C7900 Lehká biotechnologie

Prezentace na téma: "C7900 Lehká biotechnologie"— Transkript prezentace:

1 C7900 Lehká biotechnologie
08 – Mikrobiální polysacharidy Petr Zbořil

2 Dextran Charakteristika – glukan
Polymer glukosy – obdoba glykogenu či škrobu Vazba 1-6 Méně jiné – větvení, něco 1-4, výjimečně 1-3 a 1-2 Vysokomolekulární, MW až 109! Exosacharid Matrix – ochrana buněk Vhodné prostředí Ukotvený systém Obdoba – zubní plak aj.

3 n(fruktosa) + (glukosyl)n Dextransacharasa
Biosyntéza n(sacharosa) n(fruktosa) + (glukosyl)n Dextransacharasa Sacharosa:glukosyltransferasa Oproti biosyntéze škrobu či glykogenu nezahrnuje fosfátové estery Energie pro syntézu pochází ze štěpení sacharosy

4 Dextran Fermentační produkce Producenti – bakterie rodu Leuconostoc
Fakultativně anaerobní, heterofermentativní Další produkty – etanol, laktát, acetát aj. 3 druhy, liší se schopností zkvašování sacharidů na kyseliny L. mesenteroides – sacharóza, pentosy L. citrovorum – jiné cukry kromě uvedených L. dextranicum – cukry kromě pentos Obdobný proces i u dalších bakterií tvořících sliz

5 Dextran Fermentační produkce Postup
Konzerva na 7% agaru s 10% sacharózy, pepton, kvasničný extrakt, fosfát Propagace Přenos do tekutého media, 2-3x do větších (10-15x) objemů Produkce Médium s anorganickým zdrojem N, fosfát, kukuřičný výluh Podmínky a operace 23-25 oC 18-20 hod. propagace, hod. produkční fáze Sledování viskozity jako ukazatele produkce dextranu

6 Dextran Důležité podmínky Sacharosa nejlepším substrátem
Možné i jiné, méně efektivní co do produkce Oddělená sterilizace, pH > 7 – hrozí inverze! Užívá se 5%, vyšší snižuje výtěžky Dusíkaté živiny Přirozené, pepton, kvasničný výtažek Vyšší výtěžek i rychlost x toxické účinky dextranu při biologických testech – vhodný pro užití mimo lékařství Syntetické, amonné soli Produkt netoxický – pro lékařské účely

7 Důležité podmínky Technologické zařízení Esenciální živiny
Kultivační nádoby odpovídajících velikostí standartní vybavení Inertní materiál – sklo, nerez Esenciální živiny Aminokyseliny Glu, Val, Thr, Try, His (Cys stimuluje) Vitaminy Skupina B Thiamin, kys. listová, nikotinová, pantotenová Biotin s glukosou jako substrátem Fosforečné soli stimulují produkci

8 Dextran Produkce dextranu při fermentaci v baňce

9 Dextran Produkce dextranu při fermentaci ve fermentoru

10 Dextran Izolace a úpravy – frakcionované srážení Hrubé srážení
Medium se přenese do srážecího tanku, úprava pH > 7 Přídavek etanolu za míchání do 46-50% Dekantace sraženiny, rozpuštění a přesrážení - pH > 7, T < 25 oC Hydrolýza 1 L 37% HCl na 100 L 7-8% roztoku dextranu, T = oC Sleduje se viskozita, pokles na odpovídající hodnotu Produkt je směsí polymerů v rozmezí MW – několik

11 Dextran Izolace a úpravy – frakcionované srážení Frakční srážení
T < 25 oC, pH 7-7,2 Etanol za míchání do 44% - a-frakce, vysokomolekulární Oddělení sraženiny, vrací se do hydrolýzy Další etanol do 51% - b-frakce, terapeutická MW ca , výsledný produkt Po oddělení sraženiny – roztok g-frakce, nízkomolekulární Startér do produkční půdy Lze opakovat pro jemnější rozmezí MW

12 Dextran Izolace a úpravy – frakcionované srážení Vakuová destilace
Odstranění etanolu Deionizace IEC Depyrogenizace Aktivní uhlí, adsorpce pyrogenů

13 Dextran Užití v lékařství
Náhražka krevní plasmy – požadované vlastnosti Koloidní roztok schopný restaurovat krevní objem Obdobná viskozita a pH jako krevní plazma Koloidy v rozmezí MW jako plazmatické bílkoviny ca Nesmí být rychle vylučován, metabolizován apod. Nesmí se ukládat v tkáních Nesmí být toxický, pyrogenní, antigenní, alergenní …

14 Dextran Viskosita dextranu

15 Dextran Další užití Nemusí mít vlastnosti jako předešle
Technologické Sephadex Potravinářské Nemusí mít vlastnosti jako předešle Jiné hodnoty MW Jednodušší technologie fermentace a zpracování

16 Dextran Další užití – technologické – Sephadex

17 Dextran Další užití – potravinářské Pekařství Cukrovinky
Mlékárenské fermentační produkty Zmrzlina Mražené a sušené potraviny Udržuje vlhkost, strukturu, gelotvorný, kryoprotektant, prebiotikum, vláknina …

18