Процесс ферментации проходит последовательно в нескольких ферментерах, пока не достигается выход 50% (1 кг. сорбита из 2 кг. исходной глюкозы). Реакция останавливается охлаждением. Может быть продлена до 14 дней. Побочные продукты используются в стекольной промышленности, а также регенерируются для повторного использования.
Процесс образования глюконовой кислоты при участии бактерий достаточно широко распространен. Например, так называемый «чайный гриб» (ассоциация дрожжей, уксуснокислых. глюконововокислых бактерий) превращают подслащенный заваренный чай в напиток, содержащий смесь этих кислот. Малая эффективность реакций окисления глюкозы, идущих при участии бактерий, определяется тем, что одновременно с главным процессом идет образование 2-оксоглюконовой, 5-оксоглюконовой и диоксоглюконовой кислот. Для выработки этих кислот, которые могут служить субстратами для дальнейшей биологической или химической переработки, были разработаны специальные процессы. Так, 5-оксоглюконовую кислоту можно гидрогенизировать в ходе химической реакции и получить a-идоновую кислоту. которая в свою очередь служит субстратом в ферментативной реакции синтеза 2-оксогулоновой кислоты. Такие превращения можно осуществлять и чисто биологическим путем: при помощи видов Acetobacter глюкозу переводят в 2,5-диоксоглюконовую кислоту, которая превращается в 2-оксогулоновую при участии Corynebacterium или Brevibacterium в ходе двух- или одностадийного процесса на основе смешанных культур этих бактерий. Выход продукта, правда, невелик. 2-оксогулоновая кислота – весьма ценный продукт, т.к. ее метиловый эфир в щелочных условиях легко превращается в аскорбиновую кислоту.
Современные разработки в этой области связаны с исследованием возможности применения двухстадийного процесса для упрощения производства аскорбиновой кислоты.
1. Глюкоза превращается в 2,5-дикето-D-глюконовую кислоту путем микробиологического окисления Erwinia sp.
2. 2,5-дикето-D-глюконовая кислота превращается в 2-кето-L-глюконовую кислоту. Процесс осуществляется с помощью Corynebacterium sp. Коринебактерий выращивают в течении 16 ч., затем добавляют простерилизованный бульон из первой стадии ферментации. Инкубация – в течении 66 ч., во время которых субстрат подвергается воздействию фермента 2,5-дикетоглюконатредуктазы (2,5-ДКГ-редуктаза).
2-кетогулоновая кислота затем химически преобразуется в аскорбиновую кислоту. Выход – 60%.
В настоящее время ученые пытаются перенести ген ДКГ-редуктазы из Corynebacteriun sp. в Erwinia sp., с целью добиться протекания процесса в одну стадию. Однако, пока что:
а) гибридные клетки проявляют низкую толерантность к высоким концентрациям глюкозы;
б) гибридные клетки дают низкий выход конечного продукта;
в) происходит превращение 2,5-дикетоглюконовой кислоты в L-идоновую кислоту под действием цитоплазматического фермента.
Этот метод получения аскорбиновой кислоты нуждается в дальнейшей доработке.
Исследования продвигаются также по следующим направлениям:
1) Разработка сред, позволяющих обходиться без предварительного замачивания кукурузы перед добавлением в среду, а также позволяющих оптимизировать процесс в целом.
2) Использование ферментов, иммобилизированных на полиакриламиде.
Характеристика Gluconobacter suboxydans. Ацетобактерии относятся к грамотрицательным организмам. В природе найдены на цветах и плодах. Обычно яйцеобразной или прутовидной формы, размером до 0,8 х 4,2 мм. По наличию жгутиков – безжгутиковые или лофотрихи (т.е. имеют один пучок жгутиков). Каталазоположительные; облигатные аэробы. Колонии около 3 мм. в диаметре, приподнятые или выпуклые, с гладкими краями, белые или желтые, иногда с коричневым центром. Оптимальная температура для роста 25 – 30°С, при 37°С рост невозможен. Предпочитают рН 5,5 – 6,0. G. suboxydans вместе с родственными микроорганизмами ответственны за образование уксуса (окисление этанола до уксусной кислоты).
Витамин С применяется очень широко в лечебной практике как средство, повышающее тонус организма. Этот витамин является специфическим средством против цинги, при носовых и легочных кровотечениях, при инфекционных заболеваниях, особенно при болезнях печени, при болезни Аддисона (туберкулез надпочечников), при вяло заживающих ранах, при усиленной физической и умственной работе. Витамин С является профилактическим средством против атеросклероза.
При заболеваниях, связанных с явлениями аллергии, аскорбиновая кислота оказывает положительный терапевтический эффект, а исследование обмена ее обнаруживает гиповитаминоз. Это имеет место при бронхиальной астме, сенной лихорадке, нефрозах, сывороточной болезни.
В стоматологической практике гиповитаминоз С является спутником гингивитов и множественного кариеса.
Выпускается витамин С в виде порошка, таблеток, драже и в ампулах для внутривенных, подкожных и внутримышечных инъекций.
1. Беликов В. Г. Фармацевтическая химия. Т. 2. Пятигорск, 1996.
2. Витамин С. // www.roche.ru
3. История открытия витаминов. // www.saslib.ru
4. Получение витаминов и коферментов биотехнологическими методами. Методические материалы.
5. Чупахина Г.Н. Система аскорбиновой кислоты растений: Монография. - Калинингр. ун-т. - Калининград, 1997
6. Дуглас Крутил. Gluconobacter oxydans. // www.umr.edu
7. Промышленное производство аскорбиновой кислоты. // fhis.gcal.ac.uk
ГОУ ВПО ДВГМУ РОСЗДРАВА
Кафедра общей, физической и коллоидной химии.
РЕФЕРАТ
Витамин С - один из представителей полимеров.
Его применение в медицине.
Выполнила: студентка 109Пед
Ашихина Е.В.
Проверила: Баринова Л.А.
г.Хабаровск 2007 год.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.