Витамины

Витамины — это низкомолекулярные органические вещества, способные в очень низких концентрациях оказывать сильное и разнообразное воздействие на живые организмы. Они принимают активное участие в метаболизме человека и высших животных, оказывая влияние на различные физиологические процессы (цикл трикарбоновыхкислот, распад и синтез жирных кислот, синтез аминокислот и др.) Природным источником многих витаминов являются растения и микроорганизмы.

В производстве многих витаминов ведущие позиции занимает химический синтез. Кроме того, для получения от дельных витаминов огромное значение имеет микробный синтез, например при производстве кормовых препаратов витаминов. Микробиологическим путем получают некоторые витамины группы В, а также эргостерин и каротин- являющиеся, соответственно, предшественниками витами на D2 и провитамина А.

Получение витамина В12.

Витамин В12 необходим для роста и развития многих животных и микроорганизмов (рис. 6.12). Способность к его синтезу широко распространена среди прокариотических микроорганизмов. Активно продуцируют витамин В12 Propionibacterium, а также Pseudomonas и смешанные культуры метанобразующих бактерий

Микробиологический синтез — единственный способ получения витамина В12 — осуществляют в две стадии на основе пропионовокислых бактерий, способных к самостоятельному синтезу коэнзима В12 (аденозилкобаламина 5,6 ДМБ). Первую стадию культивирования проводят в течение 80 ч в анаэробных условиях и при слабом перемешивании (до полной утилизации сахара). Полученную биомассу центрифугируют и сгущенную суспензию инкубируют во втором аппарате еще в течение 88 ч, аэрируя культуру воздухом (2 м3/ч). Питательная среда содержит сахара (обычно глюкозу, 1-10 %), добавки солей железа, марганца, магния и кобальта (10-100 мг/л), кукурузный экстракт (3-7 %) и азот в виде (NH4)2S04. Ферментацию проводят при 30 °С и pH 6,5-7,0. На второй стадии происходит образование ДМБ. После завершения ферментации витамин извлекают из клеток нагреванием в течение 10-30 мин при 80-120 °С. При последующей обработке горячей клеточной суспензии цианидом происходит образование CN-кобаламина. Продукт сорбируют, пропуская раствор через активированный уголь и окислы алюминия, а затем элюируют водным спиртом или хлороформом. После выпаривания растворителя получают кристаллический витамин В12, выход которого достигает 40 мг/л.

Разработаны эффективные технологии получения витамина В12 и на основе термофильных бацилл Bacillus circulans, которые выращивают в нестерильных условиях в течение 18 ч при 65-75 °С на питательных средах, приготовленных из соевой и рыбной муки, мясного и кукурузного экстракта. Выход витамина составляет от 2,0 до 6,0 мг/л.

Для нужд животноводства витамин В12 получают на основе смешанной ассоциации, состоящей из четырех культур углеводсбраживающих, аммонифицирующих, сульфатвосстанавливающих и собственно метанобразующих бактерий, которые взаимосвязанно расщепляют органический субстрат до С02 и СН4. В качестве субстрата используют декантированную ацетоно-бутиловую барду, содержащую 2,0-2,5 % сухих веществ. Брожение проходит при 55-57 °С в нестерильной культуре в две фазы: на первой образуются жирные кислоты и метан, на второй — метан, углекислота и витамин В12. Длительность процесса в одном аппарате со- ставляет 2,5-3,5 суток, в двух (последовательно) — 2-2,5 суток. Концентрация витамина в барде достигает 850 мкг/л. Параллельно в значительных количествах образуется газ (65 % метана и 30 % углекислоты). Барда имеет слабощелочную реакцию. Для стабилизации витамина ее подкисляют соляной или фосфорной кислотой, затем в выпарном аппарате сгущают до 20 % содержания сухих веществ и высушивают в распылительной сушилке. Содержание В12 в сухом препарате составляет до 100 мкг/г.

Получение витамина В2.

Название витамина В2 — рибофлавин — происходит от сахара рибозы, входящего в состав молекулы витамина в виде многоатомного спирта D- рибита. Он широко распространен в природе и в значительных количествах синтезируется растениями, дрожжами, грибами, бактериями.

Животные, не синтезирующие этот витамин, должны получать его в составе комбикормов, поскольку при его дефиците в организме нарушаются процессы белкового обмена, замедляется рост. Препараты рибофлавина используют в медицине для лечения ряда заболеваний, а в животноводстве — в качестве добавки в корма. Микроорганизмы синтезируют рибофлавин и две его коферментные формы — ФАД и ФМН.

Продуцентами витамина В2 являются бактерии (Brevibacterium ammoniagenes, Micrococcus glutamaticus), дрожжи (Candida guilliermondii, C. flaveri), микроскопические (Ashbya gossypii, Eremothecium ashbyii) и плесневые (Aspergillus niger) грибы.

Промышленное получение рибофлавина осуществляют химическим, микробиологическим и комбинированным синтезом. В последнем случае синтезированная микроорганизмами рибоза химически трансформируется в В2.

Для медицинских целей микробиологический рибофлавин получают на основе гриба Aspergillus.

Поиск по сайту: