значнаматериалоемкость, що зумовлює необхідність розміщення підприємств У. п. поблизу сировинних баз; застосування спеціальної апаратури, настановленим роботи з агресивними середовищами; необхідність виробленнявисокочистой продукції. Вітамінні заводи - спеціалізовані підприємства. Переважає предметна спеціалізація - здійснення синтезу вітамінів кожному підприємстві за повною схемою їх виробництва, зокрема й випуск всіх напівпродуктів. З кінця 60-х рр. розширюється більш ефективна - технологічна спеціалізація виробництва напівпродуктів.

>Научно-технические проблеми отримання вітамінів і застосування розробляють СРСР основному під Всесоюзному науково-дослідному вітамінному інституті, соціальній та науково-дослідних організаціях АМН СРСР, АН СРСР і АН союзних республік, міністерств та. Саме питання вдосконалення діючих виробництв вирішуються центральними заводськими лабораторіями.

Головні напрями розвитку вітамінною промисловості, у Росії:

- створення нових високоефективних препаратів;

- вдосконалення технології виробництва та розробка нових, поліпшених схем синтезу, заснованих на виключно використанні дешевих видів вітчизняної сировини;

- збільшення вироблення вітамінів, коферментів та його готових форм рівня, забезпечує повне задоволення потреб народного господарства, розширення асортименту продукції;

- будівництво нові й реконструкція діючих виробництв;

- механізація і автоматизація технологічних процесів;

- вдосконалення мережі та організація виробництва окремих напівпродуктів на підприємствах інших галузей промисловості;

- підвищення якості продукції;

- поглиблення технологічної спеціалізації;

- впровадження автоматизованих системам управління галуззю в промисловості й виробництвом.

У найрозвиненіших країнах, особливо у США, Японії, Великобританії, Німеччини, Франції, Швейцарії, виробництво вітамінів досягло великих розмірів.

Зазвичай, воно зосереджене у руках хіміко-фармацевтичних фірм.

Виробництво вітамінів з дріжджів

Нині чисті препарати вітамінів отримують переважно синтетично, деяких випадках окремі стадії освіти виконуються методами мікробіологічного синтезу. Поширене раніше виробництво концентратів вітамінів з харчів рослинного рослинного або тваринного походження зараз майже зовсім втратила своє значення.

У той самий час, деякі вітаміни одержують з допомогою екстракції і очищення культуральної рідини чи біомаси мікроорганізмів. Поруч із використанням безпосередньо дріжджової біомаси як джерела вітамінів як дріжджових гідролізатів і пивних дріжджів, деякі дріжджі йдуть на мікробіологічного виробництва чистих вітамінів.

ВітамінD2,кальциферол

Використання дріжджів для чистих вітамінів почалося 1930-х роках із отримання вітаміну D. З використанням спеціальних расSaccharomycescerevisiae отримуютьергостерол, який після опромінення ультрафіолетом модифікується в вітамінD2 (>кальциферол).

Існують штамисахаромицетов, що мають здатність догиперсинтезу вітамінуB2 (рибофлавіну), які можна використовуватимуться отримання цього вітаміну.

Збазидиомицетових дріжджів, спроможних до інтенсивному синтезу каротиноїдів, отримують препарати-каротина, що є попередником вітаміну A, іастаксантина.


>Питьевие дріжджі

Дріжджовий осад, що залишається після зброджування пивного сусла, здавна використовують із отримання різноманітних корисних речовин, зокрема дріжджових гідролізатів іавтолизатов.Гидролизати дріжджів отримують, нагріваючи дріжджову біомасу при100°C у кислому середовищі. Більшість білків у своїйгидролизуется до амінокислот. Потім препарат нейтралізують і концентрують як густий пасти чи висушують. З отриманням дріжджовихавтолизатов руйнація клітинних компонентів відбувається під впливом ферментів самої дріжджової клітини. Цей процес відбувається відбувається у умовах в або за невеличкому нагріванні дріжджового осаду без поживних речовин до50°C і звичайно триває протягом 1-2сут. Упродовж цього терміну близько половина всіх білків в дріжджових клітинах розщеплюється до амінокислот.

Дріжджові гідролізати широко застосовують у ролі джерела вітамінів і амінокислот до медицини, в мікробіології під час складання поживних середовищ. Дріжджові гідролізати іавтолизати у змозі надавати харчових продуктів присмак м'яса, чи посилювати такий смак, тому вони широко використовують у харчової промисловості на приготування різних приправ, як смакових добавок в готові продукти (наприклад, в картопляні чіпси).

Дуже популярними були пивні (питні) дріжджі,приготовляемие з урахуванням частковогидролизованной дріжджової біомаси. Їх використовують як джерело вітамінів (насамперед В1 і В2, і навітьРР,В3,В4, В6, М), незамінних амінокислот і жирних кислот і дуже застосовують у медицині, ветеринарії, косметології, дієтології.

Червоні дріжджі

Багато дріжджі синтезують дуже багато каротиноїдів, які надають їх колоніям червону, рожеву, помаранчеву чи жовту забарвлення. Здатність до утворення каротиноїдів процес формування забарвлених колоній трапляється тільки середбазидиомицетових дріжджів, тобто належить до ознакамиаффинитета. Найбільш характерно освіту каротиноїдів для пологівRhodosporidium,Cystofilobasidium,Sporidiobolus, та йогоанаморфRhodotorula,Cryptococcus,Sporobolomyces. До поширенимкаротиноидам належить-каротин.

>-Каротин

Це поширена з'єднання, які також у багатьох рослинах і грибах.-Каротин є попередником вітаміну A та її промислове отримання цікавить медицини та іншихоблестей. Розроблені та застосовуються біотехнологічні процеси отримання-каротина з допомогою червоних дріжджів, наприкладRhodotorulaglutinis.

Убазидиомицетових дріжджів трапляються й інші види каротиноїдів. Наприклад, червоні дріжджіPhaffiarhodozyma утворюютькаротиноидастаксантин.

>Астаксантин

>Астаксантин - найпоширеніший у природікаротиноидний пігмент яскраво-червоної забарвлення. На відміну від-каротина має дві додаткових атома кисню кожному з кілець. Вперше було виділено з омарів в 1938 року, зараз виявлено в тканинах багатьох рослин та тварин. Особливо у велику кількість міститься у тканинах креветок, крабів, лососевих риб, відгранюючи червоний колір.

>Астаксантин одна із найактивніших антиоксидантів і використовують у медицині на лікування низки захворювань. Препаратиастаксантина широко використовують як кормової добавки в рибництві, особливо в вирощуванні лососів, іаквариумоводстве.

Основним джерелом щоб одержатиастаксантина служить водорістьHaematococcusинцистированние клітини якої містять до запланованих 4%каротиноида.Астаксантин виявили й у дріжджахPhaffiarhodozyma (>телеоморфаXanthophyllomycesdendrorhous). Генетично модифіковані штамиPhaffia містять до 1-2%астаксантина і може також використовуватися для промислового отримання цьогокаротиноида.

Клітини овальні чи круглі, іноді подовжені.Почкование справжнє, багатостороннє. Може формуватися примітивнийпсевдомицелий, але істинного міцелію не утворюють.Диплоидизация відбувається внаслідок поєднання двохгаплоидних клітин (>гологамия).Вегетативно розмножуються переважнодиплоидние клітини.Аски утворюються з вегетативнихдиплоидних клітин.Аски круглі чи овальні, при дозріванні суперечка не розкриваються.Аскоспори круглі числабоовальние, безколірні, гладкі, 1-4 васке. Усі види активно зброджують цукри.Дрожжи цієї своєрідної з давнини поширені в кустарному виноробстві і дуже використовують у різних галузяхбродильной промисловості, у зв'язку з що вони найбільше інших дріжджів вивчені у різних аспектах. Їх систематика, проте, багаторазово переглядалася. Центральний вид -Saccharomycescerevisiae відомий у десятках синонімів, що на даний час розглядаються як виробничі раси, але з самостійні види.

Потреба дріжджів вітамінів

Один із характеристик, що використовуютьсятаксономического описи дріжджів - потреба у вітамінах. Більше 80% всіх видів відомих дріжджів нездатні до зростанню на середовищі, не що містить вітаміни (>ауксотрофни). Найбільше видів (близько 65%) потребуєбиотине ітиамине. Серед інших вітамінів в таксономії дріжджів використовується визначення потреби урибофлавине, пантотенової кислоті,пиридоксине,инозите і нікотинової кислоті.

 >Биотин, вітамін H (>B7)

      Тиаминпирофосфат, вітамінB1

                                                              

>Рибофлавин, вітамінB2

     >Пантотеновая кислота, вітамінB5

>Пиридоксин, вітамінB6

>мио-Инозит, вітамінB8

>Никотиновая кислота,Ниацин, вітамінPP

Для визначення потреби досліджуваного штами у цьому чи іншому вітаміні його вирощують на стандартної середовищі, що містить певний вітамін, і порівнюють із зростанням в цій самій середовищі, не що містить вітамінів. Що стосується, якщо додавання вітаміну призводить до істотного збільшення зростання, роблять висновок проауксотрофности штами у ційвитамину. Тести на здатність до зростання набезвитаминной середовищі й визначення потреби у конкретних вітамінах входить у стандартне опис виду дріжджів.

Залежність швидкості зростанняауксотрофних штамів дріжджів від змісту певних вітамінів було використано і розробити методів визначення концентрації вітамінів у різних середовищах для вимірювання приросту дріжджової біомаси.

Стандартні середовища для фізіологічних тестів

Поділ дріжджів на види виходить з багатьох характеристиках,

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація