В настоящее время микробиологическая промышленность многих стран выпускает ряд ценных экзогликапов:

  • декстраи (Россия и другие страны),
  • ксантан (США, Франция),
  • пуллулан,
  • курдлаи (Япония),
  • склероглюкаи, или политран,
  • заифло (США).

Решаются вопросы внедрения в производство ряда других полисахаридов, детально изученных в лабораторных условиях, проверенных на практике и производимых в полупромышленном масштабе.

Получение различных полисахаридов не универсально. Для каждого гликана оно имеет свои особенности, определяемые:

  • физиологией продуцента,
  • локализацией и физико-химическими свойствами полимера,
  • областью его применения.

Производство экзополисахаридов имеет преимущества перед получением внутриклеточных, так как экзогликаны образуются, как правило, в значительно большем количестве, легче отделяются от биомассы и очищаются от примесей.

Основные этапы производства наиболее широко применяемого сейчас полисахарида — декстрана. Для получения декстранов используют штаммы Leuconos tocmesenteroides. Ферментацию ведут на среде с 10 — 30 % сахарозы, декстраном-затравкой, дрожжевым экстрактом, минеральными солями. Создают условия, способствующие синтезу той формы декстрана, которая используется в качестве плазмозаменителя: линейного глюкана, имеющего более 90 % а-1,6-связей, с молекулярной массой 60 — 80 кДа.

Для этого ограничивают содержание в среде магния, стимулирующего синтез разветвленных декстранов, вносят затравку \в виде декстрана, имеющего молекулярную массу 20 — 30 кДа. Такой акцептор обеспечивает преимущественное образование необходимого полимера. Бактерии расщепляют сахарозу на глюкозу и фруктозу. Последняя сбраживается по типу гетероферментативного молочно-кислого брожения с образованием молочной и уксусной кислот, маниота и С02. Глюкоза полимеризуется в декстран. Процесс идет быстро, и продукт можно получить уже через 24 ч.

Поскольку декстрансахараза в значительной степени выделяется в среду и синтез полимера идет вне клетки, декстраны получают и ферментативным путем. Для этого продуцент выращивается в условиях, обеспечивающих наиболее высокую активность внеклеточного ферментного комплекса. В период максимальной активности декстрансахаразы культуральную жидкость отделяют от клеток и консервируют, снижая значение pH до 5,0 — 5,2. При такой кислотности и температуре около 15 °С декстрансахараза, содержащаяся в культуральной жидкости, сохраняет активность не менее месяца.

В нашей стране разработана технология получения частично очищенной декстрансахаразы. Ферментационная среда должна содержать сахарозу и декстран-затравку. Процесс синтеза продолжается около 8 ч. Ферментативный способ удобнее микробиологического, так как он поддается более надежному контролю и регулированию, позволяет одним только варьированием исходных концентраций сахарозы и фермента, а также температуры процесса сразу получать декстраи необходимой молекулярной массы. Это значительно упрощает и удешевляет последующие технологические операции.

В нашей стране в 1983 г. выпущена первая промышленная серия конъюгатов модифицированного декстрапа со стрептокиназой + стреп- тодеказа — пролонгированная с помощью декстрапа формаустрепто- киназы. Интенсивные поиски микроорганизмов, синтезирующих полисахариды типа ксантана, ведутся в различных странах. Разрабатывается технология получения отечественного ксантана в промышленном масштабе. Все более широкое применение для производства экзогликанов находит метод непрерывного культивирования продуцентов. С его помощью в ряде стран уже производят многие перспективные в практическом отношении полисахариды (ксаптап, курдлан и др.). Этот способ весьма эффективен и экономичен, поскольку позволяет длительно получать продукт в период его максимального накопления и наиболее полно использовать субстрат.

Подсчитано, что процент конверсии углеродного субстрата в экзополисахариды при проточном культивировании в 2 — 3 раза выше, чем при периодическом. Обычно в качестве лимитирующего фактора в хемостате используют азот, а также фосфор и серу. Это обеспечивает интенсивное накопление экзо- гликанов. Благодаря правильному подбору условий ксантап получают при непрерывном культивировании продуцента в течение многих сотен часов.

© 2015-2018 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх