Производство витаминов D и A.

Получение витамина Д.

Витамин Д – группа растворенных соединений, в основе которых находится эргостерин.

Трансформация эргостерина в витамин Д2 (кальциферол) происходит под влиянием УФ-облучения. При этом разрывается связь в кольце (позиции 9,10) и образуется двойная связь в боковой цепочке (позиции 22,23).

Продуцентами эргостерина являются дрожжи, мицеллиальные грибы – аспергиллы и пенициллы.

Получение эргостерина в производственных условиях можно разделить на следующие этапы: размножение исходной культуры и накопление инокулюта, ферментация, сепарирование клеток, облучение клеток УФ-лучами, высушивание и упаковка целевого продукта.

Применительно к дрожжам инокулюм получают на средах, обеспечивающих полноценное развитие клеток, после чего основную среду с ацетатом (активатором биосинтеза стеринов), обогащенную источником углерода и содержащую пониженное количество азота, засевают сравнительно большим объемом инокулята. Культивирование дрожжей (ферментацию) проводят при температуре, близкой к максимальной для конкретного штамма, и выраженной аэрации. Спустя 3-4 суток клетки сепарируют и подвергают вакуум-высушиванию. Затем сухие дрожжи облучают УФ-лучами (длина волны 280-300 нм) в течение оптимального по продолжительности времени, при требуемой температуре и с учетом примесных веществ.

В случае получения кристаллического витамина Д2 клетки продуцента гидролизуют HCl при 110ºС, затем температуру снижают до 75-78ºС и добавляют этанол. Смесь фильтруют при 10-15ºС, оставшуюся после фильтрации массу промывают водой, высушивают, измельчают, нагревают до 78ºС и дважды обрабатывают тройным объемом этанола. Спиртовые экстракты объединяют и упаривают до 70%-ого содержания сухих веществ. Полученный «липидный концентрат» обрабатывают раствором NaOH. Эргостерин кристаллизуется из неомылленой фракции концентрата при 0ºС. Кристаллы высушивают, растворяют в серном эфире, облучают УФ-светом, эфир отгоняют, раствор витамина Д2 концентрируют и кристаллизуют.

«Кислотный фильтрат» обычно упаривают до 50%-ого содержания сухих веществ и применяют как концентрат В-витаминов. Производят также масляный концентрат витамина Д2.

Получение каратиноидов.

Каратиноиды – изопреноидные соединения, синтезирующиеся многими пигментными микроорганизмами из рода Aleuria, Blakeslea, Corynebacterium, Flexibacter, Fusarium, Halobacterium, Phycomyces, Pseudomonas, Rhodotorula, Sarcina, Sporobolomyces и др.

Из одной молекулы β-каротина при гидролизе образуются две молекулы витамина А1.

Каротиноиды локализуются в виде сложных эфиров и гликозидов в клеточной мембране микроорганизмов, либо в свободном состоянии – в липидных гранулах в цитоплазме. Их биосинтезу в клетках способствует свет.

В качестве продуцентов каратиноидов можно использовать бактерии, дрожжи, мицелиальные грибы. Более часто применяют зигомицеты Blakeslea trispora и Choanephora conjuncta. Питательные среды включают источники углерода, азота, витаминов, микроэлиментов, специальных стимуляторов (гидрол, кукурузно-соевая мука, растительные масла, керосин, β-ионон или изопреновые димеры и др.). Стимуляторы целесообразно вносить в культуральные среды в конце трофофазы.

Вначале штаммы выращивуют раздельно, а затем – совместно при 26˚С и усиленной аэрации с последующим переносом в основной ферментер. Условия культивирования сохраняют прежними. Длительность ферментации – 6-7 дней. Каратиноиды извлекают ацетоном, переводят в неполярный растворитель. В целях очистки и более тонкого разделения гомологов можно прибегать к методам хроматографии или к смене растворителей. Витамин А1 из β-каротина получают путем гидролиза.

Заключение.

1. Применение генной инженерии при синтезе витамина В2 и витамина С – открыло новые возможности селекции высокоактивных продуцентов.

2. Внедрение непрерывного способа ферментации в производстве сорбозы увеличило скорости образования этого сахара почти в два раза.

3. Дробная подача компонентов в питательные среды обеспечило высокий уровень ферментации в производстве витамина В12 и сорбозы.

4. Применение иммобилизованных клеток при получении витаминов В12 и В3 привело к разработке новых конструкций биореакторов.

5. Утилизация различных промышленных отходов существенно снижает себестоимость получаемой продукции – витаминов В2, В12 и β-каротина, улучшает экологию производства.

Таким образом, получение этих важных биологически активных веществ (БАВ) свидетельствует о существенном вкладе биотехнологии и в этом секторе фармацевтической промышленности.

Дата добавления: 2015-07-07