ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

22. МІКРООРГАНІЗМИ ЯК ОБ’ЄКТИ БІОТЕХНОЛОГІЇ

22.5. ТРАНСФОРМАЦІЯ РЕЧОВИН МІКРООРГАНІЗМАМИ

22.5.2. Мікробіологічні трансформації вуглеводів

Перетворення вуглеводів, які здійснюються мікроорганізмами, можна поділити на кілька основних типів: окиснювальні трансформації (окисиення поліолів, одержання альдонових кислот), відновлення, ізомеризація.

Окиснення поліолів уперше описано в класичних роботах Т. Бертрана (1896 р.): так було проведено окиснення маніту до фруктози і сорбіту досорбози за допомогою бактерій Aceiobacter acetii Acetobacter xylinum. Пізніше були виявлені культури, які здійснюють цей процес інтенсивніше (Aceiobacter Buboxydans).

Перетворення гліцерину на діоксиацетон. Діоксиацетон є цінною органічною сполукою, яка використовується у медицині, парфумерній, фармацевтичній промисловостях. Його одержують із гліцерину методом мікробіологічного окиснення за допомогою клітин Aceiobacter Buboxydans. Для одержання цього продукту розроблено метод багаторазового використання іммобілізованих клітин, які не розмножуються. Середовище містить гліцерин, монокалійфосфат, 10 % дріжджової води, дріжджовий автолізат, кукурудзяний екстракт і СаСО₂ для нейтралізації. Температура — 28 ºC, тривалість процесу — 36 год. Головною умовою є високий вміст кисню в середовищі.

Встановлена також здатність іммобілізованих клітин Glucono bacteroxydane окнснювати гліцрин до діоксиацетону.

Окисиення D-сорбіту до L-сорбози. Окиснення сорбіту до сорбози є ключовою стадією синтезу L-аскорбінової кислоти. Для цього перетворення використовується глибинне культивування

Acelobacler euboxydans. Інокулят вирощується на середовищі, що містить сорбіт, глюкозу, дріжджовий екстракт і СаСО₂. У15- 20 % розчини сорбіту, які містять штам-трансформатор і необхідні для його росту вітаміни, пропускають повітря через розпилювальні системи. Через добу при температурі 30 º С одержують сорбозу з виходом 93 %.

Культуральна рідина, яка містить сорбозу, знебарвлюється активним вугіллям, фільтрується, фільтрат концентрується у вакуумі до сиропоподібної маси, що кристалізується при 15 ºС. Кристали відділяють центрифугуванням, промивають льодяною водою і сушать.

Відновлення кснлози до ксиліту. Ксиліт використовується у харчовій промисловості як замінник цукру (у діабетичних продуктах). Для перетворення ксилози на ксиліт використовують дріжджі Candidaulille. Одержання ксиліту може здійснюватись двома способами: 1) дріжджі вирощують на мінеральному середовищі, що містить ксилозу як джерело вуглецю та енергії; в процесі росту ксилоаз відновлюється до ксиліту, який накопичується в культуральній рідині; 2) ксилозу відновлюють відмиті клітини дріжджів, попередньо вирощені на середовищі з ксилозою і інкубовані у фосфатному буфері (pH 7,0). Максимальний вихід ксиліту становить 60 %.