Modern dünyada protein üretimi. Maya Proteini Almak

Bir hücrenin yaşam aktivitesi, moleküler düzeyde meydana gelen ve biyokimya çalışmasının konusu olarak hizmet eden biyokimyasal süreçlere dayanmaktadır. Buna göre kalıtım ve değişkenlik olgusu aynı zamanda organik madde molekülleriyle ve öncelikle nükleik asitler ve proteinlerle de ilişkilidir.

Protein bileşimi

Proteinler büyük moleküller Yüzlerce ve binlerce temel birimden - amino asitlerden oluşur. Tekrarlanan temel birimlerden (monomerler) oluşan bu tür maddelere polimer denir. Buna göre proteinlere, monomerleri amino asit olan polimerler denilebilir.

Canlı bir hücrede toplam 20 çeşit amino asit bilinmektedir. Amino asidin adı, bileşimindeki bazik özelliklere sahip amin grubu NHy ve asidik özelliklere sahip karboksil grubu COOH içeriğinden dolayı elde edilmiştir. Tüm amino asitler aynı NH2-CH-COOH grubuna sahiptir ve birbirlerinden radikal - R adı verilen bir kimyasal grupla farklılık gösterir. Amino asitlerin bir polimer zincirine bağlanması, aralarında bir peptit bağının (CO - NH) oluşması nedeniyle oluşur. Bir amino asidin karboksil grubu ve başka bir amino asidin amino grubu. Bu bir su molekülünü serbest bırakır. Oluşan polimer zinciri kısa ise oligopeptit, uzun ise polipeptit olarak adlandırılır.

Protein yapısı

Proteinlerin yapısı dikkate alınırken birincil, ikincil ve üçüncül yapılar ayırt edilir.

Birincil yapı Zincirdeki amino asitlerin değişim sırasına göre belirlenir. Tek bir amino asidin bile dizilişindeki değişiklik, tamamen yeni bir protein molekülünün oluşmasına yol açar. 20 farklı amino asidin bir araya gelmesiyle oluşan protein moleküllerinin sayısı astronomik rakamlara ulaşıyor.

Bir proteinin büyük molekülleri (makromoleküller) hücrede uzunlamasına bir şekilde yer alsaydı, hücre içinde çok fazla yer kaplar ve hücrenin çalışmasını zorlaştırırdı. Bu bakımdan protein molekülleri çeşitli konfigürasyonlarda bükülür, bükülür ve katlanır. Yani birincil yapının temelinde ortaya çıkıyor ikincil yapı - Protein zinciri, düzgün dönüşlerden oluşan bir spirale uyar. Bitişik dönüşler zayıf hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanır ve bu bağ birçok kez tekrarlandığında bu yapıya sahip protein moleküllerine stabilite kazandırır.

İkincil yapı spirali bir bobine yerleşerek üçüncül yapı. Her protein türünün sarmal şekli kesinlikle spesifiktir ve tamamen birincil yapıya, yani zincirdeki amino asitlerin sırasına bağlıdır. Üçüncül yapı, birçok zayıf elektrostatik bağ nedeniyle korunur: pozitif ve negatif yüklü amino asit grupları çekilir ve protein zincirinin geniş ölçüde ayrılmış bölümlerini bile bir araya getirir. Protein molekülünün örneğin hidrofobik (su itici) grupları taşıyan diğer kısımları da birbirine yaklaşır.

Hemoglobin gibi bazı proteinler, birincil yapıları farklı olan birkaç zincirden oluşur. Bir araya gelerek yalnızca üçüncül değil aynı zamanda karmaşık bir protein oluştururlar. dördüncül yapı(Şekil 2).

Protein moleküllerinin yapısında şu düzen gözlenir: Yapı düzeyi ne kadar yüksek olursa, onları destekleyenler de o kadar zayıf olur. kimyasal bağlar. Dördüncül, üçüncül oluşturan bağlar, ikincil yapı, çevrenin fiziksel ve kimyasal koşullarına, sıcaklığa, radyasyona vb. Son derece duyarlıdır. Etkileri altında, protein moleküllerinin yapıları birincil - orijinal yapıya zarar verir. Böyle bir ihlal doğal yapı protein moleküllerine denir denatürasyon. Denatüre edici madde uzaklaştırıldığında birçok protein, orijinal yapılarını kendiliğinden geri kazanabilir. Doğal protein yüksek sıcaklıklara veya diğer faktörlerin yoğun etkisine maruz kalırsa geri dönüşü olmayan bir şekilde denatüre olur. Çok yüksek sıcaklık koşullarında yaşamın imkansızlığını açıklayan, hücre proteinlerinin geri dönüşü olmayan denatürasyonunun varlığı gerçeğidir.

Proteinlerin hücredeki biyolojik rolü

Proteinler de denir proteinler(Yunanca protos - Birinci), hayvan ve bitki hücrelerinde aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli ve çok önemli işlevleri yerine getirirler.

Katalitik. Doğal katalizörler - enzimler tamamen veya neredeyse tamamen proteindir. Enzimler sayesinde canlı dokulardaki kimyasal işlemler yüzbinlerce, milyonlarca kez hızlandırılır. Etkileri altında, tüm süreçler "ılıman" koşullar altında anında gerçekleşir: normal vücut sıcaklığında, canlı doku için nötr bir ortamda. Enzimlerin hızı, doğruluğu ve seçiciliği hiçbir yapay katalizörle karşılaştırılamaz. Örneğin bir enzim molekülü, 5 milyon molekül hidrojen peroksitin (H2O2) parçalanma reaksiyonunu bir dakikada gerçekleştirir. Enzimler seçicilik ile karakterize edilir. Böylece yağlar, proteinleri ve polisakkaritleri (nişasta, glikojen) etkilemeyen özel bir enzim tarafından parçalanır. Buna karşılık, yalnızca nişasta veya glikojeni parçalayan bir enzim, yağları etkilemez.

Bir hücredeki herhangi bir maddenin parçalanması veya sentezlenmesi süreci genellikle bir takım kimyasal işlemlere bölünür. Her işlem ayrı bir enzim tarafından gerçekleştirilir. Bu tür enzimlerin bir grubu, biyokimyasal bir taşıma bandını oluşturur.

Buna inanıyorlar katalitik fonksiyon proteinler yok edildiğinde üçüncül yapılarına bağlıdır katalitik aktivite enzim kaybolur.

Koruyucu. Bazı protein türleri hücreyi ve bir bütün olarak vücudu patojenlerden ve bunlara giren yabancı cisimlerden korur. Bu tür proteinlere denir antikorlar. Antikorlar vücuda yabancı bakteri ve virüslerin proteinlerine bağlanarak üremelerini baskılar. Vücut, her yabancı protein için özel "anti-proteinler" - antikorlar üretir. Patojenlere karşı bu direnç mekanizmasına denir bağışıklık.

Hastalığı önlemek için insanlara ve hayvanlara, hastalığa neden olmayan ancak vücuttaki özel hücrelerin bu patojenlere karşı antikor üretmesine neden olan zayıflatılmış veya öldürülmüş patojenler (aşılar) verilir. Bir süre sonra patojen virüsler ve bakteriler böyle bir organizmaya girerse kalıcı bir hastalıkla karşılaşırlar. koruyucu bariyer Antikorlardan.

Hormonal. Birçok hormon aynı zamanda proteindir. Hormonlar, sinir sistemiyle birlikte çeşitli organların (ve tüm vücudun) sistem aracılığıyla işleyişini kontrol eder. kimyasal reaksiyonlar.

Yansıtıcı. Hücre proteinleri dışarıdan gelen sinyalleri alır. Aynı zamanda çeşitli faktörler ortamlar (sıcaklık, kimyasal, mekanik vb.) proteinlerin yapısında değişikliklere neden olur - tersine çevrilebilir denatürasyon, bu da hücrenin dış tahrişe tepkisini sağlayan kimyasal reaksiyonların ortaya çıkmasına katkıda bulunur. Proteinlerin bu yeteneği sinir sistemi ve beynin işleyişinin temelini oluşturur.

Motor. Her türlü hücre ve vücut hareketi: tek hücreli hayvanlarda kirpiklerin titreşmesi, yüksek hayvanlarda kas kasılması ve diğer motor süreçler üretilir özel tür proteinler.

Enerji. Proteinler hücreler için enerji kaynağı olarak hizmet edebilir. Karbonhidrat veya yağ eksikliği ile amino asit molekülleri oksitlenir. Bu durumda açığa çıkan enerji, vücudun hayati süreçlerini sürdürmek için kullanılır.

Taşıma. Kandaki protein hemoglobin, havadaki oksijeni bağlayabilir ve onu vücutta taşıyabilir. Bu önemli fonksiyon diğer bazı proteinler tarafından da paylaşılmaktadır.

Plastik. Proteinler hücrelerin (zarların) ve organizmaların (kan damarları, sinirler, sinirler) ana yapı malzemesidir. sindirim kanalı vesaire.). Aynı zamanda, proteinlerin bireysel özellikleri vardır, yani bireysel insanların organizmaları yalnızca kendilerine özgü bazı proteinler içerir -

Dolayısıyla proteinler bunlardır temel bileşen yaşamın özelliklerinin tezahürünün imkansız olduğu hücreler. Ancak canlıların üremesi, yani kalıtım olgusu, daha sonra göreceğimiz gibi, nükleik asitlerin moleküler yapılarıyla ilişkilidir. Bu keşif sonuçtur en son başarılar biyoloji. Artık biliniyor ki yaşayan hücre mutlaka iki tür polimer vardır - proteinler ve nükleik asitler. Etkileşimleri yaşam olgusunun en derin yönlerini içerir.

Ders No. 15

Bölüm: “Tarımsal biyoteknoloji”

1. Protein elde etmek için mikroorganizmaların kullanımının tarihçesi

2. Mikroorganizmaların yetiştirilmesinin teknolojik süreci (yem mayası örneğini kullanarak)

3. Kullanılan ana hammadde türleri ve mikroorganizmalar

4. Mikroorganizmalar kullanılarak protein üretimine yönelik beklentiler

Ülkemiz nüfusu da dahil olmak üzere bir bütün olarak insanlığın beslenme yapısı ideal olmaktan uzaktır ve gıdanın en eksik bileşeni protein, özellikle de besin değeri yüksek olan proteindir. Geleneksel kaynaklar protein - hayvancılık ve bitkisel ürünler, özellikle yoğun nüfus artışı nedeniyle artan proteinli gıdaya olan ihtiyacı karşılamıyor. Alternatif kaynak protein çeşitli mikroorganizmalar tarafından sunulabilir - maya, daha yüksek yenilebilir mantarlar, bazı mikroalgler vb.

Mikrobiyolojik protein üretimi nispeten yakın zamanda kurulmuştur, ancak proteinli gıda elde etmenin geleneksel yöntemlerine (hayvancılık ve bitkisel üretim) kıyasla bir takım avantajlara sahiptir. Yani mikrobiyolojik üretim, ekili alanlara ihtiyaç duymaz ve iklim ve iklim şartlarına bağlı değildir. hava koşulları, hassas planlamaya ve yüksek düzeyde otomasyona olanak tanıyarak standart kalitede ürünler elde etmenize olanak tanır. Mikrobiyolojik sentez ürünlerine yeni yem ve gıda türleri denilebilir. Mikroorganizmaların çeşitliliği ve besin türleri kullanımda manevra yapmayı kolaylaştırır. çeşitli türler Biyosentez için hammaddeler.

1. Protein üretimi için mikroorganizmaların kullanımının tarihçesi

Bir asırdan fazla bir süre önce, L. Pasteur maya ile deneyler yaparken, proteinin amonyaktan mikrobiyolojik sentezini keşfetti ve organik bileşikler nitrojen içermez. Pasteur'ün araştırmasından kısa bir süre sonra kurulan maya fabrikaları, maya başlatıcıları üretti. Zamanla maya üretim teknolojisi gelişti ve 1876 yılında ABD'de ekmek yapımında sıkıştırılmış maya kullanılmaya başlandı.

Mikroorganizmaların beslenmede protein bileşeni olarak kullanılması fikri 1890'lı yıllarda ortaya çıkmıştır. Delbrück, bu amaçla bira mayasının kullanılmasını önererek bu fikri yaymaya başladı.

Pekmezde besin mayası yetiştirmeye yönelik ilk fabrikalar Birinci Dünya Savaşı sırasında Almanya'da açıldı. Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra çeşitli ülkelerde yem mayası üretimi başladı. 30'ların ortalarında. atık hidrolizatlardan maya üretimi başladı tarım ve ahşap işleme endüstrisinde, sülfit likörlerinden, hidroliz-alkol tesislerinden elde edilen atıklardan. Ülkemizde daha önce sülfürik asitle hidrolize edilmiş saman, mısır koçanı ve talaş kullanımına dayalı yem mayası üretimine yönelik ilk pilot tesis 1935 yılında kuruldu. Şu anda Givartovsky, mayayı değerli bir B vitamini kaynağı olarak kabul ederek, mayanın beslenmede kullanılmasının ateşli bir savunucusuydu. İkinci Dünya Savaşı sırasında, birçok ülkede yaygın olarak besin mayası üretimi başladı: Almanya'da - sülfit likörlerine dayalı. ve SSCB'de, Jamaika'da (o zamanlar bir İngiliz kolonisi) ahşap hidrolizatları.

Savaştan sonra birçok ülkede, başta sülfit likörleri olmak üzere çeşitli atıkların yanı sıra bitkisel hammaddelerin hidrolizatları kullanılarak yem mayası üretimi ortaya çıkmaya başladı. 60'lı yıllarda, petrol hidrokarbonlarının yem mayası üretiminde hammadde olarak kullanılma olasılığı araştırmacıların dikkatini çekti. 70'li yılların başından itibaren SSCB'de saflaştırılmış petrol n-alkanlarının kullanımına dayalı yem mayası üretimi için inşaat başladı.

Ancak şu anda ülkemizdeki büyük ölçekli fabrikaların çoğunluğu atıl durumda, bu da hem ekonomik krizle hem de bunun sonucunda üretimin azalmasıyla ilişkilendiriliyor. son on yıl ve petrol kriziyle birlikte petrol rezervleri giderek tükenmekte ve buna bağlı olarak hammadde miktarı azalmaktadır. Günümüzde hem ülkemizde hem de yurt dışında çeşitli tarım ve işleme sanayi atıklarının hammadde olarak kullanılarak hem gıda hem de yem amaçlı mikrobiyal protein elde edilmesinin yanı sıra ototrofik mikroorganizmalar kullanılarak protein elde edilmesine yönelik ilgi yeniden canlanmaktadır.

2. Mikroorganizmaların yetiştirilmesinin teknolojik süreci (yem mayası örneğini kullanarak)

Modern endüstriyel kullanım protein üretimi için mikroorganizmaların işlenmesi kemostat prensibiyle çalışan fermentörlerde gerçekleştirilir. Fermentörlerin hacmi birkaç yüz metreküpe ulaşıyor. Belirli bir işlemde kullanılan mineral tuzların sulu bir çözeltisi ve organik bir substrat, çoğalan mikroorganizmalarla sürekli olarak çevreye beslenir. Kültür karıştırılır, havalandırılır ve soğutulur. Mikroorganizmaların büyümesinin oksijenle sınırlı olduğu veya bu sınırlamaya yakın olduğu durumlarda rasyonel bir yetiştirme işlemi gerçekleştirilir. Yem mayası üretimi için temel teknolojik şema Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.

Büyütülmüş maya hücreleri, sulu ortamdan ayırma yoluyla veya filamentli mantarlar kullanılıyorsa filtreleme yoluyla ayrılır. Küçük bakteri hücrelerini konsantre etmek için yüzdürme gibi biyokütleyi ayırmak için başka yöntemler geliştirilmiştir. Genellikle yıkanır, konsantre edilir ve daha sonra 80-90°C'de ısıl işleme tabi tutulur ve bu da hücre ölümüne yol açar. Bu tür bir işlem sonucunda elde edilen kremsi kütle, genellikle sprey kurutucular kullanılarak kurutulur. Kurutulduktan sonra granül haline getirilebilen toz veya pul halinde bir ürün elde edilir. Ürün paketlenerek yem fabrikalarına ve diğer tüketicilere gönderilir. Bu tür protein içeren mikrobiyal kökenli katkı maddeleri, kullanılan organik hammaddelere, mikroorganizmanın türüne ve çeşitli şirket veya işletmelerde kullanılan teknolojinin özelliklerine bağlı olarak bir veya daha fazla ticari isme sahiptir.

3. Kullanılan ana hammadde türleri ve mikroorganizmalar

Gıda ve yem proteini üretiminde çok çeşitli hammaddeler ve mikroorganizmalar kullanılmaktadır. Bu tür hammaddeler arasında lignoselülozik atık ve bunun hidrolizatları, yağ parafinleri, gaz, etanol vb. yer alır.

Bitkisel hammaddelerin hidrolizatlarını kullanarak yem mayasının üretimi birkaç on yıldır mevcuttur. Bu amaçla odun, ayçiçeği ve pirinç kabuğu, mısır koçanı, pamuk sapı, küspe (şeker kamışından şeker çıkarıldıktan sonra kalan küspe) ve diğer selüloz içeren malzemelerin hidrolizatları kullanılır. Hammaddeler yıllık olarak yenilenir ve kural olarak atıktır.

Hidroliz-maya üretiminin dezavantajları arasında hammaddelerin toplanması ve büyük işletmelere taşınmasının zorluğu yer almaktadır. Hidrolizatlar üzerinde maya yetiştirme işlemi, aseptik olmayan koşullar altında gerçekleştirilir ve kirletici bakterilerin gelişimi, fermantasyon ortamında belirli bir pH değerinin (yaklaşık 4,0) korunmasıyla sınırlanır. Hidrolizatlar, maya büyümesi üzerinde toksik etkiye sahip bileşenler (örneğin furfural) içerir. Laboratuvarda seçilen suşlar, tüketilen şekerlere bağlı olarak yüksek biyokütle verimine sahiptir. Ama içinde üretim koşulları bu türlerin yerini sıklıkla farklı yabani türler alır daha fazla stabiliteçevrenin toksik bileşenlerine maruz kalması, vitaminlere daha az ihtiyaç duyulması ve yüksek büyüme oranları. Hemen hemen her tesiste, yerel koşullara uyarlanmış maya türlerinin veya birliklerinin otomatik seçimi gerçekleşir.

Bitkisel materyallerin hidrolizatlarından yem mayası üretimi için kullanılan suşların listesi çok geniştir; Candida cinsinin türlerini ve diğer cinslerin (Trichosporon, Hansenula, Zygofabospora) türlerini içerir.

Selüloz içeren hammaddelerin enzimatik hidrolizatlarından mikrobiyal biyokütle elde edilmesi ümit vericidir. Böyle bir prosesin endüstriyel olarak uygulanmasındaki zorluk, selüloz içeren ham maddelerin, selülazların substrat ile temasını önleyen lignin içermesidir. Ek olarak, hammaddenin, içindeki kristalin selüloz formunun içeriğini azaltmak ve onu amorf bir duruma dönüştürmek için işlenmesi gerekir; enzimatik hidrolizönemli ölçüde hızlanır.

Hidrokarbonlu ortamlarda çeşitli taksonomik gruplara ait mikroorganizmaların büyüme olasılığı oldukça geniş çapta incelenmiştir. Hidrokarbonları kullanma yeteneği genellikle ilk önce Candida cinsinin belirtilmesi gereken maya temsilcilerinde ve filamentli mantarların temsilcilerinde, özellikle Aspergillus'ta bulunur. ve Fusarium, Mucoraceae familyasının birçok mantar türünde ve çeşitli bakterilerde bulunur.

Biyosentez için hammadde olarak katı ve sıvı hidrokarbonların karşılaştırmalı bir değerlendirmesi, erime noktası mikroorganizma yetiştirme sıcaklığından önemli ölçüde düşük olan bileşiklerin şüphesiz avantajını göstermiştir.

Tüm hidrokarbon sınıfları mikroorganizmalar için substrat görevi görebilir, ancak kural olarak büyüme süreci en yoğun şekilde farklı zincir uzunluklarına sahip n-alkanlar içeren bir ortamda meydana gelir. Maya ile en yüksek hız n-alkanlar C 11 - C 14 genellikle tüketilir, n-alkanlar C 15 - C 18 orta pozisyonu işgal eder ve n-alkanlar C 23 - C 24 diğerlerinden daha yavaş emilir. Alkanlar C6 - C9 sadece mayalar tarafından kötü kullanılmaz, aynı zamanda onlar için sıklıkla toksiktir.

Yem proteininin mikrobiyal biyosentezi için önümüzdeki yıllarda en umut verici yeni hammadde türleri alkoller - metil ve etildir.

Düşük alkollere olan ilginin artması, aralarında büyük ölçekli metanol ve etanol üretimi için yeni etkili yöntemlerin geliştirilmesinin de bulunduğu bir dizi durumla açıklanmaktadır. yüksek derece elde edilen alkollerin saflığı, suda iyi çözünürlükleri.

Birçok bakteri metanol kullanımı yoluyla büyüyebilir. Metanol üzerinde büyütüldüğünde biyokütle verimi, kullanılan alkolün ağırlığına göre %50 veya daha fazladır. Metanol üzerindeki bakteriyel büyümenin enerji verimi (büyüyen biyokütlede kimyasal enerji olarak tutulan organik substratın kimyasal enerjisinin fraksiyonu) oldukça yüksektir (%50'den fazla), ancak mikroorganizmaların karbonhidratlar üzerinde büyüdüğü duruma göre daha düşüktür (%65'e kadar). %). Mikroorganizmalar hidrokarbonlar üzerinde büyüdüğünde enerji çıkışı Büyüme daha düşük ve %40 civarında. Bununla ilgili daha fazlası verimli kullanım n-alkanlar üzerinde mikroorganizmaların yetiştirilmesine kıyasla metanol kullanıldığında pahalı çözünmüş oksijen ve fermentörlerin artan verimliliği.

Metanol kullanan bakterilerin yetiştirilmesi süreci, örneğin Metilomonas clara'yı üretici olarak kullanan Batı Alman şirketi Hoechst ve organize eden İngiliz ICI kampanyası gibi halihazırda meyvelerini verdi. endüstriyel üretim yem amaçlı metanol bakteri kütlesinin kullanımına dayanmaktadır. İÇİNDE son yıllar Metanol kullanılarak büyüyebilen bir dizi maya türü bulunmuş ve bunlar üzerinde yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Metanolü asimile eden mayalar Hansenula ve Pichia cinsleri arasında yaygındır. . Candida boidinii metanol asimile eden bir mayadır. Fusarium mantarından gıda proteini üretimi İngiltere'de organize edildi. . Mikoprotein adı verilen ürün, takviye olarak kullanılıyor. çeşitli ürünler. Kurutulmuş bir biyokütle ürünü olan Torutin, ABD'de üretilmektedir. S. utilis, sentetik etanolden elde edilir. Torutin, insan gıda ürünlerinin organoleptik özelliklerini (görünüm, tat, koku vb.) iyileştirmek, maliyeti azaltmak ve protein değerini artırmak amacıyla katkı sağlamak için kullanılır.

Ülkemiz etanol biyokütle Sacch üretimi için bir yöntem geliştirdi . cerevisiae . Kullanılan tür, pişirme işleminde kullanılan türdür. Diyette sürekli olarak az miktarda ekmek mayasının kullanılmasının zararsızlığı, insanlığın binlerce yıllık tecrübesiyle doğrulanmıştır. Etanol üzerinde yetiştirildiğinde Saccharomycetes'in verimi, C. utilis'in yetiştirilmesine göre biraz daha düşüktür. . Ancak etanol üzerinde yetiştirilen Saccharomycetes proteinlerinde lizin içeriği çok yüksektir (ağırlıkça yaklaşık %10). Buğday ekmeğine Saccharomyces biyokütlesinin eklenmesi yalnızca protein içeriğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda proteinlerin amino asit kompozisyonunu da geliştirir. Saccharomyces biyokütlesinin %5'i (un ağırlığına göre) eklendiğinde, elde edilen buğday ekmeğinin protein değeri 1,5 kat artar.

4. Mikroorganizmalar kullanılarak protein üretimine yönelik beklentiler

Son yıllarda, protein maddelerinin mikrobiyolojik üretimine ilişkin araştırmaların ana yönleri bir miktar değişti. Her şeyden önce, proteinli maddelerin üretimi için yeni tür hammaddelerin bulunmasına olan ilginin arttığını belirtmek gerekir. Bu bağlamda, ototrofik koşullarda büyüyen, karbondioksiti asimile eden fototrofik mikroorganizmalar üzerinde çalışıyorlar.

Protein elde etmek için alglerin yetiştirilmesi onlarca yıldır araştırılmaktadır. Şu anda, klorella ve diğer alglerin biyokütlesini kullanmanın en etkili yolu, bunların biyostimülan olarak kullanılmasıdır. Cyanobacterium spirulina'nın yetiştirilmesine ilişkin cesaret verici veriler mevcuttur. Göl bölgesi sakinleri Çad'lar uzun süredir diyetlerinde spirulina kullanıyor.

Kemolitoototroflara ait hidrojen bakterilerinin protein maddesi üreticileri olarak kullanılması ümit verici olabilir.

Gıda ve yem amaçlı bir diğer umut verici protein üreticisi ise yüksek basidiomisetlerdir. Modern verilere göre, 30 cinse ait yaklaşık 2000 tür basidiomycetes yenilebilir olarak kabul edilmektedir ve bunlardan sadece 20 türü yetiştirilmektedir. ticari amaçlar ancak endüstriyel ölçekte yalnızca 5-6 tür yetiştirilmektedir; bunların başlıcaları Agaricus bisporus, Lentinus edodes ve ülkemizde - Pleurotus ostreatus'tur.

Ahşabı tahrip eden basidiomisetlerin ekonomik önemi, onlara belirli bir avantaj sağlayan bir dizi özellik tarafından belirlenir. Bu özellikler şunlardır: basidiomycetes biyokütlesi hoş bir mantar kokusuna sahiptir (aromatik metabolitlerin biyosentezi sonucunda); Ayrıca Basidiomycetes'in misel biyokütlesi, örneğin Pleurotus ostreatus, %26'ya kadar protein içerir. Basidiomycetes proteininin amino asit bileşimi, bir dizi bitki (soya fasulyesi, pirinç, buğday) proteininden aşağı değildir ve hatta onlardan daha yüksek değildir ve hayvansal olanlara yakındır. Amino asitlerin miktarı kuru biyokütlenin %24-25'i kadardır. Ayrıca mantar biyokütlesindeki nükleik asit içeriği çok düşüktür (%2), bu da onları zararsız kılar. İstiridye mantarı miselyumu B vitaminleri açısından çok zengindir: tiamin, riboflavin, niasin, piridoksin, biyotin. Ek olarak miselyum biyokütlesi insanlar için gerekli olan bir dizi metali içerir: demir, çinko, bakır, kalsiyum, magnezyum.

Şu anda, kuru mantar tozu (MP) formundaki yenilebilir mantarların miselyumu birçok ülkede çorba ve soslara değerli bir gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır ve GP ayrıca sebze ve et konsantrelerine de dahil edilmektedir. Miselyum çeşitli boyutlarda parçalardan oluşan bir iplik olduğundan peynirlere, konserve sebzelere ve ekmek ürünlerine, son yıllarda da sosislere ve yarı mamul et ürünlerine eklenmesi oldukça uygundur. Japonya'da HP'den elde edilen ekstraktlara dayalı olarak özel içecekler hazırlanmaktadır.

Ülkemizde kullanılmak üzere çok sayıda ilaç geliştirilmiştir. gıda endüstrisi. Bu, Panus tigrinus IBK-131 miselyumuna dayanan pantigrin ve üreticinin Daedalea confragosa G-115 olduğu daedalin olup, burada 1 kg ilaç 1 kg et ile aynı miktarda protein içerir. Son yıllarda GP Pleurotus ostreatus tahıl ve sebzelere katkı maddesi olarak öneriliyor.

GP'ye ek olarak, basidiomycetes'in meyve veren gövdeleri de yemek pişirmede giderek daha fazla kullanılıyor. Doğuda L.edodes (shiitake) bu amaçlarla popülerdir.

Yoğun mantar yetiştiriciliği (örneğin istiridye mantarı), tarım ve sanayiden kaynaklanan selüloz içeren atıkların kullanımına dayanmaktadır. Geleneksel alt tabaka, çeşitli tahıl mahsullerinin samanı, kütük atığıdır: talaş, talaş, ağaç kabuğu, yapraklar (iğne yapraklı veya yaprak döken ağaçlar).

Mantarların toplanmasından sonra, birinci ve ikinci dalgalarda, hayvancılıkta protein konsantresi olarak kullanılan aşırı büyümüş miselyum (protein) açısından zengin, kullanılmayan bir substrat bloğu kalır.

Yem ve gıda protein kaynaklarının yenilenmesi için önemli bir rezerv, mantar miselyumunun derin ekimi yoluyla üretilmesidir. Bu tip protein üretimi şu şekilde karakterize edilir: yüksek hızüretimi, mantarların çeşitli atıkları (karbonhidratlar, organik asitler, nişasta, selüloz vb.) sindirme yeteneği. Mantar miselyumunun derin koşullarda yetiştirilmesi, protein ve diğer metabolitlerin elde edilmesi için düzenlenmiş ve kontrollü bir süreçtir.

RU 2281656 patentinin sahipleri:

Buluş biyoteknoloji ile ilgilidir. Böcek larvalarının biyokütlesi ezilir. Biyokütleden proteinin ekstraksiyonu, 1:3-1:11 oranında, 20-100°C sıcaklıkta ve 10-60 dakika boyunca sürekli karıştırılarak %0.01-0.5'lik bir alkali çözeltisi ile gerçekleştirilir. Ekstrakt, süspansiyonun çözünmeyen parçacıklarından ayrılır. Protein, ekstraktın asitle asitleştirilmesiyle izole edilir. Yerleşen protein ayrılır. Protein preparatı, yüksek değerli protein içeriğinin yüksek olmasıyla karakterize edilir. 2 maaş dosyalar, 2 tablo.

Buluş biyoteknoloji ile ilgilidir, sinek böceği biyokütlesinden protein üretimi ile ilgilidir ve gıda ve yem endüstrisinde kullanılabilir.

Protein elde etmenin bilinen bir yöntemi var gıda katkı maddeleri hayvansal hammaddelerden (memelilerin ezilmiş donmuş organları ve dokuları), alkalin bir çözelti içinde ekstraksiyon, balast maddelerinin uzaklaştırılması, ekstraktın asitleştirilmesi, çökeltinin yıkanması ve kurutulması yoluyla elde edilir (1).

Bu bilinen yöntemin dezavantajı, yüksek proteinli bir ürün sağlamamasıdır; kuru üründeki protein içeriği %26'dan fazla değildir.

Elde edilen sonuca temel özellikler kümesi açısından en yakın olanı, hammaddelerin ekstraksiyonu, ekstraktın ayrılması ve proteinin asitleştirme yoluyla izolasyonu dahil olmak üzere bitkisel hammaddelerden (prototip 2) bir protein preparatı elde etme yöntemidir ve santrifüj.

Bu yöntemin dezavantajları şunlardır:

Hammaddedeki düşük protein içeriği, kepek %16,8-17,0 protein içerir;

Kepekte polikarbonhidratların varlığı, ekstraktın asitleştirilmesiyle ön çökeltilmesini ve ardından çökeltinin ayrılmasını gerektirir; bu da bazı protein bileşenlerinin kaybına yol açar;

Bitkisel protein bir dizi esansiyel amino asitle sınırlıdır;

Protein üretim sürecinin süresi ve düşük verimliliği;

Bitkisel hammaddelerin tedarikinin mevsimselliği.

Bitkisel materyallerden elde edilen protein preparatlarının bir takım anti-besinsel bileşikler (tiyoglikozidler, saponinler, tanenler, vb.) içerdiği bilinmektedir.

Buluşun özü, yeni bir tür yüksek proteinli hammaddeye (böcek larvaları) dayalı protein üretme yöntemi ve proteinin ekstraksiyonuna yönelik bir dizi yöntem, hedef ürünün kalitesini, verimini arttırmak ve maliyetini azaltmaktır.

Buluşun teknik sonucu, gıda ve yem amaçlı hedef preparasyonda protein ve amino asit içeriğinde toplam sonuçtan daha fazlasının elde edilmesini sağlayan, yüksek proteinli yeni bir ham maddenin önerilmiş olmasıdır. İkincil atık ürünlerin akılcı işlenmesi sağlandı gıda üretimi ve tarım - böcek larvalarının yanı sıra atık su süt üretimi- peynir altı suyu.

Teknik sonuç şu şekilde elde edilir: bilinen yöntem bitki materyallerinin ekstraksiyonu, ekstraktın ayrılması ve proteinin ondan çökeltilmesini içerir hidroklorik asit Buluşa göre, başlangıç ​​ham maddesi olarak böcek larvalarının biyokütlesi kullanılmakta, homojenleştirilmiş biyokütleden protein ekstraksiyonu, 1:3-1:11 oranında, %0,01-0,5 alkali çözelti ile, sıcaklık 20°C ile gerçekleştirilmektedir. -100°C ve 10-60 dakika boyunca sürekli karıştırılarak. Ekstrakt, süspansiyonun çözünmeyen parçacıklarından ayrılır. Protein, bir asit çözeltisi eklenerek veya 4.0-6.0 pH'a ulaşılana kadar çökeltici madde olarak 200-300°T asitli %8-10 peynir altı suyu kullanılarak izole edilir, çöken protein ayrılır ve kurutulur.

Böcek larvalarının biyokütlesi farklıdır, çünkü protein oda sıcaklığında havada ekstrakte edildiğinde, biyokütle hızla kararır ve protein koyu bir renk alır. Ayırt edici özellik Yeni yöntem, ham maddelerden protein ekstraksiyonunun koşulları, yani protein ekstraksiyon işleminin 100°C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilmesidir. Önerilen sıcaklık rejimi nihai ürünün organoleptik özelliklerini ve protein bileşenlerinin ekstraksiyon derecesini arttırır.

Böcek biyokütlesinden protein elde etmek için önerilen optimal fiziksel ve kimyasal yöntemler seti, proteinin ekstraksiyon derecesi, içeriği ve kalitesi açısından maksimum sonucu elde etmemizi sağlar.

Önerilen yöntemle elde edilen kuru protein preparatı %78-96 oranında protein içermektedir.

Tablo 1, prototiple karşılaştırmalı olarak önerilen yöntemi kullanarak belirlenen hedefe ulaşmayı karakterize eden verileri göstermektedir.

Protein üretimi için hammadde olarak çeşitli böceklerin larvalarını kullanan önerilen yöntem, protein konsantresindeki esansiyel amino asitlerin içeriği ve protein verimi açısından süper toplam sonuçlar verir. Yöntem genişletmenize olanak tanır hammadde tabanı, rasyonel olarak endüstriyel atıkların ve atıkların işlenmesinde ucuz bir ikincil ürün kullanın - böcek larvaları, protein maliyetini azaltın, rasyonel olarak süt atık suyunu kullanın, peynir altı suyu kullanın.

Protein verimi buna bağlıdır genel içerik Hammaddelerde. Böcek larvalarının hammadde olarak kullanılması daha fazlasını elde etmeyi mümkün kılar yüksek değerler parametreler teknolojik süreçÇünkü biyokütleleri %58'den fazla protein içeriyor. Larva biyokütlesinden proteinin %62,0'a kadarı ekstrakte edilir.

Protein konsantresinin kalitesinin arttırılması, yüksek proteinli hammaddelerin (böcek larvaları) kullanılması, konsantredeki protein ve esansiyel amino asitlerin içeriğinin arttırılması yoluyla sağlanır (Tablo 2).

Araştırma sonuçları, önerilen yöntemin geliştirilmiş bileşime sahip bir protein elde etmeyi mümkün kıldığını göstermektedir. Tarımsal ve endüstriyel atıkların ve atık suların işlenmesi sırasında ortaya çıkan ucuz bir ikincil ürünün protein üretimi için hammadde olarak kullanılması, hedef ürünün maliyetini azaltır; soruna çözüm sağlar.

Örnek 1. Bir karıştırıcıda ezilmiş 1 kg Musca evcila karasinek larvasının biyokütlesi, 110 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 20°C'de 3 litre %0.01 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 4.0'a asitleştirildi ve 2000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüjlendi.

Protein preparatı koyu gri, ufalanan bir toz görünümündedir,% 78 içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı% 49,5'tir.

Örnek 2. Bir karıştırıcıda ezilmiş karasinek larvası Musca Domestica'nın yağdan arındırılmış 1 kg biyokütlesi, 60 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 60°C sıcaklıkta 9 litre %0,5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 5.0'a asitleştirildi ve 3000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüj edildi. Protein preparatı gri, ufalanan bir toz görünümündedir, %86 protein içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı %50,0'dır.

Örnek 3. Bir karıştırıcıda ezilmiş Musca Domestica karasinek larvalarının 1 kg biyokütlesi, 100°C sıcaklıkta 30 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 11 litre %0,5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, asitliği 200°T olan peynir altı suyunun pH 5.0'a eklenmesiyle asitleştirildi ve 5 dakika boyunca 3000 rpm'de santrifüjlendi.

Protein preparatı beyaz, ufalanan bir toz görünümündedir,% 89 protein içerir, esansiyel amino asitlerin toplamı% 50,2'dir.

Örnek 4. Bir karıştırıcıda ezilen 1 kg yağsız termit larvası Cryptotermes Domesticus biyokütlesi, 50 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 95°C sıcaklıkta 8 litre %0,5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, pH 5.0'a kadar 200°T asitlik ile %10 peynir altı suyu eklenerek asitleştirildi ve 5 dakika boyunca 3000 rpm'de santrifüjlendi.

Protein preparatı beyaz, ufalanan bir toz görünümündedir,% 96 protein içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı% 50,4'tür.

Örnek 5. Bir karıştırıcıda ezilmiş Tenebrio molitor yemek kurdu larvalarının 1 kg yağsız biyokütlesi, 60 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 95°C sıcaklıkta 9 litre %0.4 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 4.5'e asitleştirildi ve 3000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüjlendi.

Örnek 6. Bir karıştırıcıda ezilmiş olan 1 kg Locusta migratoria keçiboynuzu larvası biyokütlesi, 60 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 95°C sıcaklıkta 9 litre %0.5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 4.5'e asitleştirildi ve 3000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüjlendi. Protein preparatı beyaz, ufalanan bir toz görünümündedir,% 96 protein içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı% 50,5'tir.

Örnek 7. Bir karıştırıcıda ezilen yeşil sinek sineği larvası Lucilia sericata'nın yağı alınmış 1 kg biyokütlesi, 30 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 95°C sıcaklıkta 8 litre %0.5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 4.5'e asitleştirildi ve 3000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüjlendi.

Protein preparatı beyaz, ufalanan bir toz görünümündedir,% 96 protein içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı% 50,5'tir.

Örnek 8. Bir karıştırıcıda ezilen mavi sinek sineği Calliphora vicina larvalarının yağı alınmış 1 kg biyokütlesi, 30 dakika boyunca sürekli karıştırılarak 95°C sıcaklıkta 8 litre %0.5 NaOH çözeltisine ekstre edildi. Süspansiyon 3000 rpm'de 5 dakika süreyle santrifüj edildi. Ortaya çıkan ekstrakt, %5'lik bir HC1 çözeltisi ile pH 4.5'e asitleştirildi ve 3000 rpm'de 5 dakika boyunca santrifüjlendi. Protein preparatı koyu gri, ufalanan bir toz görünümündedir,% 96 protein içerir, proteinin esansiyel amino asitlerinin toplamı% 50,5'tir.

Edebiyat

1. RF Patenti, No. 2075944, C1, A 23 J 1/2, BI No. 9, 03.27.97.

2. AC SSCB, No. 1177966, A 23 J 1/12. Kepekten protein elde etme yöntemi. BI No. 29, 08/07/86.

1. Hammaddelerin ekstraksiyonu, ekstraktın ayrılması ve proteinin ondan izolasyonunu içeren, protein elde etmek için bir yöntem olup, özelliği, böcek larvalarının ezilmiş biyokütlesinin hammadde kaynağı olarak kullanılması, protein ekstraksiyonunun 0.01 ile gerçekleştirilmesidir. Biyokütle oranı ve 1:3-1:11 özütleyici, 20-100°C sıcaklık ve 10-60 dakika boyunca sürekli karıştırılan -%0,5 alkali çözeltisi, çözünmemiş parçacıkları çıkarın, bir çökeltici madde ekleyerek proteini özütten çökeltin.

) ve proteinler ( karmaşık proteinler). Kural olarak, proteinler yalnızca amino asitlerden oluşur ve proteinler bunlara ek olarak başka maddeleri de içerir. Tüm proteinler ayrıca fibriler ve küresel proteinlere ayrılır. Fibriller proteinler suda az çözünür, molekülleri uzun bir şekle sahiptir. Saç ve epitelyumun bir parçasıdırlar. Hemoglobin küresel proteinler grubuna aittir. Molekülleri küresel zincirlere katlanır. İnsülin ve pepsin de bu gruba aittir.

Proteid molekülleri yapı bakımından özellikle karmaşıktır. Bu proteinlerin yapısı dış etkenlere maruz kaldığında değişebilmektedir. Bunlar özellikle şunları içerir: eylem güçlü asitler ve etil alkol, ısı, basınç, iyonlaştırıcı radyasyon. Yapıdaki değişikliğe denatürasyon denir. Protein molekülleri, adı verilen bir amido grubu içerir. peptit bağı. Bu bağ, proteinlerin α-amino asitlerini birbirine bağlar.

α-amino asitler tüm protein maddelerinin temelidir. Proteinler amino asit kalıntılarından yapılır ve amino asitlerin iki grubu vardır: COOH ve NH2. Bu nedenle protein molekülleri -C(O)-NH- amido grubunu içerir. Amino asit sayısına bağlı olarak elde edilen proteinler farklıydı. Dipeptitler iki amino asitten, tripeptitler üç amino asitten ve tripeptitler üç amino asitten oluşur. Daha- polipeptitler. Dipeptit üçüncü amino asitle reaksiyona girerek bir tripeptit üretir. Şekil, günlük yaşamda sıklıkla bulunan ana tripeptitlerin moleküllerini göstermektedir.
Bir protein molekülünün yapısı, bir peptit veya polipeptit zincirini oluşturan amino asitlerin sayısına bağlıdır. Ayrıca yukarıda da bahsettiğimiz gibi proteinin yapısı dış faktörlerin etkisiyle değişebilmektedir. Proteinler 20'den fazla amino asit içerebilir. Karmaşık yapıları nedeniyle hemen hemen tüm metabolik süreçlere katılırlar. Hormonlar ve antibiyotikler de proteindir. Özellikle önemli rol besinlerden elde edilen proteinler rol oynar.

Hamilelik sırasında bir kadın ayda en az iki kez idrar testine tabi tutulur. Bu, böbrek fonksiyonunu izlemek ve idrarda protein görünümünü zamanında fark etmek için gereklidir. İdrarda proteinin hafif aralıklı görünümü tehlikeli değildir, ancak tekrarlanan analizlerde protein tespit edilirse proteinürinin artma eğilimi vardır ve preeklampsi gelişme riski yüksektir.

Talimatlar

Düzgün bir şekilde toplanan idrar, bilgilendirici bir analiz, böbrek fonksiyonu ve idrar yolunun durumu hakkında veriler elde etmenizi sağlar. Böbrekler hamilelik sırasında artan stres altında çalışır ve uterusun artan büyüklüğü böbrekleri etkiler. ekstra basınç onların üzerinde. Böbrek fonksiyon bozukluğunun ilk belirtisi idrardaki proteindir. Normalde bir kişinin idrarında protein bulunmamalıdır; hamile kadınlar için 0,14 g/l'den fazla proteine ​​izin verilmez. İdrardaki protein konsantrasyonundaki önemli bir artış, böbreklerde inflamatuar bir süreci, mevcut böbrek hastalığının alevlenmesini veya yeni başlayan gestozu gösterebilir. İdrarda yüksek protein içeriği, sıklıkla hamilelik sırasında ortaya çıkan diyabette de ortaya çıkar.

İdrarda sürekli protein kaybı ile böbrek bölgesinde çekme veya kesme ağrısı ortaya çıkar, genel halsizlik olur ve idrarın rengi koyulaşır. En ortak neden protein kaybı inflamatuar böbrek hastalığına dönüşür. Bu, böbreklerdeki tıkanıklık, idrar çıkışındaki rahatsızlıklar ve hamile bir kadının vücudundaki kronik inflamasyonun odağı sıklıkla piyelonefrite yol açar. Hastanede antibiyotik reçete edilerek tedavi ediliyor. Doğumdan sonra zamanında teşhis ve yeterli tedavi ile böbreklerin durumu normale döner. Glomerülonefrit çok daha kötüdür, bu patolojiyle böbreklerin glomerülleri etkilenir ve idrar oluşum süreci bozulur. Glomerülonefrit hamile kadınların %5-7'sinde teşhis edilir. Glomerülonefritte asıl tehlike ödem ve yüksek tansiyon. Bu tür semptomlarla plasentanın erken ayrılması ve kronik fetal hipoksi riski yüksektir.

Hamile kadınların% 2-3'ünde nefropati gelişir, bu geç gestozun belirtilerinden biridir. Kadın, protein kaybı ve böbrek fonksiyonlarındaki bozulmanın yanı sıra yüksek tansiyon ve ödemden de endişe duyuyor. Gestozun ana nedeni vücudun plasental hormonlar ve plasental protein tarafından duyarlı hale getirilmesidir. Zamanında yardım olmadan, hızla gelişen gestoz ile eklampsi şeklinde bir komplikasyon ortaya çıkabilir. Kadın şiddetli baş ağrıları yaşamaya başlar, tansiyonu yükselir. kritik nokta, kasılmalar başlayabilir. Zamanında tedarik olmadan tıbbi bakım Rahim içi fetal ölüm meydana gelebilir. Böbreklerde herhangi bir bozukluk varsa fetus da bundan zarar görür. İdrarda protein iltihaplanma nedeniyle ortaya çıkarsa, fetüsün intrauterin iltihaplanma riski yüksektir. Gestoz ve glomerülonefrit ile fetüs kronik hipoksi durumundadır. İdrarda protein belirirse, doktorun talimatlarına kesinlikle uymalısınız: diyetinizi değiştirin, plasentadaki kan dolaşımını iyileştiren ek ilaçlar alın ve gerekirse hastaneye gidin.

Azot yanmayı desteklemeyen bir gazdır; soluduğumuz havanın bir parçasıdır. Azot kimyasal olarak inert bir elementtir, yani normal koşullar altında diğer maddelerle zayıf şekilde etkileşime girer. Endüstride sıvı havanın damıtılmasıyla yani havanın nitrojen ve oksijene ayrıştırılmasıyla elde edilir. Ancak daha az emek yoğun bir şekilde elde edilebilir.

İhtiyacın olacak

• Damıtılmış su, amonyum sülfat, sodyum nitrit, sülfürik asit, test tüpleri, brülör, kömür, kostik soda.

Talimatlar

Bir test tüpüne bir miktar amonyum sülfat çözeltisi dökün ve alkol yakıcısında ısıtın. Daha sonra damla damla sodyum nitrit çözeltisi ekleyin. Bu ikisinin etkileşimi amonyum nitrit oluşumuyla sonuçlanacak ve bu da sıcaklıktan ayrışarak nitrojen açığa çıkaracak.

Ortaya çıkan nitrojen yabancı maddelerle kirlenecektir, bu nedenle onu saflaştırmak için bir çözeltiden geçirilmesi gerekir. Reaksiyonun gerçekleştiği test tüpünü, içine tüp yerleştirilmiş bir tıpa ile kapatın ve tüpün diğer ucunu, içine kükürtün döküldüğü ikinci test tüpünün tabanına indirin. Bazı yabancı maddeler ve nem sülfürik asit tarafından tutulacak ve nitrojen dışarı çıkacaktır.

Sıcak kömürden tekrar tekrar hava geçirildiğinde, hava onunla etkileşime girerek bir gaz oluşturur. Karbondioksit karışımı elde edeceksiniz. Bu karışımı bir sodyum hidroksit (kostik soda) çözeltisinden geçirin, karbondioksit, ile etkileşime giren kalacak ve çıktı nitrojen olacaktır.

Konuyla ilgili video

Faydalı tavsiyeler

Azotun daha iyi arıtılması için onu bir demir sülfat ve sıcak bakır çözeltisinden geçirebilirsiniz.

Protein insan vücudunda oldukça geniş bir yelpazede hayati işlevler gerçekleştirir. önemli işlevler. Oldukça ciddi ve çok yönlü bir sorun olmasına rağmen protein eksikliği sorunu sıklıkla ele alınmamaktadır.

Ve sebze olanla değiştirilebilir. Söylentilerin bolluğuna rağmen beslenme uzmanları tek bir görüşte hemfikirdir: Protein, vücudun inşası ve oluşumunun temelidir.

Protein fonksiyonları

Proteinler kasları, saçları, tırnakları, iç organları ve insan vücudunun diğer birçok bileşenini oluşturur. Gıdalarda tüketilen proteinler vücutta amino asitlere parçalanır ve bunlar daha sonra karaciğer tarafından vücudun kendi proteinlerine sentezlenir. İnsan vücudu bu amino asitlerin bir kısmını kendisi üretebilmektedir. en Amino asitler yiyeceklerle birlikte gelmelidir ve başkalarıyla değiştirilemez. Esansiyel asitler hayvansal proteinlerde bulunurken, bitki proteinleri daha zayıf bir amino asit grubuna sahiptir ve ne yazık ki bunların yerini tamamen tutamazlar. Böylece proteinler vücudun en önemli yapı fonksiyonunu yerine getirir.

Proteinlerin bir diğer görevi ise doğrudan katılım metabolizmada. Enzimlerin büyük çoğunluğu proteinlerden veya proteinlerin ve diğer bileşenlerin birleşiminden oluşur. Yani sindirim sistemi doğrudan proteinin vücuda alınmasına bağlıdır. Protein eksikliği ile diğer metabolizma türleri de bozulur. Böylece vücut sadece diğer şeylerin eksikliğinden değil aynı zamanda eksikliğinden de muzdariptir. temel maddeler(yağlar, karbonhidratlar, vitaminler, mineraller, eser elementler).

Ek olarak, proteinlerin bir taşıma işlevi vardır, yani vücudun faydalı elementleri (iyonlar, besinler ve diğer maddeler) taşımasına izin verirler. İnsan bağışıklık sistemi büyük ölçüde proteinlere dayanır. Antikorlar protein bileşiklerinden oluştuğu için vücuda bağışıklık koruması sağlarlar.

Proteinler yaşlanmayı geciktirir; bu, cildin yaşlanmasını önleyen kolajen ve elastin moleküllerinin kademeli olarak yenilenmesi nedeniyle oluşur.

Protein Nasıl Yenilenir?

Protein eksikliği sorunlarından kaçınmak için beslenmenize daha fazla dikkat etmeye başlamalısınız. Yaygın protein kaynakları tavuk, sığır eti ve yumurtadır. Ancak bitkisel proteini de ihmal etmemelisiniz. Bezelye, fındık, karabuğday gibi ürünlerden alabilirsiniz. Beslenme uzmanları, proteinin vücut tarafından yeterince iyi emilmesine izin vermedikleri için proteinli yiyecekleri patates, tahıl ve ekmekten ayrı olarak yemeyi tavsiye ediyorlar. Proteini haşlanmış veya taze sebzelerle birleştirmek kabul edilebilir.

Ancak aşırı proteinin istenmeyen sindirim sorunlarına yol açması nedeniyle vücuda protein yüklememeniz gerektiği unutulmamalıdır.

PROTEİNLER, nitrojen içeren, kompleks yapıya sahip yüksek moleküllü organik maddelerdir.

Moleküllerin bileşimi ve yapısı.

Bir protein, amino asitlerin karmaşık bir polimeri olarak düşünülebilir.

Proteinler tüm canlı organizmaların bir parçasıdır, ancak özellikle önemli bir rol oynarlar.

belirli protein türlerinden (kaslar,

dış dokular, iç organlar, kıkırdak, kan).

Bitkiler karbondioksitten proteinleri (ve bunları oluşturan a-amino asitleri) sentezler

Fotosentez nedeniyle CO 2 gazı ve H 2 O suyunun asimile edilmesi

diğer protein elementleri (azot N, fosfor P, kükürt S, demir Fe, magnezyum Mg)

Toprakta bulunan çözünebilir tuzlar.

Hayvan organizmaları çoğunlukla hazır amino asitleri yiyeceklerden ve bunların

vücutlarının proteinleri baz üzerine inşa edilmiştir. Bir dizi amino asit (esansiyel olmayan amino asitler)

Doğrudan hayvan organizmaları tarafından sentezlenebilir.

Proteinlerin karakteristik bir özelliği çeşitlilikleridir.

Moleküllerinde bulunan miktar, özellikler ve bağlantı yöntemleri

amino asitler. Proteinler biyokatalizörlerin - enzimlerin,

Vücuttaki kimyasal reaksiyonların hızını ve yönünü düzenler. İÇİNDE

Nükleik asitlerle kompleks büyüme ve iletim fonksiyonlarını sağlar

kalıtsal özellikler kasların yapısal temelini oluşturur ve

kas kasılması.

Protein molekülleri, tekrarlanan C(0)-NH amid bağlarını içerir.

peptid (Rus biyokimyacı A.Ya. Danilevsky'nin teorisi).

Dolayısıyla bir protein yüzlerce veya daha fazla madde içeren bir polipeptittir.

binlerce amino asit birimi.

Protein yapısı:

Her protein tipinin özel karakteri yalnızca uzunluk, bileşim ve

Molekülünde yer alan polipeptit zincirlerinin yapısı ve aynı zamanda bunların nasıl olduğu

zincirler yönlendirilmiştir.

Herhangi bir proteinin yapısında çeşitli derecelerde organizasyon vardır:

1. Bir proteinin birincil yapısı belirli bir amino asit dizisidir

polipeptit zincirinde.

Protein ikincil yapısı, polipeptit zincirinin katlanma şeklidir.

boşluk (amid grubunun hidrojeni -NH- ile arasındaki hidrojen bağı nedeniyle)

dört amino asitle ayrılan karbonil grubu - CO-

parçalar).

Bir proteinin üçüncül yapısı gerçek üç boyutlu bükülmüş konfigürasyondur

uzaydaki bir polipeptit zincirinin sarmalları (sarmal şeklinde bükülmüş bir sarmal).

Proteinin üçüncül yapısı spesifik biyolojik

Bir protein molekülünün aktivitesi. Proteinin üçüncül yapısı korunur.

polipeptit zincirinin çeşitli fonksiyonel gruplarının etkileşimi nedeniyle:

· kükürt atomları arasındaki disülfit köprüsü (-S-S-),

· ester köprüsü – karboksil grubu (-CO-) ile

hidroksil (-OH),

· tuz köprüsü - karboksil (-CO-) ve amino grupları (NH2) arasında.

Örneğin hemoglobin dört makromolekülden oluşan bir komplekstir.

Fiziksel özellikler

Proteinler büyük bir moleküler ağırlık(10 4 -10 7), birçok

proteinler suda çözünür, ancak kural olarak kolloidal çözeltiler oluştururlar.

inorganik tuzların artan konsantrasyonuyla birlikte düşer,

ağır metal tuzları, organik çözücüler veya ısıtıldığında

(denatürasyon).

Kimyasal özellikler

1. Denatürasyon - proteinin ikincil ve üçüncül yapısının tahrip edilmesi.

2. Proteine ​​kalitatif reaksiyonlar:

n biüre reaksiyonu: bakır tuzları ile muamele edildiğinde menekşe rengi

alkalin ortam (tüm proteinleri verin),

n Ksantoprotein reaksiyonu: etkilendiğinde sarı renk

konsantre nitrik asit, maruz kaldığında turuncuya dönüyor

amonyak (tüm proteinler sağlamaz),

n kurşun asetat eklenirken siyah bir çökeltinin (kükürt içeren) oluşması

(II), sodyum hidroksit ve ısıtma.

3. Proteinlerin hidrolizi - alkalin veya asidik bir çözelti içinde ısıtıldığında

amino asitlerin oluşumu.

Protein sentezi

Protein karmaşık bir moleküldür ve sentezi zor görev. İÇİNDE

Şu anda birçok sonlandırma yöntemi geliştirilmiştir [GMV1]

a-amino asitleri peptitlere dönüştürdü ve en basit doğal proteinleri sentezledi - insülin,

ribonükleaz vb.

Üretim için mikrobiyoloji endüstrisinin yaratılmasında büyük başarı

yapay gıda ürünleri bir Sovyet bilim adamına aittir

A.N.

Edebiyat:

“KİMYA” M., “KELİME” 1995.

G.E.Rudzitis, F.G.Feldman

“Kimya 11. Organik kimya”

M., “Aydınlanma”, 1993.

A.I.Artemenko, I.V. Tikunova

“Kimya 10-11. Organik kimya"

M., “Aydınlanma” 1993.