Д витаминің алу технологиясы

Д витамині ұзақ уақыт  жетіспесе құйрық омыртқалары мен  қабырғалардың, жамбас және дақ сүйектерінің, артқы омыртқа өсіктерінің жұмсаруы, талша иілуі, бара –бара көкірек қанқасының табиғи қалпын жоғалтуы пайда болады. Сүйектер жиі сынғыш келеді.

3.Остеопорз (грек. Ostean –сүйек, poros –саңылау, тесік) сүйек қалыптасқан кезде сіңу процесінің түзілу процесінен сүйек қалыптасқан кезде сіңу процестерінің түзілу процесінен анағұрлым басым болуына байланысты сүйек тканінің селдіреуі болады. Фосфор –кальций алмасуындағы тепе –теңдік жойылып, сүйектің табиғи формасы мен құрылысында күрделі өзгерістер туады.

Остеомаляция мен остеопорз  әсіресе жоғарғы өнімді сиырлар мен шошқаларда кездеседі.

Д витаминінің жетіспеуі  құстарға да қатты әсер етеді. Балапандардың  өсуі баяулайды, олар тұра алмайды, көбнесе  жатады. Осының әсерінен олардың кеуде  сүйегі мен қабырғалары қисаяды, тұмсығы жұмсарып, бүгіледі. Бұлшық еттері дірілдеп, құрысады. Мекиендердің жұмыртқалағыштығы төмендеп, жұмыртқасының көлемі кішірейіп, қабығы жұқарады.

Д –авитаминозының кейінгі  кезендерінде остеомалияция мен  остеопороз белгілері білінеді. Тауықтар жүнін үрпейтіп, көбнесе жерде жатады. Мекиендердің сүйектері жұмсарады. Аяқтары әлсіз болғандықтан, олар бақанда кеуде сүйегінде сүйеніп отырады. Бұл жағдайда олардың сүйек құрсағы қисаяды.

Аурудың себептері: рационда Д витаминінен басқа, кальций  және фосфор тұздары мен белок  жетіспеушілігі, кейбір ішкі секрециялы бездердің зақымдануы.

Организмде Д₃ витамині ащы ішекте сорылады да сүйектерге, бауырға, миға, бүйрекке және басқа органдарға таралады.

Д витаминінің оргаизмдегі  атқаратын негізгі қызметі –фосфор  мен кальцийдің алмасуын реттеу. Д₃ витамині асқазанда кальцийдің сорылуын жылдамдатады [1, 5, 6, 8].

Е витамині (токоферолдар). Е витаминінің биологиялық мәнін 1922 жылы Эванс пен Бишоп тексерген. Кейінгі жылдары бидай ұрығының майынан таза түрінде активті заттар бөлініп шығарылды. Артынан жасанды түрі де пайда болды. Бұл зат Е витамині немесе токоферол (грек. «тұқым қуалағыш») деп атады.

Химиялық тұрғыдан барлық токоферолдар екі циклді, бір атомдық  фенолдарға жатады. Қазіргі кезде  токоферолдардың 7 түрі белгілі. Оптикалық  активтілігі жағынан α –токоферол ерекше орын алады.

Е витамині майларда және майлы еріткіштерде еритін май тәрізді  зат. Токоферолдар бензолда, бензинде, хлороформда, ацетонда және басқа да органикалық заттарда да ериді,қыздыруға айтарлықтай тұрақты [1, 2].

К витамині (филлохинондар). Шөп пен астық тұқымдастарда бір зат жетіспесе, балапандар геморрагиялық ауруға ұшырайтыны 1935 жылы белгілі болды. Жетпеген ол затты К витмаині деп атады. 1942 жылы А.В.Палладин және М.М.Шемякин К витаминінің суда еритін викасол атты жасанды түрін бөліп шығарды. Кейіннен К витаминінің сүтқоректілерге де керек екенін анқталды. Олар К витаминге деген қжеттілікті іштегі микроорганизмдердің түзуі арқасында және негізгі азықтар арқылы қамтамасыз етеді.

К витамині өсімдіктер пигменті хинондар тобына жатады. Оның табиғи және жасанды бірнеше түрлері (К₁, К₂, К₃) белгілі.

Химиялық құрамы жағынан  бүйірлік тізбегі изопреннен тұратын  нафтахиноның туындысы болып келеді [1, 2].

F витамині.  Бұл витамин қанықтырылмаған май қышқылдарына жатады. Қазіргі уақытта организмде пайда бола алмайтын майдың үш қышқылы бар. Олар –линоль, линолен және арахидон қышқылдары. Бұл қышқылдардың ең бастысы –линоль [1, 2].

 

 

 

2.4 Витамин тәріздес заттар

 

Инозит –алты атомды циклогексан деген спирт. өсімдіктер мен жануарлар тканьдерінде кең таралған. әсіресе жүйке ткані бұл затқа бай. Инозиті жоқ диета тышқандардың өсуін тоқтатып, жүнін түсіріп, қанын азайтып, бауырын майландырады. Көгершіндердің жүйке жүйесінде өзгерістер болады.

В₁₃ (оротов қышқылы). Цитозин, тимин және урацил секілді нуклеин қышқылдарын түзуде пайда болуын жылдамдатуға пайдаланылады.

В₄ витамині (холин). Холин –дәмі ащылау, түссіз, жабысқақ сұйық зат. Ол су мен спритте жақсы ерігіш, дымқыл тартқыш, ақ кристалды ұнтақ.

Холин бауырды майлаудан  сақтандырады. Организмде метионин түзілуі үшін холин керек. Ішек қабырғаларында фосфолепидтердің, бауырда лецитинің пайда болуына, майлардың сорылуына холин қажет. Холин ішектердің жиырлауына, жүйке қозуына одан әрі жалғастырушы ацетилхолин медиаторының пайда болуына ұнамды әсер етеді. Қалыпты жағдайда холинның қатысуымен фосфолепидтер бауырдан бөлініп, өзімен бірге май қышқылдарының ауысунан ықпал жасайды.

Организм тканьдерінде холинның түзілуі этиламиннің қатысуымен өтеді. Ал этиламин метиониннің метил тобы, серин мен глицин амин қышқылдарынан пайда болады. Бұл құбылыстар В ₁₂ витмаинінің, фоль қышқылының және С витаминінің мөлшеріне байланысты. Сол себептерден рационда белоктың, В ₁₂ витмаинінің, фоль қышқылының аз болуы холинның жетіспеуіне әкеледі. Рационда қанттарды майға ауыстыратын цистин мен тиаминнің көп мөлшерде болуы холин тапшылығын арттыра түседі. А витаминінің қалыпты жағдайы алмасуы және оның бауырда қорлануы үшін де холин керек [1, 2, 5, 6, 7].

 

 

 

2.5 Кейбір витаминдерді алу технологиялары

 

1930-1940 жылдары витаминді препарат ретінде клетка құрамында эргостерині бар нан ашытқыларын қолданған. Ашытқы биомассасын ультракүлгін сәулесімен өндеп эргосериннен Д –эргокальциферон алынған. Витамин С –ні сірке қышқы бактериялар сорбозаға дейін сорбитті трансформациялау жолымен алынды.

Витаминді алудың келесі технологиялары бар:

Өсімдіктер және жануарлардың шикізатынан витаминді препараттарды  экстракциялауы (В₁₂ –ірі қара малдың шикі бауыры, каротин –сәбізден);

Химиялық синтез –витаминдер  өндірісінің негізгі жолы:

Микробиологиялық синтезбен малдың жеміне қосылатын витамин концентратты (В₂, В₁₂) алынады;

Химиялық және микробиологиялық синтездерді үйлестіру (С және В₂ витаминдері);

Витаминдерді емдік  препарат ретінде тағайындайды:

В₁ –антиневроздық, В₂ - өсіру витамині, В₆ –антидерматиттік, В₁₂ –анемияға қарсы, С –иммунитетті күшейтуші, А –антисклерофтальмиялық, Д –рахитке қарсы, Е –антиоксидантты, К –антигеморрагиялық;

Ауыл шаруашылық жануарлардың, құстардың өсуін жоғарларту және тағамды тепе тенестіру үшін жемдік концентрат (В₂, В₁₂), тағамдық қоспа (Д), консервант (С) ретінде пайдаланады [3, 4, 6, 7].

 

В₁₂ кристалдық формасын алу технологиясы.

Кезеңдік тереңдік ферментация  тәсілімен өндіруші P. Shermanii анэробты жағдайда жүгері экстракті, глюкоза, кобальт тұздары мен аммоний сульфаты бар субстратта 3 тәулік бойы дақылдандырады. Инкубация мерзімі аяқталғанда дақылы бар қоректік ортаға 5,6 –диметилбензимиддазол (5,6 –ДМБ) қосады. Витаминнің концентрациясы 250 мкг/г жеткенге дейін тағы 72 сағат бастапқы зат қатысуымен ферментация жалғаса береді. Клеткада жиналып қалған В₁₂ 85ºС температурада рН 4,5 -5,0 сепарация және сумен экстаркциялау жолымен бөліп алады, экстрагенттен ақуыздарды тұнбалайды, ал сұйықтығын ион алмасу колонкалардан өткізеді. Колонкаларға адсорбцияланған В₁₂ ацетонмен элюацияланады, әрі қарай витаминді кристалдайды да витаминнің дәрілік формасын тағайындайды. В₁₂ витаминің алудың микробиологиялық үрдістерінің сипаттамасы (2 –кесте) [3, 4].

 

В₂ витамин алу технологиясы

В₂ витаминнің алуының технологиялық процессі аэробты ферментация, термолиз және концентрлеу, кептіру мен грануллаға айналдыруынан тұрады.

Ферментация стерильді  жағдайда, тұрақты аэрация жасауымен 28 -30ºС температурада 60 -100м² көлемді ферметтерлерде жүреді. Субстарт ретінде сояның, балықтың және жүгері ұны, меласса, сүттің сарысуы, казеин, техникалық май, кальций карбонаты, бір ауыспалы фосфат калийі. өсіру стимуляторы ретінде биотин, тиамин, инозит қосады.

Ферментацияның ұзақтығы 60-80 сағат, мицелийдің лизиске ұшырағанға дейін, саңырауқұлақтың спора түзуіне дейін рибофлавиннің концентрациясы 1200 мг/г барады.

Ферментация аяқталғанда  дақылдық сұйықтықты мицелиймен бірге  вакуум –кептіргіш аппаратқа салады. 80ºС температурада клетка құрлымдардың термолизисі жүреді және сусыздануы мен концентрленуі байқалады. әрі қарай сироп тәрізді массаны аэрозольмен кептіреді, ылғалдылығы 8% тең болу керек. Әрі қарай сироп тәрізді массаны гранулалар дайындалады, оларды толықтырады (1г концентратқа 15 В₂ келеді) жемдік қоспа ретінде қолданады. Медицинада қолданатын витамин В₂ әрі қарай тазартылады және кристалдайды. Витамин В₂ тағы химиялық синтезбен алады [3, 4].

 

А витамин (ретинол) алу технологиясы

Ретинолдың өнеркәсіптік өндірісі микробиологиялық және химиялық синтезбен өтеді.

Микробиологиялық синтезі B. Trispora қолдануына негізделген, субстарт ретінде бидай немесе күріш ұны, өсімдік майы. Бета –каротин синтезі стимуляторы –В –ионон немесе цитрустық меласса және тиамин. Күн сәулесі осы пигменттің шығуын күшейтеді.

B. trispora (+) және (-) штамдары бөлек қоректік орталарға егіледі, ферментация алдында оларды биореакторда араластырады. (+) және (-) штамдардың қатынасы 1/15 тең, яғни еркек формасы (-) 15 –еселік шектен тыс көп болуы. Әр түрлі жынысты аналық  (+) және аталық (-) мицелийлері біріккенде зигота пайда болады, жеке штамдарға қарағанда 5 -17 есе жоғары бета –каротинді түзеді. Ферментация аэрация мен тұрақты араластырумен жүреді. Бета –каротиннің деңгейі -2000 мг/л жетеді.

Ферментация аяғында биомассаны сепоратордан өткізеді, аэрозольді кептіру жүргізеді, қалдық ылғалы 7% дейін болады. Қолдану мақсатына байланысты келесі технологияларды ажыратады:

• кептіргенне кейін ұнтақты толтырғышпен араластырады және грануллайды, жем концентраты ретінде қолданады;
• маймен экстракциялайды, концентрациялайды, этанолмен шаяды, каротинді майдан алады (күнбағыс немесе басқасы), онда провитаминнің деңгейі 2,0 -2,5 г/кг, нанға тағам қоспасы ретінде пайдаланады;
• кристалды бета –каротин –фреонмен экстракциялайды, органикалық қоспалардан тазартады, қызғылт сары түсті кристалдар алады, медициналық мақсатта қолданады [3, 4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Д виаминін алу технологиясы

 

Эргостин көзі ретінде (эргоста -5,7,22 –триен -3β –ол) микрбалдырлар, зең саңырауқұлақтары және оларға аса бай ашытқылар. Сондықтан Д витаминді алу үшін алғашында микробиологиялық синтезімен ашытқылардың биомассасын жинайды. Кейін ашытқы суспензиясын немесе кептірілген ашытқы клеткаларын ультракүлгін сәулесімен өндейді, нәтижесінде эргостериннің фотохимиялық алмасуында эргокальциферол (Д витамині) пайда болады.

Д виаминінің өндірушілер қатарында Saccharamyces carisbergensis, S. Сerevisiae, S. Еllipsides және басқа микроорганизмдер қолданады. Эргостерин бактерия клеткаларында өте аз мөлшерде түзеді. Эргостериннің бастаушы –сквален. Ашытқы клеткаларында сквалин синтезі дақыл картая бастағанда күшейеді және өсудің стационарлық фазасында жалғасады.

 

 

Сурет 1. Д виаминінің өндірушісі Saccharamyces Сerevisiae

 

Ашытқылардың ферментациясы  аэрация жағдайында және азот көзімен  салыстырғанда көмірсулардың көздерінің шектен тыс асқанда іске асады. Алынған биомассаны тұз қышқыл ерітіндісіне гидролиздейді, кейін спиртпен тазалайды, концентрациялайды, 280-300 нм толқындар ұзындығымен ультракүлгін сәулесімен өндейді. Осындай сәулелер А және В көміртекті циклдарда химиялық байланыстарды қоздырады, нәтижесінде эргостин Д витмаинге айналады.

Витаминнің майлы формасын алу үшін өнімді фильтрациядан өткізгеннен  кейін өсімдік маймен ерітеді  және тағамдық қоспа ретінде пайдаланады.

Кристалды витамин дайындау үшін қосымша тазарту жүргізіледі. Микроорганизмдерде эргостериннің мөлшері (3 –кесте) [3, 4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 2. Д витаминін алу технологиясы

 

Витаминнің майлы формасын алу үшін өнімді фильтрациядан өткізгеннен  кейін өсімдік маймен ерітеді  және тағамдық қоспа ретінде пайдаланады.

Кристалды витамин дайындау үшін қосымша тазарту жүргізіледі. Микроорганизмдерде эргостериннің  мөлшері (3 –кесте) [3, 4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 3. Ультракүлгін сәулесінің әсерінен эргостериннің, Д витаминіне айналуы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Витаминдер өндірісі келесі негізгі жолдармен іске асырылады:

Өсімдік және мал шикізатынан  витаминдік дәрі –дәрмек экстракциясы. Витаминдік өнеркәсіп осы бағыттан басталған, өйткені алғашқы витаминдерді дәрі –дәрмектер дәл осындай жолмен алынған. Мысалы, В₁₂ витаминін ірі қара малдың ішкі бауырынан, каротинді сәбізден алатын. Бірақ қазіргі уақытта осы әдіспен алынатын витаминдер үлесі шамалы, себебі табиғи шикізатта олар өте аз және шикізат ресурстары шектеулі.

Витаминдердің химиялық синтезі. Синтетикалық витаминдер өндіріс қазіргі витаминдік өнеркәсібінде басқарушы орын алады, өйткені витаминдік дәрі –дәрмектің негізі жіктелу жинағы шикізаттың химиялық түрлерінен химиялық синтез немесе химиялық синтез бен биосинтез байланысы арқылы алынған заттар болып табылады. Алайда мұндай витаминдер өндіру тәсілі соңғы өнімді өте қымбат ететін, үлкен өндірістік шығындармен жанасатын күрделі көпсатылы үрдіс болып табылады.