Індивідуальне домашнє завдання з біотехнології

ЗМІСТ

Вступ

1. Білок одноклітинних організмів

1.1. Одержання мікробного білка на нижчих спиртах

1.2. Одержання білкових речовин на вуглеводневій сировині

2. Грибний білок (мікопротеїн)

Висновок

Література

Вступ

Мікроорганізми почали залучати до виробництва білкових продуктів набагато раніше виникнення мікробіології. Досить згадати різноманітні різновиди сиру, і навіть продукти, одержувані шляхом ферментації соєвих бобів. І на разі живильною основою є білок. При виробленні цих продуктів з участю мікробів відбувається глибока зміна властивостей білковмісної сировини. Через це отримують харчові продукти, які треба максимально довго зберігати (сир) чи зручніше споживати (соєвий сир). Мікроби грають роль у виробництві деяких продуктів, виділені на зберігання. Так, під час виготовлення деяких сортів ковбаси використовується кислотне бродіння, зазвичай з участю комплексу молочнокислих бактерій. Новоутворена кислота сприяє зберіганню продукту і робить внесок у формуванні його особливого смаку.

Цим, мабуть, і рибопродукція обмежується використанням мікроорганізмів у переробці білків. Можливості сучасної біотехнології у тих виробництвах невеликі, крім сировиробництва. Інша річ – вирощування і валовий збір мікробної маси, перероблюваної в харчові продукти: тут біотехнологія може проявити себе в всієї повноті.

1.Білок одноклітинних організмів

За багатьма важливими показниками біомаса мікроорганізмів може мати дуже високу живильну цінність. У чому ця цінність визначається білками: в багатьох видів вони є значна частина сухої маси клітин. Протягом десятиліть активно обговорюються і досліджуються перспективи збільшення частки білка мікроорганізмів загалом в балансі виробленого в усьому світі білка.

Виробництво такого білка пов’язано з великомасштабним вирощуванням певних мікроорганізмів, які збирають і переробляють в харчові продукти. Щоб провернути максимально повне перетворення субстрату в біомасу мікробів, потрібний багатосторонній підхід. Вирощування мікробів у харчових цілях цікавий з двох причин. По-перше, вони ростуть набагато швидше, ніж рослин та тварини: час подвоєння їх чисельності вимірюється годинами. Це скорочувало тривалість, потрібні для виробництва певної кількості їжі. По-друге, залежно від вирощуваних мікроорганізмів як субстратів можна використовувати різноманітні види сировини. Що ж до субстратів, то тут йде мова з двох головних напрямів: переробляти низькоякісні викидні продукти чи поступово переорієнтовуватися під легкодоступні вуглеводи і реально отримувати їхнім коштом микробну біомасу, що містить високоякісний білок.

Одержання мікробного білка на нижчих спиртах

Культивування на метанолі. Основна перевага цього субстрату – висока чистота і відсутність канцерогенних домішок, добра розчинність у питній воді, висока летючість, що дозволяє легко видаляти його залишки з готового продукту. Біомаса, отримана на метанолі, зовсім позбавлена небажаних домішок, що дозволяє виключити з технологічної схеми стадії очищення.

Проте, необхідно враховувати в проведенні процесу такі особливості метанолу, як горючість і можливість освіти вибухонебезпечних сумішей з повітрям.

Особливості процесу культивування багато в чому зумовлені застосовуваним штаммом-продуцентом (дріжджі чи бактерії) та умовами асептики. При культивуванні дріжджів в асептичних умовах рекомендовані апарати колонного типу продуктивністю 75-100 т АСВ/ддобу за умови витрачання метанолу до 2,63 т/т АСВ. Зокрема й другому випадках процес культивування проводиться одностадійно, без стадії «дозрівання» з невисокою концентрацією субстрату (8-10 г/л)..

Крім метанолу, як високоякісної сировини використовують етанол, який має малу токсичність, добру розчинність у питній воді, небагато домішок.

Як мікроорганізмів – продуцентів білка на етаноловому спирті як єдиному джерелі вуглецю можна використовувати дріжджі (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus). Процес культивування проводять одностадійно в ферментерах з високими масообмінними характеристиками при концентрації етанолу трохи більше 15 г/л.

Дріжджі, вирощені на етанолі, містять (%): сирого протеїну 60-62; ліпідів 2-4; золи 8-10; вологи до 10.

1.2. Одержання білкових речовин на вуглеводневій сировині

Історично одними з перших субстратів, що використовуються для отримання кормової біомаси, були гідролізати рослинних відходів, предгідралізати – відходи целюлозно-паперової промисловості. Зацікавлення у вуглеводневій сировині як основному відновлюючиму джерелу вуглецю значно зріс і з екологічного погляду, бо вона може стати основою до створення технології переробки рослинних продуктів.

У зв’язку з тим, що гідролізати є складний субстрат, що складається з суміші гексоз і пентоз, серед промислових штамів- продуцентів набули поширення види дріжджів C.utilis, C.scottii і C.tropicalis, здатні поруч із гексозами засвоювати пентози, і навіть переносити наявність фурфуролу серед них.

Склад живильного середовища у разі культивування на вуглеводневу сировину істотно відрізняється від застосовуваного при вирощуванні мікроорганізмів на вуглеводневому субстраті.

Кормові дріжджі, отримані при культивуванні на гідролізатах рослинної сировини, мають наступний склад (%): білок 43-58; ліпіди 2,3-3,0; вуглеводи 11-23; зола – до 11; вологість – трохи більше 10.

Однією з перспективних субстратів у виробництві кормової біомаси є гідролізати торфу, які мають у собі дуже багато легкозасвоюваних моносахаридів органічних кислот.

2.Грибной білок (мікопротеїн)

Мікопротеїн – це харчовий продукт, який складається переважно з міцелію гриба. У його виробництві використовується штам Fusarium graminearum, виділений з грунту. Мікопротеїн виробляють сьогодні на досвідченій установці методом безперервного вирощування. Як субстрат використовується глюкоза й інші поживні речовини, а джерелами азоту служать аміак і амонійні солі. Після закінчення стадії ферментації культуру піддають термообробці, зменшують вміст рибонуклеїнової кислоти, та відокремлюють міцелій методом вакуумного фільтрування.

Якщо порівняти виробництво мікопротеїна з процесом синтезу білків тварин, то виявиться ряд його переваг. Поза тим, що вища швидкість зростання, перетворення субстрату на білок відбувається незрівнянно ефективніше, аніж за засвоєнням їжі домашніми тваринами.

Не зайве нагадати, що корми тварин повинні містити певну кількість білка, до 15-20% залежно від виду тварин. Позитивним чинником є і волокниста будова вирощеної культури; текстура маси міцелію близька до такої як у природних продуктів. Щільність продукту залежить від довжини гіф вирощеного гриба, визначене швидкістю зростання.

Висновок

Вже давно мікроорганізми використовувалися як джерело білку в харчуванні людини та тварин. Ще в роки першої світової війни один із основоположників молекулярної біології Макс Деельбрюн з колегами в Німеччині розробили перший технологічний процес промислового культивування певних дріжджів для їх додавання в супи та ковбаси. Білки, які прдукуються в харчових цілях, отримали назву білки одноклітинних організмів(БОО).

На першому етапі в якості сировини для мікроорганізмів використовували в основному вуглеводи нафти. Потім інтерес був проявлений до інших субстратів, перш за все до природних газів. Як субстрат для отримання БОО використали промислові відходи(молочну сироватку- побічний сироваріння, патоку, відходи спиртових заводів і т. д. ). Розроблені промислові лінії для виробництва і переробки мікроводоростей з метою отримання БОО. Об’єм дріжджової біомаси, отриманої в світі в 1985 р. перевищував 1 млн. т. В 90- х роках він зростає в 2 рази.

Виробництво БОО має суттєві переваги перед виробництвом білку в тваринництві чи рослинництві. 500 кг дріжджів виробляють за добу 800 кг білку, а у бичка той же добовий привіс білку складає в кращому випадку 500 г білку. Проте БОО використовують в основному як корм худобі, і лише в майбутньому можливе використання БОО для харчових продуктів людини. Перспективні в цьому відношенні культивування деяких водоростей (Fuusarium, (зелених водоростей (Clorella), ціанобактерій (Spiruuuulina), які мають адекватні для людини органо-лептичні властивості. Зараз вже налагоджено виробництво на базі крохмалю волокнистої маси Fuuusarium як джерело клітковини для людини.

Зміни в генах, здійснюються за допомогою генетичної інженерії, можуть модифікувати структуру та покращувати властивості харчових білків. Найбільший інтерес в плані таких маніпуляцій привертають увагу до себе 3 види білків тварин та рослин: овальтумін курей, який складає більшу частину білка яйця((54%), казеїн(головна фракція в молоці) та білки сої(42% в бобах). Наприклад, маніпуляції з кодуючою частиною гену k-казеїну, в результаті яких із білка елімінувався фрагмент, розташований між 9- ю та 17-ю амінокислотами, а також цистеїн, який приймав участь в утворенні дисульфідного зв’язку, в результаті чого новий білок як харчовий продукт став більш якісним.

Згідно літературних даних до 2000р. білки із зміненими властивостями, отримані в результаті цілеспрямованої модифікації і структури кодуючих їх генів, будуть складати приблизно 4% всіх білків, які споживаються, на суму 15 млрд. доларів. Загальна кількість харчових продуктів, отриманих з допомогою біотехнології в кінці 20 ст. збільшиться по оцінках спеціаластів в 10 разів.

Біотехнологія мікроорганізмів спрямована на виробництво амінокислот, зокрема незамінимих, які можуть бути корисними добавками тварин та людини. Серед незамінимих амінокислот, промислове виробництво вже давно налагоджено, зокрема в цьому виробництві займає перше місце лізин, треонін, глутамінова кислота. Отримані штами мікроорганізмів Brevibaeferium flavum, які пер-творюють лізин більше однієї третьої цукрів, які містяться в культурованій рідині. В СРСР в ВНДі Гентики та селекції промислових мікроорганізмів з допо-могою генно-інженерних методів сконструйовані високопродуктивні штами E. coli, продуценти L-треоніну, L-лізину, L-триптофану, які активно використовуються у промисловості.

Інтерес до мікробіологічного виробництва амінокислот викликаний також і тим, що вони дозволяють отримувати L-амінокислоти в чистому виді, тоді як при хімічному синтезі отримують рацимічні суміші L, D, амінокисслот. Останні не входять у склад природніх білків(лише в пептидах клітинних стінок мікроорганазмів, зокрема пептидах, які є антибіотиками. )

Література

1. Біотехнологія: Принципи й застосування їх. Під ред. І. Хиггенса та інших. Москва: «Світ», 1988 р.

2. Біотехнологія. Виробництво білкових речовин. В.А. Биков, М. Н. Манаков та інших. Москва «Вищу школу», 1987 р.

3. Воробйова А.І. Промислова мікробіологія. Вид. Московського університету, 1989 р.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

ІНДЗ з біотехнології 14 вар.docx

ІНДЗ з біотехнології 14 вар.docx
Размер: 34.7 Кб

.

Пожаловаться на материал

Білок одноклітинних організмів. Одержання мікробного білка на нижчих спиртах. Одержання білкових речовин на вуглеводневій сировині. Грибний білок (мікопротеїн). Мікроорганізми у переробці білків.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Задание на практическое занятие по «Медицинской службе гражданской обороны»

Тема «Организация санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий среди населения в военное время» Задачи и организационная структура санитарно-гигиенических и противоэпидемических формирований. Мероприятия по локализации и ликвидации очагов массовых инфекционных заболеваний и очагов заражения биологическими агентами. Организация санитарной экспертизы продовольствия и питьевой воды.

Теория организации

Теория организации Природа и сущность. Государственные и муниципальные организации. Внутренняя и внешняя среда организации. Сущность теории организации. Тенденции развития теории организации в России. Формирование уровней иерархии в организации. Формулировка закона единства анализа и синтеза.

Определение сопротивления ткани постоянному току

Определение частотной зависимости полного сопротивления биологической ткани Используя аппарат для гальванизации и измерительные приборы определить сопротивление живой ткани постоянному току. Используя  генератор вырабатывающий  переменный ток разной частоты и подавая его через аттенюатор и измерительные приборы на электроды , измерим силу тока и напряжение на живой ткани

Ведения кассовых операций юридическими лицами

Ведения кассовых операций юридическими лицами и упрощенном порядке ведения кассовых операций индивидуальными предпринимателями и субъектами малого предпринимательства

Метрология

Под метрологией подразумевается наука об измерениях, о существующих средствах и методах, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok