Виробництво харчових білків та амінокислот

Вже давно мікроорганізми використовувалися як джерело білку в харчуванні людини та тварин. Ще в роки першої світової війни один із основоположників молекулярної біології Макс Деельбрюн з колегами в Німеччині розробили перший технологічний процес промислового культивування певних дріжджів для їх додавання в супи та ковбаси. Білки, які прдукуються в харчових цілях, отримали назву білки одноклітинних організмів(БОО).

На першому етапі в якості сировини для мікроорганізмів використовували в основному вуглеводи нафти. Потім інтерес був проявлений до інших субстратів, перш за все до природних газів. Як субстрат для отримання БОО використали промислові відходи(молочну сироватку- побічний сироваріння, патоку, відходи спиртових заводів і т. д. ). Розроблені промислові лінії для виробництва і переробки мікроводоростей з метою отримання БОО. Об’єм дріжджової біомаси, отриманої в світі в 1985 р. перевищував 1 млн. т. В 90- х роках він зростає в 2 рази.

Виробництво БОО має суттєві переваги перед виробництвом білку в тваринництві чи рослинництві. 500 кг дріжджів виробляють за добу 800 кг білку, а у бичка той же добовий привіс білку складає в кращому випадку 500 г білку. Проте БОО використовують в основному як корм худобі, і лише в майбутньому можливе використання БОО для харчових продуктів людини. Перспективні в цьому відношенні культивування деяких водоростей (Fuusarium, (зелених водоростей (Clorella), ціанобактерій (Spiruuuulina), які мають адекватні для людини органо-лептичні властивості. Зараз вже налагоджено виробництво на базі крохмалю волокнистої маси Fuuusarium як джерело клітковини для людини.

Зміни в генах, здійснюються за допомогою генетичної інженерії, можуть модифікувати структуру та покращувати властивості харчових білків. Найбільший інтерес в плані таких маніпуляцій привертають увагу до себе 3 види білків тварин та рослин: овальтумін курей, який складає більшу частину білка яйця((54%), казеїн(головна фракція в молоці) та білки сої(42% в бобах). Наприклад, маніпуляції з кодуючою частиною гену k-казеїну, в результаті яких із білка елімінувався фрагмент, розташований між 9- ю та 17-ю амінокислотами, а також цистеїн, який приймав участь в утворенні дисульфідного зв’язку, в результаті чого новий білок як харчовий продукт став більш якісним.

Згідно літературних даних до 2000р. білки із зміненими властивостями, отримані в результаті цілеспрямованої модифікації і структури кодуючих їх генів, будуть складати приблизно 4% всіх білків, які споживаються, на суму 15 млрд. доларів. Загальна кількість харчових продуктів, отриманих з допомогою біотехнології в кінці 20 ст. збільшиться по оцінках спеціаластів в 10 разів.

Біотехнологія мікроорганізмів спрямована на виробництво амінокислот, зокрема незамінимих, які можуть бути корисними добавками тварин та людини. Серед незамінимих амінокислот, промислове виробництво вже давно налагоджено, зокрема в цьому виробництві займає перше місце лізин, треонін, глутамінова кислота. Отримані штами мікроорганізмів Brevibaeferium flavum, які пер-творюють лізин більше однієї третьої цукрів, які містяться в культурованій рідині. В СРСР в ВНДі Гентики та селекції промислових мікроорганізмів з допо-могою генно-інженерних методів сконструйовані високопродуктивні штами E. coli, продуценти L-треоніну, L-лізину, L-триптофану, які активно використовуються у промисловості.

Інтерес до мікробіологічного виробництва амінокислот викликаний також і тим, що вони дозволяють отримувати L-амінокислоти в чистому виді, тоді як при хімічному синтезі отримують рацимічні суміші L, D, амінокисслот. Останні не входять у склад природніх білків(лише в пептидах клітинних стінок мікроорганазмів, зокрема пептидах, які є антибіотиками. )


Подібні статті

Відкриття та характеристика генетичного коду
Найважливішим досягненням біології XX ст. стало з'ясування генетичного коду - встановлення відповідності між послідовністю нуклеотидів молекули ДНК та амінокислотами молекули білка. Нині генетичний код з'ясовано повністю. Книга життя ко ...

Селекція дуба звичайного та ялиці білої
Дуб звичайний (Quercus robur L.) Могутнє дерево 20-50 м заввишки з шатроподібною або широкопірамідальною кроною і міцними гілками. Молоді гілки зеленувато-бурі або червонуваті, голі або ледве опушені. Стовбур товстий 1-1,5 м у діаметр ...

Головне меню