Одноклеточный белок из водорослей

Одно время существовал повышенный интерес к проблеме

использования водорослей в качестве одноклеточного белка, посколькуони хорошо растут в открытых прудах и нуждаются только в СО2 как

источнике углерода, а также в солнечном свете как источнике энергии для

фотосинтеза. Такие водоросли, как Chlorella и Scenedesmus, долгое время

использовались в пищу в Японии, a Spirulina широко применялась в

Африке и Мексике. В некоторых странах мира водоросли выращивают в

прудах или лагунах для удаления с их помощью ряда органических

загрязнений, а образующуюся массу собирают, высушивают и добавляют

в порошкообразном виде в корм животным.

2. Приемы селекции различных микроорганизмов довольно сложны и

включают многие факторы, такие, как стоимость культивирования,

способность секретировать фермент во внешнюю среду или накапливать

его внутри клетки, а также способность противостоять неблагоприятным

воздействиям внешней среды, повреждающим ферменты, и т. п. В

зависимости от происхождения ферменты существенно различаются

между собой по термостабильности и по отношению к экстремальным

значениям рН. Так, например, протеазы Bac. subtilis относительно

стабильны при нагреваниях и активны в щелочной среде, в силу чего

считаются более подходящими для использования в качестве добавок в

стиральные порошки и моющие средства. В противоположность этому,

грибные амилазы, вследствие их высокой чувствительности к нагреванию,

пригодны в хлебопечении и т. д.

При селекции продуцентов ферментов генетики промышленных

микроорганизмов стремятся улучшить желаемые их свойства: высокий

выход фермента, стабильность фермента, независимость синтеза

фермента от индуктора, легкое его извлечение из среды и т. п., тогда как

нежелательные качества стараются устранить или ингибировать. К числу

последних относятся наличие вредных побочных метаболитов,

неприятный запах, нежелательный цвет препарата и т. п. Сложная

генетическая техника, однако, еще не нашла широкого применения и

большинство производств использует главным образом приемы

мутагенеза в сочетании с хорошо отработанными селекционными

методами. Общим недостатком большинства промышленных

микроорганизмов является их малая генетическая изученность, что,

естественно, снижает возможности улучшения полезных свойств

продуцентов ферментов за относительно короткий период времени.

Однако технология переноса генов вместе с белковой инженерией

способны изменить эту ситуацию и обусловить развитие новых

направлений в области ферментной технологии.

Поскольку микробные ферменты являются малообъемными

препаратами относительно невысокой стоимости, методы, применяемые

для их производства, обычно осуществляются с использованием

биореакторов (ферментеров), аналогичных по конструкции и функциях

таковым, которые применяются при производстве антибиотиков. Выбор

культуральной среды является весьма важным моментом в процессе

производства, так как она обеспечивает растущий микроорганизм

энергией, а также является источником необходимых элементов

(углерода, азота и т. д.). Стоимость сырьевого материала непосредственно

связана с ценой конечного продукта.

В большинстве случаев ферменты получаются при ферментации с

одноразовой загрузкой, длящейся от 30 до 150 часов; процессы,

основанные на непрерывном (проточном) культивировании, нашли пока

еще малое применение в промышленном производстве ферментов.

В процессе выращивания продуцентов ферментов, последние могут

накапливаться внутри клеток или же секретироваться во внешнюю среду.

Коммерческие препараты ферментов могут выпускаться в продажу либо в

жидкой, либо в кристаллической форме; очищенными или же в виде

"грубых" препаратов. Например, в препаратах, используемых для

гидролиза крахмала, целлюлозы, основным критерием является высокая

активность основного фермента в препарате, а наличие других

активностей зачастую не принимают во внимание. В то же время в

препаратах ферментов, используемых в молекулярной биологии,

медицине, основным критерием качества является отсутствие

дополнительных ферментативных активностей и просто белковых

загрязнений.

Концентрирование и очистка ферментов зачастую представляет собой

весьма сложные процессы. И естественно, что стоимость препаратов

ферментов зависит от всех перечисленных выше моментов.

Ферментные препараты, предназначенные для использования в

пищевой промышленности или в медицинской практике, подлежат

строгому контролю на токсичность для животных, мутагенную

активность, тератогенность и канцерогенность, а также проверяются вразличных фармакологических тестах.Ответственность за безопасность выпускаемых ферментныхпрепаратов ложится на фирму, их производящую. Практически,безопасный ферментный препарат должен обладать низкимиаллергическими свойствами и быть свободным от токсических веществ, атакже вредоносных микроорганизмов.