Ocena brak

Mikrobiologiczne otrzymywanie enzymów, aminokwasów, tłuszczu i polisacharydów

Autor /kokosanka Dodano /30.01.2014

Synteza enzymów, aminokwasów, tłuszczu i innych metabolitów przez drobnoustroje jest uwarunkowana czynnikami genetycznymi i warunkami środowiskowymi. Mikroorganizmy charakteryzują się bardzo dużą ilością różnych genotypów, a więc prawie nieograniczonymi możliwościami produkcji różnych związków. Szczególnie cenne w praktyce są szczepy zdolne do syntezy dużych ilości pożądanych związków. W ocenie wartości użytkowej tych szczepów ważną rolę odgrywają także następujące cechy:

-    czy synteza składnika może być regulowana czynnikami zewnętrznymi (np. produkcja enzymów adaptacyjnych albo indukcyjnych), czy niezależnie od warunków zewnętrznych stale są syntetyzowane w określonym stężeniu (np. enzymy konstytucyjne),

-    czy składnik jest wydzielany na zewnątrz komórki (enzymy zewnątrzko-mórkowe), czy pozostaje w komórce (enzymy wewnątrzkomórkowe).

Od wymienionych cech zależy sposób prowadzenia hodowli mikroorganizmu syntetyzującego określony związek oraz technika jego wydzielania i oczyszczania, a więc i koszt produkcji.

Liczbę szczepów o szczególnych zdolnościach produkcji enzymów szacuje się obecnie na kilka tysięcy, a przy użyciu tych szczepów (bakterii, drożdży i pleśni) produkuje się w skali przemysłowej ok. 150 różnych enzymów na ogólną ilość ok. tysiąca enzymów stwierdzonych u mikroorganizmów.

Już dzisiaj można mówić o przemyśle preparatów enzymatycznych, a perspektywicznie można przewidywać, że przemysł ten będzie się dalej dynamicznie rozwijał, gdyż ciągle rośnie zapotrzebowanie na enzymy, a osiągnięcia inżynierii genetycznej (patrz s. 259) otwierają nowe możliwości produkcyjne enzymów, zwłaszcza mikrobiologicznych, i to nie tylko pod względem ilościowym, ale i jakościowym. Przez przeszczepianie genów można np. otrzymywać enzymy o optymalnym efekcie ich działania w zakresie żądanych temperatur, pH, stężenia substratu itp.

Podobna jest sytuacja w mikrobiologicznej produkcji aminokwasów, ale wykorzystuje się tutaj szczepy (mutanty) ze zmienionym metabolizmem, wywołanym uszkodzeniem samokontroli na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Regulacja syntezy aminokwasów odbywa się w różny sposób u różnych drobnoustrojów. Znając mechanizm tej regulacji można zwiększyć syntezę pożądanego aminokwasu, np. przez zablokowanie syntezy innego aminokwasu.

Dzisiaj metodą fermentacyjną otrzymuje się na świecie dziesiątki tysięcy ton rocznie kwasu glutaminowego, wykorzystując do tego celu np. bakterie Micrococ-cus glutamicus. Produkuje się także inne aminokwasy, zwłaszcza egzogenne (lizyna, metionina, treonina), stosując bakterie (np. z rodzajów: Corynebacterium, Salmonella, Escherichia, Achromobacter), czy drożdże (Candida, CryptococcusTrichosporon).

Produkcja tłuszczu mikrobiologicznego jest ściśle związana z biosyntezą masy komórkowej, gdyż tłuszcz nie jest wydalany na zewnątrz komórki, może on wchodzić w skład struktur komórkowych lub stanowić materiał zapasowy komórki. Wyjątkowo duże zdolności do syntezy tłuszczu mają niektóre szczepy drożdży (Rhodotorula, Lipomyces) i pleśni (Penicillium, Mucor). W szczególnych przypadkach tłuszcz mikrobiologiczny swoim składem mało może się różnić od tłuszczów wysoko cenionych, jak np. z orzeszków ziemnych czy z oliwek. Nowe szczepy otrzymane metodą inżynierii genetycznej produkują olej pleśniowy bogaty w kwas y-linolenowy, zaliczany do NNKT. Pracuje się także nad otrzymaniem tłuszczu drożdżowego kakaopodobnego.

Metodami mikrobiologicznymi otrzymuje się także polisacharydy, używane m.in. w technologii żywności jako zagęstniki i stabilizatory, np. dekstran, kwas alginowy, ksantan, cyklodekstryny i in.

Spośród wielu innych metabolitów uzyskiwanych przez fermentacje, godne uwagi są substancje zapachowe i smakowe powstające przy fermentacji mleczano-wej i alkoholowej.

 

Podobne prace

Do góry