Химическая биотехнология

Автор: admin | 17-04-2018

Ужгородский национальный университет

Биологический факультет

Реферат на тему

Химическое Биотехнология

Исполнитель: асп. каф. генетики,

физиологии растений и биотехнологии,

Биланич Михаил

Ужгород, 2007

ПЛАН

  1. Применение ферментов в промышленности.

    1. Протеиназы

    2. амилазы и амилогликозидазы

    3. Применение других ферментов в промышленности.

    4. Технология иммобилизованных ферментов.

  2. Биотехнологии и производство химических веществ

    1. Биотехнологии производства растворителей.

    2. Производство органических кислот.

    3. Синтез аминокислот с помощью биотехнологий и их применения.

    4. Микробиологический синтез антибиотиков и алкалоидов.

    5. Производство и применение стероидов и витаминов.

  3. Добыча химических веществ из биологического сырья

  4. Добыча металлов с помощью биотехнологий. Биогеотехнология.

Введение

Захватывающий процесс в биотехнологии ведет к росту количества биотехнологической продукции, которая используется в различных отраслях промышленности, особенно в фармацевтике, сельском хозяйстве и производстве химикатов. Биологические процессы иногда вытесняют традиционные этапы химического синтеза растворителей, органических кислот, антибиотиков и других веществ, что значительно снижает стоимость их производства и неблагоприятное воздействие на окружающую среду. А это в свою очередь способствует применению биопроцессов в производстве.


https://redroom.kz/seks-igrushki-almaty/vibratory-almaty

Постепенное увеличение доли биопроцессов хорошо видно на примере производства биополимеров, особенно пластмасс, разлагаются биологически. (Есть сведения, что к 2010 году биотехнологическая продукция, или продукция, произведенная в результате использования биотехнологических процессов, будет составлять 30 процентов полтора триллионного рынка химикатов. ().

По данным ЮНЕСКО ежегодно из недр Земли добывают около 120 000 000 000 тонн руд, из которых по расчетам академика И. В. Петрянова-Соколова, только 2% природных материалов используется в промышленном производстве, а все остальное превращается в отходы . С помощью биотехнологий можно добиться эффективной и экономически выгодной переработки сырья.

На основе этого важным является развитие химической биотехнологии. В ее основе лежит способность биологических систем к узнаванию и выполнения каталитических функций. Основными преимуществами биотехнологических методов при добыче химических веществ является направлена ​​специфическое действие ферментов, которая позволяет осуществлять очень тонкие превращения органических соединений с использованием простых систем, в то время, как аналогичные химические преобразования требуют многостадийных синтезов; легко воспроизводимые условия действия ферментов, поскольку они обычно функционируют в водных средах и при температурах не выше 80С; небольшое количество побочных продуктов и вредных для биосферы отходов (В. Т.Емцов)

Нужно помнить, что химическая биотехнология лежит в основе промышленной и энергетической биотехнологии, позволяет решать круг вопросов экологической биотехнологии.

В этом разделе речь пойдет главным образом о принципах, перспективы и технологии получения химической продукции на основе биотехнологии.

И. Застосування ферментов в промышленности.

Применение ферментов в химической технологии обычно бывает обусловлено их высокой избирательностью и стереоспецифичнистю, но эти свойства не всегда являются желанными. Например, порой необходимые ферменты с широкой субстратной специфичностью для производства аналогов основного продукта. Преимущество технологии на основе ферментов перед химическими катализаторами заключается в том, что в отношении в мягких условиях можно достичь более высоких результатов. (Д. Бест биотехнология и химия). Также особенностью является небольшое количество вредных для биосферы отходов и побочных продуктов, в сегодняшней время необходимым для сохранения нормального экологического состояния окружающей среды.

На сегодняшний день выявлено более 3000 различных видов ферментов. (Предпочитают использовать внеклеточные ферменты. Они проще поддаются преобразованиям в промышленные препараты, поскольку в них не нужно разрушать стенки микробных клеток.

В промышленных технологиях очень популярны гидролитические ферменты. Ярко выраженная специфичность гидролаз позволяет получать готовые продукты высокой чистоты.

Широкое применение фермента изомеразы объясняется тем, что он превращает глюкозу в фруктозу, в результате чего образуется глюкозо-фруктозный сироп, который практически заменяет сахар в ряде процессов пищевой промышленности. Можно перечислить много других сфер применения ферментов. Например, в кожной промышленности для смягчения кож, вымачивание льна, обезжиривания шелка-сырца производство добавок для кормов, что важно для животноводства и т. д. (Высокие результаты в производстве различных веществ можно получить при с помощью иммобилизованных ферментов. ( В. Т.Емцев, Рубежи.)

Сегодня в промышленности используются различные ферментные препараты. Рассмотрим препараты, созданные на протеиназы, глюкозоизомерази, амилазы и амилоглюкозидазах.

1.Протеиназы.

Сначала выделяемые из животных. Сегодня их все больше замещают микробиального протеиназы. Первым ферментом, который нашел применение в промышленности была & alpha; — амилаза с Aspergillus orizae. Эти продукты содержали значительные примеси протеазы и их рекомендовали использовать как средства, способствующие пищеварению. Также на основе протеиназ создают средства для замачивания белья. Впервые такие средства были в продаже уже в 1913 году. В конце 60-х годов примерно 50% всех детергентов, которые выпускались в Европе и США, уже содержали протеазы. Еще одна отрасль, 0 где наблюдался бурный развитие технологий на основе протеаз — это производство сыра. Все усилия были направлены на поиск заменителей сычуга телят. Для выработки протеаз в промышленном масштабе нужны штаммы микроорганизмов, синтезирующих внеклеточные протеазы с высоким выходом.

Протеазы разделяют на три группы: сериновые, кислые и металлопротеазы. Среди сериновых протеаз на первом месте стоит субтилизин. Важно то, что сериновые протеазы не гидролизует белки до аминокислот.

В состав металлопротеазы входит атом металла, конечно цинка, без которого фермент не активен. В промышленности металлопротеазы добывают с помощью Bacillus amiloliquefacies i B. termoproteolyticus. Специфичность действия этих ферментов выше, чем в сериновых протеаз, но их нельзя использовать как сычуг, так как уровень специфичности в них все же высок.

Они используются в пивоварении, при гидролизе белков ячменя, так как сериновые протеазы ингибируются веществами солода. Удаление с их помощью солода предотвращает помутнение пива, которое проходит при взаимодействии белков с танинами при охлаждении.

Кислые протеиназы. Они синтезируются грибами. По своим свойствам они похожи на пищеварительные ферменты животных — пепсин и ренин. Применяют их для гидролиза белка при производстве соевого соуса, в хлебопекарной промышленности, как средства, которые способствуют пищеварению и т. д.

Некоторые кислые протеазы можно использовать в производстве сыра. Большинство протеаз вызывает свертывание молока, но сыр получается невкусным из-за глубокого гидролиза казеина. Субстрат специфичность кислых протеаз термофильных грибов, Mucor pusillus i M. michei, уже. Они похожи на ферменты сычуга и широко применяются для сторожування молока. Уже получена экспрессия гена ренина телят в микроорганизмах и теперь кишечная палочка может синтезировать эти ферменты.

Протеазы находят применение в обработке кож при удалении волосков и смягчении. Такая обработка делает кожу мягкой и эластичной.

2.Амилазы и амилоглюкозидазы .

Использование ферментов в производстве крахмала позволяет контролировать глубину его гидролиза и получать продукцию с желаемыми свойствами: вязкостью, осмотическим давлением, устойчивостью к кристаллизации. Гидролиз катализируется ферментами трех разновидностей: ендоамилазамы, екзоамилазамы и & alpha; -1,6-Глюкозидазы.

Ендоамилазы — это & ​​alpha; амилазы. Которые расщепляют & alpha; -1,4-Глюкозидные связи амилазы и амилопектине с образованием олигосахаридов с различной длины цепями и & alpha; — конфигурации при С1 атоме глюкозы. Для сжижения крахмала при высокой температуре используют термостабильные & alpha; амилазы. Например амилазы Bacillus licheniformis температурный оптимум лежит при 92 С. Для сжижения крахмал диспергируют в воде при нагревании, для уменьшения вязкости и для предотвращения оседания крахмала при охлаждении проводят частичный его гидролиз. При одностадийном разрежении фермент добавляют в самом начале, до приготовления суспензии, которое проводят при 150 С в течение 5 минут, после чего гидролиз ведут 2:00 при 95 С.

При кисло-ферментном сжижения фермент после желатинирование крахмала, вызванного нагревом.

Сиропы, добываемый из крахмала, содержат много мальтозы (40-50%). Находят применение в производстве карамели и замороженных десертов.

Комментарии закрыты.