МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВРСИТЕТ имени ШАКАРИМА
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПИНЫ
«Биотехнология органических веществ и белковых препаратов»
для специальности 6М070100-«Биотехнология»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2012
Лекция №1
Тема: Введение.
Введение
Биотехнология – междисциплинарная область научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических, химических и технических знаний, целью которой является промышленное производство товаров и услуг с использованием живых организмов, биологических систем и процессов. Важной отраслью биотехнологии является пищевая биотехнология, которая направлена на решение проблем дефицита продуктов питания, повышения их качества и разработки новых пищевых продуктов с использованием биотехнологических методов и приемов.
К традиционным направлениям пищевой биотехнологии относится получение органических кислот – лимонной, молочной, яблочной, уксусной, янтарной, которые широко используются в пищевой промышленности в качестве регуляторов кислотности и консервантов.
Несмотря на значительный прогресс в области органического синтеза многие кислоты (лимонная, молочная, итаконовая, уксусная и др.) получают в настоящее время микробиологическим синтезом. Органические кислоты находят широкое применение в фармацевтической, химической, текстильной и других отраслях промышленности. Пищевая промышленность традиционно является основным потребителем лимонной, уксусной и молочной кислот, так как продукты естественного брожения более предпочтительны, чем синтетические кислоты в связи с безвредностью для организма человека содержащихся в них примесей.
К новым направлениям пищевой биотехнологии, относится получение белковых препаратов, включающих в себя производство ферментов, белковых продуктов, концентратов и изолятов.
В связи с широким использованием ферментов в различных отраслях пищевой промышленности важным является формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков получения, выделения и очистки ферментных препаратов. На этом курсе будут рассмотрены особенности поверхностного и глубинного способов получения ферментных препаратов различной степени очистки. Лабораторные работы посвящены изучению условий твердофазного культивирования и режимов выделения на активность ферментных препаратов.
Наиболее дефицитным компонентом пищи является белок, для получения которого можно использовать процессы биоконверсии растительного и минерального сырья микроорганизмами.
Лекция №2
Тема:Биотехнология органических кислот
Для получения пищевой уксусной кислоты используется способность уксуснокислых бактерий окислять этиловый спирт до уксусной кислоты. Реакцию образования уксусной кислоты катализирует окислительный фермент алкогольоксидаза. Этот сложный многоступенчатый процесс выражается суммарным уравнением
СН3СН2ОН + О2 = СН3СООН + Н2О + 490 кДж.
этиловый спирт уксусная кислота
Эскизная схема производства уксусной кислоты представлена на рис. 1.1.
Посевной Этиловый Стерильный
материал спирт воздух
бентонит
Биомасса
Бентонит
9 % уксусная кислота
Рис. 1.1. Схема производства уксусной кислоты
1.1. Основные характеристики биотехнологической стадии
производства уксусной кислоты
Параметры стадии | Значения параметров |
Продуценты | Bacterium Schutzenbachii, Bacterium Curvum |
Компоненты питательной среды | Этиловый спирт, хлорид аммония, сульфат магния, монофосфат калия |
рН питательной среды | 3,0…3,2 |
Температура культивирования | 28 → 25 °С |
Режим аэрации | 0,35…0,4 → 0,1…0,15 м3 / м3·мин |
Продолжительность культивирования | 7…10 суток |
Содержание уксусной кислоты в культуральной жидкости | От 6…7 % до 9…14 % |
Основные характеристики биотехнологической стадии производства уксусной кислоты представлены в табл. 1.1.
Молочная кислота CH3CHOHCOOH образуется в результате анаэробного превращения углеводов молочнокислыми бактериями.
Схема биосинтеза молочной кислоты.
C6H12O6 ферменты гликолиза
2НАД+ 2НАД·Н(+Н+) 2CH3―CO―COOH
2CH3ЇCHOHЇCOOH лактатдегидрогеназа
В промышленных условиях пищевую молочную кислоту получают методом глубинного культивирования с помощью гомоферментативных термофильных бактерий.
Эскизная схема производства молочной кислоты представлена на рис. 1.2.
Посевной Питательная
материал среда
Вытяжка
солодовых ростков
Известковое
молоко
Серная кислота
Желтая
кровяная соль
Фильтрат
Активный уголь
Гипсовый шлам
Шлам
Пар Конденсат
Пар
Гипсовый шлам
Конденсат
Лекция №3
Тема: Основные характеристики биотехнологической стадии производства уксусной кислоты
Лекция №4
Тема: Схема производства молочной кислоты. Основные характеристики биотехнологической стадии производства молочной кислоты
Лекция №5
Тема: Основные характеристики биотехнологической стадии производства лимонной кислоты
Лекция №6
Тема: Биотехнология белковых препаратов. Классификация ферментов.
Лекция №7
Тема: Поверхностный способ производства ферментов
Лекция №8
Тема: Глубинный способ производства ферментов
Введение
Биотехнология – междисциплинарная область научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических,
химических и технических знаний, целью которой является промышленное производство товаров и услуг с использованием
живых организмов, биологических систем и процессов. Важной отраслью биотехнологии является пищевая биотехнология,
которая направлена на решение проблем дефицита продуктов питания, повышения их качества и разработки новых пищевых
продуктов с использованием биотехнологических методов и приемов.
В учебном пособии представлен ряд традиционных и новых направлений пищевой биотехнологии
