Biotechnologie 2015 ORGANICKÉ KYSELINY Jsou obvykle syntezovány jako extracelulární metabolity. Fermentační postupy nahrazují starší izolace z přírodních.

Prezentace na téma: "Biotechnologie 2015 ORGANICKÉ KYSELINY Jsou obvykle syntezovány jako extracelulární metabolity. Fermentační postupy nahrazují starší izolace z přírodních."— Transkript prezentace:

1 biotechnologie 2015 ORGANICKÉ KYSELINY Jsou obvykle syntezovány jako extracelulární metabolity. Fermentační postupy nahrazují starší izolace z přírodních zdrojů (kyselina citronová) nebo vychází z původní výroby (kyselina octová). Využití produktů: Potravinářství:látky okyselující a konzervační Chemický průmysl:součásti povrchově aktivních látek, antioxidační činidla Kosmetický průmysl:součásti povrchově aktivních a vonných látek Farmaceutický průmysl: aminokyseliny

2 biotechnologie 2015 KYSELINA CITRÓNOVÁ běžně se vyskytující organická kyselina důležitý meziprodukt Krebsova cyklu vyskytuje se v ovoci a zelenině nejvíc (až 8%) v citrusových plodech E 330 látka okyselující Výroba: izolační 1826 mikrobiální 1913 Producent:Aspergillus niger

3 BIOCHEMICKÉ PŘEDPOKLADY PRODUKCE biotechnologie 2015 Ovlivnění aktivit enzymů: 1. zvýšená aktivita citrát syntázy 2. snížená aktivita akonitázy 3. snížená aktivita izocitrátdehydrogenázy

4 biotechnologie 2015 FERMENTACE Suroviny:10-15% sacharóza, glukóza, fruktóza nebo laktóza řepná melasa Podmínky:pH média < 3,5, přívod vzduchu - plíseň je aerobní a také fixuje CO 2 (karboxylace pyruvátu na oxalacetát) Provedení:hladinová fermentace - kultivace plísně na povrchu sacharidického substrátu submerzní postup - kultivace plísně v míchaném vzdušněném reaktoru Izolace:oddělení mycelia, srážení kyseliny citrónové vápenným mlékem jako citrát vápenatý, rozložení citrátu pomocí H 2 SO 4, filtrace sádry, čistění aktivním uhlím, rekrystalizace

5 biotechnologie 2015 KYSELINA OCTOVÁ výroba již ve starověku souběžně s výrobou vína octové baktérie jsou běžně přítomné a oxidace ethanolu na kyselinu octovou následuje po ethanolovém kvašení E 260, historicky nejstarší okyselující látka Princip:enzymová oxidace ethanolu Producent:octové baktérie - Acetobacter aceti (přísně aerobní) Substrát:kvasný ethanol révová a ovocná vína a mošty

6 biotechnologie 2015 ORLEÁNSKÁ METODA nejstarší komerčně používaný postup Francie, Itálie - nejkvalitnější vinné octy Provedení: octovými baktériemi zaočkovaná výchozí surovina - víno - zraje v sudech nebo otevřených kádích, ethanol postupně oxiduje na kyselinu octovou, výrobek se zahušťuje postupným samovolným odpařováním vody metoda zdlouhavá a drahá mladé octy:převládá kyselá chuť zralé octy:sladké a vysoce aromatické

7 biotechnologie 2015 METODA RYCHLÉHO OCTÁŘSTVÍ současná nejrozšířenější metody výroby potravinářského octa Provedení: octové kvašení probíhá v ocetnici, octové baktérie jsou usazeny na bukových hoblinách (upoutaná fermentace) a jsou skrápěny substrátem (ředina - okyselený zředěný ethanol), ocetnice je protiproudně větraná a chlazená (proces je aerobní a exotermní) substrát prochází ocetnicí opakovaně a trvá 7 - 8 dní hotový produkt se ředí, filtruje, může se přibarvovat nebo aromatizovat bylinnými extrakty

8 KYSELINA MLÉČNÁ Přirozená součást fermentovaných mléčných výrobků a mléčným kvašením konzervovaných materiálů (kysané zelí, siláž). Vzniká v surovině anaerobní fermentací přítomných sacharidů prostřednictvím tzv. baktérií mléčného kvašení. Používané mikroorganismy:Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Bakterie produkují pouze kyselinu mléčnou (homofermentativní, jednotlivé izomery nebo jejich směs) nebo směs produktů (heterofermentativní, mimo kyselinu mléčnou kyselina octová, ethanol) biotechnologie 2015

9 KYSELINA MLÉČNÁ Fermentační podmínky: substrát – melasa, sladká syrovátka, sacharóza, glukóza, růstové látky: vitamíny B Použití produktu: látka okyselující a konzervační v potravinářství (E 270) impregnace kůží v kožedělném průmyslu pomocná látka v barvířství farmaceutický průmysl: výroba laktátu vápenatého a železnatého biotechnologie 2015

10 VITAMÍN C vitamínovou aktivitu má kyselina L-askorbová potřebují ji: člověk, primáti a morče příklad chemické syntézy doplněné biotechnologickým krokem Reichsteinova syntéza: D-glukóza → D- sorbitolkatalytická hydrogenace D- sorbitol → L-sorbózamikrobiální oxidace, Bacterium xyllinum L-sorbóza → diacetonsorbóza k ochraně primárně alkoholických skupin diacetonsorbóza → diaceton-2-keto-L-gulonová kyselina oxidace → L-askorbová kyselinahydrolýza, laktonizace a enolizace Alternativa: L-sorbóza → 2-keto-L-gulonová kyselina přímá oxidace pomocí Acetobacter

11 biotechnologie 2015 VÝROBA DROŽDÍ kvasinky Saccharomyces cerevisiae Suroviny:řepná melasa s přídavkem amonných solí a fosfátů, potřebným způsobem naředěná a okyselená Provedení:kultivace kvasinek za aerobních podmínek v podmínkách ideálních pro jejich množení po ukončení kultivace se kvasinky oddělují od média odstředěním a promývají se, aby se odstranil zbytek melasy, nadbytek vody se odstraňuje lisováním, droždí se může sušit bez ztráty aktivity (fluidní sušárny) Použití:výroba kynutého pečiva kvasná výroba ethanolu biotransformace - vitamín D, efedrin