АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Промислові мікробні полісахариди (по Gruger, 1984)

Технологія отримання декстранів. Продуцентами декстранів являються штами Leuconostoc mesenteroides, які ростуть на середовищі із високим вмістом сахарози (10-30 %), декстраном-«затравкою», дріжджовим екстрактом та мінеральними солями. Взалежності від складу мінеральних солей і тієї чи іншої природи «затравки» синтезуються високомолекулярні (60-80 тис.) лінійні чи ті, які мають низьку молекулярну масу (20-30 тис) розгалужені декстрани. Останні володіють найбільшою біологічною активністю.

Типовий приклад ферментації – глибинна періодична культура, яка реалізується на першому етапі з метою утворення біомаси продуцента при надлишку цукрів та рН 6,5-8,0. Синтез декстрансахарози, який веде до утворення гліканів, найбільш інтенсивний при рН близько 7,0. Крім іонів магнію синтез декстринів стимулюється при заміні сахарози мелясою. Бактерії розщеплюють сахарозу з утворенням глюкози і фруктози. Остання зброджується по гетероферментативному шляху з утворенням молочної та оцтової кислот, маніту та вуглекислоти. Глюкоза швидко полімеризується в декстран. Процес завершується через 24 години. Виділення декстрану із культури проводять метанолом, для наступної очистки – багаторазово розчиняють у воді, переосаджують метанолом та фракціонують. Декстрансахароза є екзоферментом, і її концентрація в культуральному середовищі значна. Тому можливий процес отримання полісахариду на основі розчинногго ферменту. Культуральна рідина із декстрансахарозою при рН близько 5,0 та температурі 15 С здатна біля місяця проявляти високу ферментативну активність. Реалізований процес на основі культурального середовища із ферментом, яке містить сахарозу та декстран-«затравку», - процес полімеризації завершується на протязі 8 год. Цей спосіб значно спрощує процедуру ферментації та стадію виділення і очистки декстрана, і дозволяє у контрольованих умовах отримати продукт заданої молекулярної маси. Перспективи має також процес на основі іммобілізованої декстрансахарази. В середині 90-х років розпочато випуск коньюгатів модифікованого декстрана з ферментом стрептокіназою. Преперат являє собою пролонговану декстраном форму стрептокінази.

Ксантан. Ксантан, який продукується бактеріями Xanthomonas campestris, володіє унікальними реологічними властивостями. У низьких концентаціях він утворює дуже в'язкі розчини і володіє псевлопластичністю; його розчини не змінюють свої реологічні властивості при зміні температури, рН, соленості в широких межах. Стуктурна формула ксантану наведена на рис.3.

Рис. 3.Структурна формула ксантану

Об'єми виробництва ксантану – найбільш крупнотонажні, в порівнянні із іншими гліканами. Товарна назва продукту, який випускається – ксантан, келцан, келтрол.

Отримують ксантани в умовах періодичної глибинної культури на середовищах, які містять 1-5 % вуглеводів (кукурудзяний крохмаль, цукор-сирець, чи меляса), а також органічні сполуки азоту, двозаміщений фосфорнокислий калій, мікроелементи. Ферментація триває на протязі 3 діб при 28 С та рН 6,5-7,2 у дві фази: на першій реалізується ріст клітин та накопичення біомаси, на другій - при дефіциті азоту в середовищі відбувається утворення полісахариду. Осаджують полісахариди в культуральній рідині метанолом, отриманий осад висушують.

Альгінат. Даний полісахарид раніше виділяли із морської водорості Laminaria. Хімічна формула альгінату – (С₁₂Н₁₄О₁₂Х)n, де Х – це Са, Nа, К і т.д.

Встановлено, що альгінат є кращим носієм для іммобілізації ферментів і, особливо, цілих клітин. Порівняно недавно серед бактерій ідентифіковані продуценти полісахариду, близького альгінату (Pseudomonas aeruginoza, Azotobacter vinelandii). Процес реалізований у промисловості на середовищах із надлишком вуглецю. Змінюючи концентрацію фосфату в середовищі, можна впливати на молекулярну масу полімеру, який синтезується, а при зміні концентрації кальцію змінюється співвідношення моносахаридів, які входять до складу даного глікану, і, відповідно, його властивості.

Альгінат володіє у визначених умовах чудовими гелеутворюючими, а також псевдопластичними властивостями у широкому діапазоні рН та температур, та використовується у кондитерській промисловості.

Курдлан. Бактерії Alcaligenes faecalis штам 10С3 синтезують курдлан, який являє собою полімер глюкози. Важлива властивість даного полісахариду – утворення термічностійких гелів. При нагріванні більше 64 С відбувається гелеутворення курдлану; пружність гелю не змінюється в діапазоні температур 60-80 С і помітно зростає при збільшенні температури до 120 С, при цьому одинична спіраль переходить в потрійну. Курдлан нерозчинний у холодній воді. Хімічна формула курдлану – (С₆Н₁₀О₅)_n.

Курдлан володіє протипухлинною активністю, тому знаходить використання в медицині. Ацетильні похідні курдлану використовують в якості основи ультрафільтраційних напівпроникних мембран для розділення речовин з молекулярною масою 200-2000. Ферментація проходить у глибинній періодичній культуріпротягом 80 годин на середовищах, які містять 8% глюкози; вихід полісахариду становить близько 40 г/л. У зв'язку із привабливістю властивостями даного продукту технологія його отримання інтенсивно удосконалюється.

Пуллан. Полісахарид продукується дріжджеподібним грибом Aerobasidium pullulans на середовищах, які містять 50% глюкози протягом 80-100 годин. В'язкість пуллану залежить від рН середовища: вона мінімальна при рН 4,0, молекулярна маса при цьому становить близько 200 тис., при збільшенні рН молекулярна маса збільшується.

Пуллан використовують у якості біоруйнівного пакувального матеріалу для харчових продуктів; він володіє також антиокислювальними властивостями.

Склероглюкан. Склероглюкан (товарна назва – політран) синтезують гриби роду Sclerotium. Синтез даного полісахариду на відміну від багатьох інших максимальний на ранній лаг-фазі 48 год. культури. Процес розроблений на середовищах із глюкозою, в тому числі в проточному режимі, вихід полісахариду від асимільованої глюкози становить 50%. В низьких концентраціях (1,5 % розчини) утворюють у воді пружні гелі, які не змінюють своїх властивостей в широкому інтервалі температур. Використовують у якості покриття насіння, пестицидів, а також при виготовленні латексів та барвників.

Задачею біотехнології є удосконалення мікробіологічних процесів отримання полісахаридів на основі покращених штамів-продуцентів, при розширенні сировинної бази за рахунок заміни дорогоцінних цукрів більш доступними субстратами, а також модифікація фізико-хімічних властивостей самих гліканів.

Дата добавления: 2015-11-25 | Просмотры: 853 | Нарушение авторских прав