24Екзополісахариди, токсини. Способи культивування та отримання продуктів.

Экзополисахариды — высокомолекулярные полимеры, состоящие из остатков сахара, которые секретируются микроорганизмами в окружающую их среду. Они служат барьером между клетками и окружающей средой, являются резервуаром, выполняя протекторную роль против высушивания; выполняют роль саморегуляторов процессов роста и развития, могут иметь бактерицидные свойства. Экзополисахариды могут иметь практическое применение, напрмер играют роль натуральных природных загустителей в технологиях получения кисломолочных биопродуктов.

Бактеріальні токсини — отруйні речовини, що виділяються бактеріями в навколишнє середовище (екзотоксини) або містяться у мікробних клітинах (ендотоксини).

1. Ендотоксини — це ліпополісахариди, вони термостабільні, продукуються, як правило, грамнегативними бактеріями, їм притаманна загальнотоксична дія, є слабкими антигенами, не переходять у анатоксин, в навколишнє середовище потрапляють після загибелі клітини.

2. Екзотоксини — це білки, вони термолабільні, продукуються, як правило, грампозитивними бактеріями, їм притаманна висока специфічність дії, сильні антигени (індукують вироблення антитіл), при спеціальній обробці переходять у анатоксини.

В лабораторії екзотоксини отримують шляхом вирощування мікроорганізмів у рідкому поживному середовищі протягом кількох діб.

Выделение целевого продукта. Это завершающая стадия биотехнологического процесса. Продукт может накапливаться в клетке или выделятся в культуральную жидкость. Наибо­лее сложно выделение продукта, накапливающегося в клетках. Для этого клетки необходимо отделить от культуральной жидкости, разрушить, затем целевой продукт очистить от массы компонентов разрушенных клеток.

Этапы выделения:

• отделение биомассы от культуральной жидкости (напр. фильтрация через бактериальный фильтр)

• при получении продукта, накапливающегося в клетках, - разрушение клеток физическим, химическим и химикоферментативным методами.

• выделение целевого продукта из культуральной жидкости или гомогената проводят путем его осаждения, экстракции или адсорбции.

37.Утворення етанолу з визначеної кислоти. Синтез амінокислот і вторинних метаболітів, етапи.

Спиртовое брожение — биохимическая реакция брожения, осуществляемая микроорганизмами, в результате которой углеводы, преимущественно глюкоза, преобразуется в молекулы этанола и углекислого газа. Реакция происходит в бескислородной среде и является разновидностью клеточного дыхания.

В процессе брожения из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пирувата, при этом образуется 2 молекулы атф. Далее происходит окислительное декарбоксилирование пирувата с образованием молекул ацетальдегида и углекислого газа, затем из ацетальдегида образуется этанол.

Это брожение вызывается дрожжами, а также мукоровыми грибами. Спиртовое брожение широко используется в промышленности: в виноделии, пивоварении, винокурении и хлебопечении. В этих производствах употребляют культурные дрожжи, отличающиеся от диких дрожжей высокой производительностью.

Синтез аминокислот

Мировая промышленность производит в больших объемах глутаминовую кислоту, метионин, лизин, глицин, триптофан и другие аминокислоты для получения кормовых препаратов, специальных пищевых добавок и лекарств. Наиболее широкое распространение получил микробиологический синтез аминокислот ( около 60% от производимого объема).

Продуцентами аминокислот являются специально отобранные на основе классической селекции или созданные методами генной инженерии штаммы микроорганизмов, обладающие способностью к сверхсинтезу.

Вторичные метаболиты – вещества микробного или растительного происхождения, не существенные для роста и продукции собственно продуцента. Вторичные метаболиты обычно образуются в конце ростовых процессов, образование зависит от условий роста, состава питательных сред. Их образование берет начало от интермедиатов первичного метаболизма.

К вторичным метаболитам причисляют антибиотики, токсины, иммунодепрессанты и стимуляторы, а также некоторые запасные вещества. Эти соединения относятся к разнообразным классам органических веществ

Промышленные технологии производства аминокислот (и втор. метаболитов ?) основаны на выращивании суперпродуцентов в ферментерах на специальной среде с последующим отделением культуральной жидкости, концентрацией, очисткой и сушкой конечного продукта.