Производство на аминокиселини


Категория на документа: Други


Аминокиселини. Производство на аминокиселини.

Аминокиселините са градивни елементи на природните белтъци и незаменима съставна част на храната на човека и фуража на животните. Една част са незаменими. Недостигът на само една от тях може да доведе до сериозни нарушения на обмяната на веществата в организма.

Общата формула на АК е :

R-радикалът определя индивидуалността. Той може да бъде водороден атом (глицин), амино-група ( лизин, аргинин), карбонова киселина (аспарагинова, глутаминова киселина) и др.

През 1908 г. японският учен Икеда установява, че характерният вкус на морските храни се дължи на глутамина. С това се поставя началото на изучаването и производството на АК.

По настоящем производството на АК се извършва по три начина:
1. Хидролиза на белтъци;
2. Биотехнологичен метод
* С помощта на микроорганизми;
* С ензими;
* С имобилизирани ензими и клетки
3. Химичен метод

Хидролиза на белтъци - използват се отпадъци от месното производство. Изолирането на АК от реакционната смес е доста трудно и нерентабилно. Освен това сяра-съдържащите АК се разрушават.

Химичен синтез - при определена температура, налягане и концентрация се получават АК. Недостатък на метода е, че се получават рацемати от D- и L- форми, които трябва да се разделят, защото биологично активни са само L-формите.

Биотехнологичен метод :
1. Директна ферментация с микроорганизми, продуценти на АК;
2. Ензимен метод (осъществява се трансформацията на вещества до АК);
3. Използване на имобилизирани ензими и клетки.

Най-широко разпространен е първият метод, който датира от 1957г. Киносита (Япония) разработва, внедрява и популяризира метода на репликата за изолиране на продуценти на АК. Търсят се микроорганизми, които секретират екзогенно АК. Култивират се върху твърди хранителни среди. Същност на метода:

Върху петри с твърда агарова среда се посява суспензия от клетки с подходящо разреждане, така че да се получат единични колконии. Култивират се в термостат 3-4 дни при температура 35°C. Петрито се маркира. Маркират се и развилите се колконии.

С помощта на репликатор или печат с диаметъ,р равен на диаметъра на вътрешната част на петрито, се взима материал и се реплицира в друго петри със същата стерилна хранителна среда. Репликаторът е обвит с кадифе или филтърна хартия, върху която полепват клетките на съответния микроорганизъм.

Първото петри се поставя в хладилник при температура 4°C, а второто се култивира в термостат при 35°C за 3-4 дни. Следва облъчване на второто петри с UV-лъчи, които имат бактерицидно действие. Мъртвите колконии се заливат с бактериална култура, която е ауксотрофна по тази АК, която търсим. Растеж има само в този участък на петрито, където е имало щам, който е отделял съответната АК. Културата се изолира от изходното петри.

По този начин Киносита е изолирал Micrococcus glutamicum (продуцент на глутамин).

През 1959г. започва за първи път промишлено производство на глутамин. Днес се получава в най-голямо количество - 400 000т. годишно; лизин - 100 000т. годишно, метионин - 80 000т. годишно. По химичен метод се получават метионин и аланин. Другите АК се получават чрез директна ферментация.

БТХ производство на АК изисква задълбочени познания за физиолого-биохимичната характеристика на продуцента, за да може да се управлява процеса. АК се синтезират от всички прототрофи в количества, които обезпечават нормалната синтеза на белтъци в клетката. Поради основният принцип за пестеливост, клетките не синтезират АК в излишък. Общите механизми, които регулират синтезата на АК са регулация по принципа на обратната връзка. Когато в средата количествата на АК са по-големи, клетката спира синтезата като блокира активността на ензима, действащ на първото метаболитно стъпало. Ето защо за производство на АК се използват ауксотрофни и регулаторни мутанти.

Получаване на ауксотрофни култури. Пеницилинов метод

1. Микроорганизмите се култивират върху пълноценна хранителна среда;
2. След достигане на определена плътност се суспендира;
3. Суспензията се подлага на мутагенно третиране. Търси се процент на преживяемост 0,1- 1%;
4. Отстранява се мутагенният фактор;
5. Посяване на пълноценна хранителна среда;
6. Суспендиране и промиване на клетките с цел елиминиране на компонентите, необходими за ауксотрофните клетки;
7. Посяване на клетките на минимална хранителна среда с пеницилин. Пеницилинът действа като блокира синтезата на пептидоглюкана на клетъчната стена. На тази среда растат само прототрофи. Именно тях унищожава пеницилинът. Ауксотрофите не растат на минимална хранителна среда и по този начин антибиотикът не им действа.
8. Посяване върху пълноценна хранителна среда.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Производство на аминокиселини 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.