- •Введение
- •Лекция 1 Технология ферментационных процессов – I
- •1.1. Устройство и основные конструкторские детали ферментеров и биореакторов
- •1.2. Обеспечение тепло- и массообмена
- •1.3. Системы аэрирования и перемешивания
- •1.4. Системы пеногашения, асептики и стерилизации
- •Дополнительная
- •Лекция 2 Технология ферментационных процессов – II
- •2.1. Твердофазная, жидкофазная и газофазная ферментация
- •2.2. Периодический способ культивирования
- •2.3. Промежуточные способы культивирования
- •2.4. Непрерывный способ культивирования
- •2.5. Принцип масштабирования технологических процессов
- •Дополнительная
- •3.2. Типы размножения микроорганизмов
- •3.3. Фазы роста культуры микроорганизмов
- •3.4. Периодический метод культивирования микроорганизмов
- •3.5. Непрерывный метод культивирования микроорганизмов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Методы выделения накопительных культур микроорганизмов
- •Методы выделения чистых культур микроорганизмов
- •4.2. Выращивание микроорганизмов глубинным методом и методом поверхностных культур
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 5 основные типы биотехнологических процессов – I
- •5.1. Производство биомассы
- •5.2. Производство спиртов и полиолов Производство этанола
- •Производство ацетона и бутанола
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 6 основные типы биотехнологических процессов – II
- •6.1. Производство вторичных метаболитов
- •6.2. Биотрансформация
- •6.3. Производство ферментов
- •Технологические процессы производства ферментных препаратов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 7 основные типы биотехнологических процессов – III
- •7.1. Производство аминокислот
- •Микробиологическое производство l-глутаминовой кислоты
- •Технология получения l-глутаминовой кислоты
- •Получение лимонной кислоты
- •Получение уксусной кислоты
- •Получение пропионовой кислоты
- •Получение глюконовой кислоты
- •Получение итаконовой кислоты
- •Получение яблочной кислоты
- •7.3. Производство витаминов
- •Получение каротиноидов (предшественников витамина а)
- •Получение витамина d
- •Получение витамина в2 (рибофлавина)
- •Получение витамина с
- •Получение витамина в12 (цианкобаламина)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 8 Критерии оценки эффективности биотехнологических процессов
- •8.1. Скорость роста биомассы и время генерации
- •8.2. Общая продуктивность процесса
- •8.3. Скорость потребления субстрата
- •8.4. Скорость биосинтеза продукта
- •8.5. Экономические коэффициенты (коэффициенты выхода) и метаболические (трофические) коэффициенты
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 9 Иммобилизованные клетки и ферменты - I
- •9.1. Источники ферментов. Преимущества иммобилизованных ферментов
- •9.2. Характеристика носителей для иммобилизации ферментов
- •Органические носители
- •9.3. Физическая иммобилизация ферментов
- •Методы физической иммобилизации
- •3. Иммобилизация путем отделения фермента от остальной среды полупроницаемой перегородкой (мембраной)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 10 Иммобилизованные клетки и ферменты - II
- •10.1. Химическая иммобилизация ферментов
- •Приёмы химической иммобилизации:
- •5. Модификация аминогрупп с образованием азометиновых связей
- •10.2. Сохранение стабильности иммобилизованных ферментов
- •10.3. Соиммобилизация
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Этапы истории
- •11.2. Основные характеристики клеток животных
- •11.3 Этапы культивирования клеток животных
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •12.2. Глубинное выращивание клеток в суспензированных культурах
- •12.3. Среды для выращивания клеток
- •Основной состав питательных сред
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Вопросы для самоконтроля
- •13.2. Поверхностное культивирование клеток растений
- •13.3. Культивирование клеток растений в глубинных условиях
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •14.2. Сохранение культур клеток растений
- •14.3. Использование методов генетической инженерии в фитобиотехнологии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 15 Основы клеточной инженерии
- •15.1. Протопласты: определение, применение
- •15.2. Способы выделения протопластов
- •Стандартная методика получения протопластов (по Такебе) (из тканей листа Nicotiana tabacum)
- •15.3. Способы культивирования протопластов
- •15.4. Слияние протопластов (парасексуальная гибридизация)
- •15.5. Виды соматических гибридов
- •15.6. Гибридомная технология
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 16 Основы молекулярной биотехнологии - I
- •16.1. Традиционные методы селекции. Методы селециии микроорганизмов
- •Методы селекции
- •16.2. Принципы селекции микроорганизмов
- •16.3. Селекция продуцентов антибиотиков, органических кислот и ферментов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 17 Основы молекулярной биотехнологии - II
- •17.1. Генетическая инженерия, ее методы и задачи
- •17.2. Получение фрагментов чужеродной днк и их очистка
- •17.3. Конструирование рДнк и клонирование генов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 18 Основы молекулярной биотехнологии - III
- •18.1. Амплификация
- •18.2. Экспрессия генов
- •18.3. Геномная библиотека
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 19 организация, контроль и управление биотехнологическими процессами
- •19.1. Системы gmp, gap, glp
- •III раздел «Персонал»:
- •IV раздел «Здания и помещения»:
- •V раздел «Оборудование»:
- •VI раздел «Процесс производства»:
- •VIII раздел «Валидация»:
- •19.2. Социальные аспекты биотехнологии и биоинженерии. Контроль применения биотехнологических методов
- •19.3. Понятие о биоэтике и биобезопасности
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
Получение витамина d
В его основе лежит скелет эргостерин, который находится в клеточных мембранах эукариот. Так, пекарские или пивные дрожжи содержат его 0,2-11%. Под влиянием УФО эргостерин трансформируется в витамин D2, который легко переходит в D3. Продуцентами эргостерина также являются аспергиллы и пенициллы. В них содержится 1,2-2,2% эргостерина.
В производственных условиях эргостерина получают по следующей схеме: размножение исходной культуры и накопление инокулюма; ферментация; сепарирование клеток; облучение клеток ультрафиолетовыми лучами; высушивание и упаковка целевого продукта.
Для получения кристаллического витамина D2 клетки продуцента гидролизуют соляной кислотой при 110°С, затем температуру снижают до 75-78°С и добавляют этанол. Смесь фильтруют, оставшуюся после фильтрации массу промывают водой, высушивают, измельчают, нагревают до 78°С и дважды обрабатывают тройным объемом этанола. Спиртовые экстракты объединяют и упаривают до 70%-го содержания сухих веществ. Такой «липидный концентрат» обрабатывают раствором едкого натра.
Затем эргостерин кристаллизуется. Его очищают повторными перекристаллизациями. Кристаллы высушивают, растворяют в серном эфире, облучают ультрафиолетовыми лучами, эфир отгоняют, раствор витамина D2 концентрируют и кристаллизуют. «Кислотный фильтрат» упаривают до 50%-го содержания сухих веществ. Производят также масляный концентрат витамина D2.
Получение витамина в2 (рибофлавина)
Продуцируется бактериями, дрожжами и нитчатыми грибами. В настоящее время получают до 0,5 г и более рибофлавина в 1 л среды.
В качестве источников углерода применяют глюкозу и сахарозу, дрожжевой и кукурузный экстракт, соевую муку, масла и др. Например, для получения посевного материала в среду вводят сахарозу, пептон, кукурузный экстракт, калий дигидрофосфат, магния сульфат, подсолнечное масло. На ней продуцент выращивают 2 суток при температуре 27-30°С. Чаще ферментацию проводят в течение 5 суток при рН 5,5-7,7. Полученную биомассу высушивают до статочной влажности 8%. В ней содержится 1,5-2,5% рибофлавина, 20% белка, тиамин, никотиновая кислота, пиридоксин, цианкобаламин, микроэлементы др. Эту биомассу используют для кормления животных. Если продукция рибофлавина высокая, то витамин В2 выделяют отдельно и вместе с синтетическим витамином, используют в медицине.
Получение витамина с
Его синтезируют все растения и животные, кроме обезьян и морских свинок, а также человека. Микроорганизмы витамин С не синтезируют и в нем не нуждаются.
Аскорбиновую кислоту получают химико-ферментативным способом.
Так, некоторые виды уксуснокислых бактерий образуют полупродукт аскорбиновой кислоты – L-сорбозу. Эта стадия процесса катализируется мембраносвязанной полиолдегидрогеназой. Затем проводят химическую стадию. В результате получается 2-кето-L-гулоновая кислота. Ее подвергают энолизации и трансформируют в L-аскорбиновую кислоту.
L-сорбозу также получают ферментацией Gluconobacter oxydans на средах, содержащих сорбат, кукурузный или дрожжевой экстракт при интенсивной аэрации. Выход L-сорбозы составляет 98% за 2 суток. Культивирование проводят в периодическом или непрерывном режиме. Аскорбиновую кислоту используют как антиоксидант в здравоохранении и пищевой промышленности.
