МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ

ТА БІОТЕХНЛОГІЙ ІМЕНІ С.З.ГЖИЦЬКОГО

Індивідуальне навчально-дослідне завдання

на тему: Біотехнологія виготовлення вітамінів

Виконала:

Студентка курсу, п/г ФВМ

Львів – 2012

План

1. Загальна характеристика вітамінів, їх одержання та використання.

2. Одержання вітаміну A₁.

3. Одержання вітаміну D.

4. Одержання вітаміну В₂.

5. Одержання вітаміну С.

6. Одержання вітаміну в12.

1. Загальна характеристика вітамінів, їх одержання та використання.

Термін «вітаміни» був запропонований Функом ще на по­чатку минулого сторіччя. Сьогодні до вітамінів належить велика група низькомолекулярних органічних сполук різної хімічної природи, які присутні в організмі у незначних концентраціях, і як компоненти ферментних систем, що каталізують відповідні реакції. Вищі тварини і людина в основному потребують одержання готових вітамінів, а серед мікроорганізмів широко роз­повсюджена здатність до їх синтезу.

До вітамінів включають за прийнятою літерною класифікацією: в групу В (В₁ - тіамін, В₂ - рибофлавін, В₃ - пантотенова кислота, В₅ - нікотинова кислота, В₆ - піридоксин, В_с чи В₉ - фолієва кислота, В₁₂- ціанкобаламін, Н - біотин); вітамін С (ас­корбінова кислота); групи А - ретиноли і провітамін А - ß-каротин; D (кальцифероли і провітаміни - ергостерин, холестерин); Е (токофероли); К (нафтохінони); їх коферментні форми та різ­ні інші похідні.

Вітаміни групи В ще називають кофакторними вітамінами, тому, що вони входять у структуру коферментів. Ці вітаміни бе­руть участь в метаболізмі як вищих організмів, так і мікробних клітин. Механізм дії інших вітамінів вивчений недостатньо. Деякі з них, наприклад С, А, D, не функціонують в мікробних клітинах, хоча провітаміни останніх двох - ß-каротин і ергосте­рин - беруть участь у життєдіяльності певних типів мікроорга­нізмів і ними синтезуються.

Вітаміни одержують як хімічним, так і мікробіологічним синтезом.

Практичне використання здатності мікроорганізмів до біосинтезу вітамінів розпочалося в 30—40-і роки минулого століття. В першу чергу звернули увагу на пивні і пекарські дріжджі як джерело вітамінів — В₁, D₂, С тощо.

Однак широкі перспективи щодо використання мікроорганізмів для одержання вітамінів з’явилися пізніше завдяки вия­вленню у них здатності до так званого надсинтезу вітамінів, тоб­то до утворення і накопичення в культурах деяких видів набагато більшої їх кількості, ніж потрібно для виконання ката­літичних функцій. На це явище вперше звернув увагу в 30-х ро­ках XX ст. Гільєрмон, який виявив накопичення рибофлавіну в культурі гриба Eremothecium ashbyii.

Незабаром надсинтетики рибофлавіну були знайдені і се­ред інших груп мікроорганізмів — дріжджів, бактерій, міцеліальних грибів. Потім була виявлена здатність до підвищеного синтезу інших вітамінів — В₁₂ (у актиноміцетів, пропіоновокислих, метанових і деяких інших груп бактерій), каротиноїдів (у гетероталічних мукорових грибів), ергостерину (у деяких сахароміцетів).

Прогрес у вивченні хімізму біосинтезу вітамінів дав можливість використовувати для їх одержання не тільки активні про­дуценти, але й мікроорганізми, здатні здійснювати окремі етапи синтезу.

Завдяки встановленню механізмів вітаміногенезу одержані мутанти продуцентів спроможні до надсинтезу вітамінів, що сприяло створенню більш економічних способів виробництва продуктів порівняно з існуючими. Є дані про одержання мутантів, які накопичують у середовищі вітаміни В₁, В₆, біотин (Діканська Е.М., 1984).

Крім вітамінів, мікробіологічним шляхом одержують інші речовини вітамінної природи, передусім коферменти. Дедалі ширше їх застосовують у медичній практиці, а мікробіологіч­ний синтез в багатьох випадках єдиний або найбільш прийнят­ний спосіб їх одержання.

Нові перспективи практичного використання мікроорганіз­мів як синтетиків вітамінів відкриває використання в мікробіологічній промисловості нетрадиційних видів вуглецевих субстратів (вуглеводні, нижчі спирти і кислоти) - нехарчових субстратів.

Встановлено, що вуглець належить до факторів, задіяних у регуляції процесів вітаміногенезу, і використання вуглецевих субстратів забезпечує підвищення рівня синтезу цілої низки спо­лук вітамінної природи (рибофлавіну, ергостерину, пантотенової кислоти, ФАД, НАД, вітаміну В₆, коензиму Q, вітаміну В₁₂).

На сьогодні існують такі напрями вирішення проблеми одержання вітамінів мікробіологічним синтезом:

1. Одержання вітамінів і коферментів з використанням мікроорганізмів - продуцентів, в основному надсинтетиків, і спеціальних режимів їх культивування. До цієї категорії належать уже існуючі біотехнології одержання вітамінів В₂, В₁₂, каротиноїдів.

2. Одержання індивідуальних вітамінів і коферментів з біомаси мікроорганізмів, яку вирощують у промислових масштабах на різних вуглецевих субстратах, або використання її як ком­плексних вітамінних препаратів.

3. Використання мікроорганізмів для здійснення окремих ста­дій процесу синтезу вітамінів. Можливості використання для вирощування таких мікроорганізмів нових видів нехарчової сировини розширюють межі цього напряму.