Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Амфифильные производные циклодекстрина

Получение циклодекстринов

Производство циклодекстринов - сравнительно новое и активно развивающееся направление биотехнологии, основанное на микробиологических, химических и биохимических процессах. Биохимический синтез циклодекстринов (рис. 4) осуществляется из крахмала исключительно при помощи микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы).

Схема получения циклодекстринов

Рисунок 4 - Схема получения циклодекстринов

ЦГТаза - фермент микробного происхождения, и получение этого фермента является ключевым этапом при производстве циклодекстринов. Поэтому актуальным является выделение продуцента ЦГТазы, который синтезирует фермент с высокой каталитической активностью и специфичностью.

К настоящему моменту ЦГТаза с различными свойствами обнаружена у почвенных микроорганизмов разных родов (Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus, Micrococcus, Thermoanaerobacter и др.) [16-18]. Эти продуценты ЦГТаз относятся к группам мезофильных, термофильных либо алкалофильных бактерий. В результате дальнейших исследований ЦГТаза впервые была идентифицирована у галофильных спорообразующих бацилл и термоактиномицетов [19]. Различают б-, в- и г-специфичные ЦГТазы, которые из крахмала синтезируют б-, в- и г-циклодекстрины. Каждая ЦГТаза обладает только ей присущими свойствами, которые могут быть похожими в рамках видовой специфичности микроорганизмов - продуцентов [20].

Для выделения и очистки каждого гомолога циклодекстринового ряда (б-, в-, г- и других ЦД) требуются различные подходы, но основные этапы получения ЦД схожи. К ним относятся:

  • – культивирование продуцентов ЦГТ-аз, выделение ферментов;
  • – получение препаратов ЦГТ-аз заданной степени очистки;
  • – предобработка субстрата (крахмала) ферментативным методом;
  • – ферментативный катализ с использованием ЦГТ-азы - реакция конверсии крахмала с образованием смеси ЦД;
  • – разделение, выделение и очистка одного из гомологов ЦД [21].

Для промышленного получения циклодекстринов используются два принципиально разных подхода: метод неконтролируемой конверсии, в ходе которого в биохимический реактор вводятся лишь ЦГТаза и раствор крахмала, и контролируемый, когда в реакционную смесь добавляются еще и комплексообразователи (сольвенты) - органические или неорганические соединения, селективно реагирующие с одним из циклических сахаров с образованием нерастворимых или слаборастворимых комплексов включения, которые сдвигают равновесия реакции в сторону одного из целевых продуктов, в результате чего возрастает его выход. В ряде случаев выход циклодекстринов возрастает, достигая 40-75 % (масс.), по отношению к субстрату, но число подобных сольвентов, нашедших промышленное применение в производстве циклодекстринов, ограничено. К известным сольвентам относится толуол, широко используемый в технологии получения в-ЦД, деканол-1 и циклогексадека-8-ен-1-он, активизирующие накопление б- и г- гомологов ЦД соответственно.

в-Циклодекстрин находит наибольшее практическое применение среди всех циклодекстринов [22], его производство составляет 10 тысяч тонн в год, а цена 5 долларов США за килограмм [23]. Основное производство и потребление ЦД сосредоточено в Японии, хотя технологиями по получению этих продуктов обладают фармацевтические фирмы Венгрии, Франции, Бельгии, а также США [5]. В настоящее время в России отсутствует производство ЦД.

в-Циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки с кодом E451 [24]. Способность образовывать сильные водородные связи влияет на его растворимость. Он наименее растворим, сравнительно недорогой и способен формировать комплексы включения с лекарственными веществами.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее