Biosinteza proteinelor

Categoria: Referat Chimie

Descriere:
Obtinerea proteinelor prin intermediul microorganismelor cuprinde, in principal , urmatoarele etape: -dezvoltarea culturii initiale care serveste la insamantare (inocul); -prepararea si sterilizarea mediului de cultura ce contine sursele pentru cresterea microorganismelor; -procesul de fermentetie; -separarea si purificarea biomasei; -prelucrarea biomasei in vederea utilizarii in alimentatia animala si umana...

Realizarea industriala a fabricarii proteinelor prin biosinteza

Principalele etape ale procesului de biosinteza

Obtinerea proteinelor prin intermediul microorganismelor cuprinde, in principal , urmatoarele etape:

• dezvoltarea culturii initiale care serveste la insamantare (inocul)
• prepararea si sterilizarea mediului de cultura ce contine sursele pentru cresterea microorganismelor
• procesul de fermentetie
• separarea si purificarea biomasei
• prelucrarea biomasei in vederea  utilizarii in alimentatia animala si umana

1. Dezvoltarea culturii initiale (inocul)

Inoculul utilizat pentru initierea procesului de dezvoltare microbiana se prepara intr-un preinoculator de insamantare, de unde se trece in fermentatore continue, prevazute cu sisteme de agitare si de incalzire-racire . Natura, compozitia mediului nutritiv si conditiile de lucru sunt in functie de microorganismul utilizat.

2. Sterilizarea mediului de cultura

                In scopul devoltarii cu eicienta maxima a culturii de microoranisme, pentru asigirare unor conditii optime de dezvoltare, un rol deosebit de important il are sterilizarea locului de fermentatie.Cele mai bune rezultate s-au obtinut prin sterilizare termica, deoarece pe aceasta cale nu se introduc si nici nu se formeaza substante noi, care ar putea influenta negativ dezvoltarea microorganismelor.
Temperatura minima pentru o sterilizare eficienta este de 105^C. Tendinta actuala este de a efectua operatia de sterilizare in fulx continuu, la temperaturi ridicate dar in scurt timp.
Deoarece sterilizarea termica implica un mare consum de energie si deci cheltuieli mari se apeleaza tot mai mult la metode chimice , si anume, prin adaugarea unor substante antiseptice care insa sa nu altereze dezvoltarea microorganismelor.

3. Procesul de fermentatie

Biosinteza proteinelor in proces continuu la scara industriala este strans legata  de procesul de multipicare al biomasei,  respectiv de faza de fermentatie.       Aceasta a necesitat rezolvarea unor importante probleme tehnologice , legate de asigurarea transferului de masa, de alegerea unor conditii optime care sa duca la viteze si randamente mari in biomasa, eliminarea caldurii rezultate din fermentatie, limitare contaminarii, optimizarea compoziteti mediului nutritiv, recircularea mediului de nutritie.

5. Obtinerea derivatilor proteici din masa celulara.

Biomasele rezultate prin fermentatia microbiologica pe baza de levuri, bacterii si mucigaiuri, desi au o valoare biologica ridicata, nu se pot utiliza in canditati mari in alimentatia umana directa, datorita atat prezentei membranei celulare cat si proprietatilor gustative necorespunzatoare.
Pentru  a obtine produse cu calitati superioare se folosesc urmatoarele tehnici:

Autoliza: procesul de descompunere a celulelor prin hidroliza enzimatica, care foloseste enzime endocelulare proprii.
Hidroliza : proces similar cu autoliza dar se folosesc agenti chimici in loc de enzime (acizi sau baze).
Din  hidoliza care se desfasoara la temperaturi ridicate in mediu acid rezulta produsi cu gust excelent, dar o serie de aminoacizi (ex. tripofanul) sunt distrusi in mediul acid. Acest lucru se poate evita efectuand hidroliza in mediu bazic.
O alta tehnica  ce se aplica in vederea obtinerii de concentrate proteice se bazeaza pe extractia in mediu bazic a proteinelor din biomase, urmata de precipitarea acestora cu acizi.
O problema de actualitate care preocupa  pe cercetatori este obtinerea de proteine de biosinteza texturate, care sa imite carnea de pasari, porcine sau bovine.
Este binecunoscut faptul ca alimentele texturate au calitati gustative superioare celor netexturate.
Cele mai utilizate metode de texturare sunt bazate pe filare si extrudere termoplastica.Prin adaugare de condimente , arome, coloreanti si alti componenti nutritivi, se pot obtine produse texturate care sa posede aroma si culoarea dorita.
Metoda de texturare prin extrudere termoplastica este mai avantajoasa din punct de vedere economic. In procesul de extrudere concentratele proteice, separate din biomasa, in amestecuri cu diferite adaosuri, se introduc intr-o instalatie de extrudere in care se realizeaza temperaturi si presiuni relativ ridicate. Si pe aceasta cale se obtin produse cu structuri asemanatoare celor din regnul animal sau vegetal.

Bibliografie      

Obtinerea proteinelor prin biosinteza din materii prime petrochimice , Ioan Anghelache, Ed Stiintifica si Enciclopedica, Colectia Stiinta penru Toti nr.44