Пример готовой курсовой работы по предмету: Химия
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава
1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСКОРБИНОЙ КИСЛОТЫ 7
Глава
2. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ 13
2.1.Сравнительный анализ метода Рейхштейна и биотехнологического метода промышленного получения аскорбиновой кислоты 13
2.2.Штаммы микроорганизмов, применяемые для биотехнологического производства аскорбиновой кислоты в промышленных масштабах 18
2.2.Стерилизация 22
2.3.Подготовка питательной среды 27
2.4.Оборудование 28
2.5.Ферментация 33
2.6.Получение L-аскорбиновой кислоты из 2-кето-L-гулоновой кислоты 35
2.7.Очистка технической до медицинской аскорбиновой кислоты 36
2.8.Продуктовый расчет стадии ферментации биотехнологической производства L-аскорбиновой кислоты, а именно синтеза 2-кето-L-гулоновой кислоты посредством культивации бактерий штамма Erwinia SHS-2011 в водной питательной среде 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 44
ПРИЛОЖЕНИЕ А 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 48
ПРИЛОЖЕНИЕ В 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 50
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 51
Выдержка из текста
ВВЕДЕНИЕ
Аскорбиновая кислота (витамин С) – это природное химическое соединение органической природы, обладающее выраженными антиоксидантными свойствами.
Еще в середине
1. века отмечали, что сок лимона помогает морякам, подвергшимся заболеванию под названием цинга. Первые упоминания об исследованиях витамина С относится к 1907 году, когда два норвежских врача обнаружили некий пищевой фактор, отсутствие которого вызывает авитаминоз у морских свинок, генетически восприимчивых к цинге.
Впервые о химически чистой аскорбиновой кислоте заговорили в период с 1928 по 1932 годы, когда венгерской группой ученых во главе с биохимиком Альбертом Сент-Дьёрди обнаружила, что именно отсутствие аскорбиновой кислоты в питании вызывает цингу. Первая аскорбиновая кислоты была выделена Сент-Дьёрди из надпочечников животных. Ученый подозревал, что выделенное вещество является противоцинготным фактором, но доказать этого не мог, пока в университете Питсбурга Чарльзом Гленом Кингом не были проведены соответствующие опыты.
Позднее было обнаружено, что аскорбиновая кислота содержится не только в животном материале, но и в растениях.
В 1933 году Норман Хаворт определил структуру аскорбиновой кислоты, её оптико-изомерные свойства, а в 1934 году впервые синтезировал этот витамин. В 1937 году Хаворт получил Нобелевскую премию, в том числе и за работы по выявлению строения аскорбиновой кислоты и ее синтезу.
Значение аскорбиновой кислоты в организме живых существ трудно переоценить. У человека аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессов, являясь участницей ряда сложных биохимических процессов. Так, аскорбиновая кислота способствует образованию коллагена, синтезу серотонина из триптофана, синтезу катехоламинов и кортикостероидов. Участвует витамин С и при превращении холестерина в желчные кислоты, детоксикации в гепатоцитах, нейтрализации высокооксидных радикалов до перекиси водорода. Кроме того аскорбиновая кислота принимает активное участие в стимуляции синтеза интерферонов, переводе железа из трехвалентной формы в двухвалентную, что способствует его всасыванию.
Недостаток же витамина С вызывает авитаминоз, проявляющийся в ослаблении иммунной системы, кровоточивости десен, замедлении восстановления тканей, утомляемости.
Впрочем, сейчас такое явление как цинга крайне редко, поскольку спектр продуктов питания, богатых витамином С очень велик. Овощи, фрукты, ягоды – незаменимый источник аскорбиновой кислоты. К сожалению витамин С не устойчив к высоким температурам, кислороду. В организме человека он практически не синтезируется.
Суточная доза витамина С составляет от
4. мг/сутки у младенцев до
9. мг/сутки у мужчин от
1. лет и старше.
Идея высоких доз витамина С в попытке повысить защитные свойства организма активно развивалась Лайнусом Полингом, но на данном этапе она не подтвердилась. Впрочем, существует несколько исследований о влиянии высокодозной терапии аскорбиновой кислотой на развитие рака. В частности группа ученых в работе «Фармакологические дозы аскорбиновой кислоты в качестве прооксидантной терапии и терапии снижения роста агрессивных опухолевых клеток ксенотрансплантантов у мыши» выявили, что у мышей, при введении 4 г аскорбиновой кислоты на килограмм веса в сутки снижает рост опухолей на 41-53% по сравнению с контрольной группой [27].
Впрочем, такие исследования малочисленны и на данном этапе наблюдается рост числа рекомендаций по снижению потребления витамина С заменой формулировкой «лечит» и «продлевает» на «способствует сохранению».
Производство аскорбиновой кислоты – давно изученный процесс, но подавляющее большинство технологий относится к химическому синтезу витамина. Между тем, все большие обороты набирает тенденция по разработке и реализации биотехнологических путей синтеза витамина С. Методики биотехнологического производства аскорбиновой кислоты подкупают меньшим количество химических реагентов, полным исключением различных органических растворителей. Однако, современные трудности такого производства заключаются в том, что микробиологические реакции трудно контролировать. Поэтому изучение биотехнологических путей промышленного синтеза аскорбиновой кислоты настолько актуально.
Цель нашей работы заключается в изучении возможностей биотехнологии в области синтеза аскорбиновой кислоты и поиске путей улучшения имеющихся технологических процессов.
Задачами нашей работы являются:
1. Изучение аскорбиновой кислоты как химического соединения, ее физических и химических свойств, применения в медицине;
2. Изучение всех стадий биотехнологического пути синтеза аскорбиновой кислоты;
3. Изучение возможностей по усовершенствованию биотехнологии получения аскорбиновой кислоты.
В первой главе нашей работырассмотрим физико-химические свойства аскорбиновой кислоты.
Вторая глава нашей работы будет посвящена биотехнологическому процессу промышленного получения аскорбиновой кислоты.
Список использованной литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Печатные издания
1. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / Под ред. А. А. Воробьева, А. С. Быкова. — М.: Медицинское информационное агентство, 2003.
2. Еренгалиев А.Е., Какимов А.К., Жаксыбаев А.М. Биотехнологическое оборудование. Учебное пособие. – Семипалатинск, 2006.
3. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. – М.: Мир, 2002. — 589 с.
4. Биохимия в схемах и таблицах: пособие для студ.биол. факультетов./сост. Семак В.И., Губич О.И., Кукулянская Т.А.. – Минск: БГУ, 2011. – 91 с.
5. Биохимия для технологов : учебник и практикум для академического бакалавриата / А. Л. Новокшанова. — М.: Издательство Юрайт, 2015. – 508 с. – Серия: Бакалавр Академический курс.
6. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.:Колос, 2004. – 296 с.
7. Бортников, И.И., Машины и аппараты микробиологических производств: Учебное пособие для вузов./ И.И.Бортников., А.М Босенко. – Минск: Высш. Школа., 1982. – 288 с.
8. Волова Т.Г. БиотехнологияНовосибирск. — Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. – 252 с.
9. Горбатюк, В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. / В.И. Горбатюк – М.: Колос, 1999. – 333 с.
10. Гореликова Г.А. Основы современной пищевой биотехнологии. У чебное пособие. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2004. – 100 с.
11. Егорова,Т.А. Основы биотехнологии. / Т.А. Егорова [и др.]
– М.: ACADEMA, 2003. – 208 с.
12. Касаткин А.Г. — Основные процессы и аппараты химической технологии Учебник для вузов — 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатано с изд.1973 г. — М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. — 753 с.
13. Макаров С.В., Никифорова Т.Е., Козлов Н.А. Основы биотехнологии Учебное пособие, ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет. – Иваново, 2005. — 48 с.
14. Морозкина Т.С. Витамины: Краткое руководство для враче и студентов мед.фармацевтических и биологическихспециальностей/ Т.С.Морозкина, А.Г.Мойсеёнок. – Мн.:ООО «Асар», 2002. – 112 с.; ил.
15. Перри Дж. Справочник инженера-химика в 2-х томах. Т.2. – Л.:Издательство «Химия»,1969 – 504 с.
16. Сартакова О.Ю. Основы микробиологии и биотехнологии В 2-х частях Учебное пособие в 2-х частях. – Барнаул, 2001 (ч.1), 2005 (ч.2).
17. Федосеев К.Г. Процессы и аппараты биотехнологии в химико-фармацевтической промышленности. – М.: Медицина, 1969. — 200 с.
18. Шлейкин А.Г., Жилинская Н.Т. Введение в биотехнологию: Учеб. пособие. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. – 95с.
Электронные ресурсы
19. Компания BIORUS®. Официальный сайт. – [Электронный ресурс].
– Режим доступа:http://www.bio-rus.ru/stati (дата обращения: 31.05.2016).
20. Патент №RU1190992, Шионоги энд Копод авторством Масахиро Танимото, Бундзи Кагеями, Сигео Яги, Такаясу Сонояма. «Способ получения 2,5-дикето- @ -глюконовой кислоты». – [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/119/1190992.html (дата обращения 12.06.2016).
21. Стивен Андерсон , Дэвид Р. Свет , Cara Маркс , Уильям Х. Rastetterпромежуточные продукты аскорбиновая кислота и ферменты процесса US 5008193 — https://www.google.kz/patents/US5008193.
22. Chotani, G. et al. (2000) The commercial production of chemicals using pathway engineering. Biochim. Biophys. Acta 1543, 434– 455 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016748380000234X .
23. Fowler, T. and Causey, S. (1998) Improved Enterobacteriaceaefermentation strains. World Intellectual Property Organisation (WIPO) Patent 98/59054.
24. Shinjoh, M. et al. (1990) L-Sorbose dissimilation in 2-keto-L-gulonic acid-producing mutant UV10derived from Gluconobacter oxydans IFO 3293.Agric. Biol. Chem. 54, 2257– 2263.
25. Anderson Stephen; Marks Cara Berman; Lazarus Robert; Miller Jeffrey; Stafford Kevin; Seymour Jana; Light David; Rastetter William; Estell David «Production of 2-Keto-L-Gulonate, an Intermediate in L-Ascorbate Synthesis, by a Genetically Modffied Erwinia herbicola»/ Science 1985-10-11. – [Электронный ресурс].
– Режим доступа:http://arch.neicon.ru/xmlui/handle/123456789/2616852(дата обращения 03.06.2016).
26. J.F. Grindley, M. A. Payton, Conversion of Glucose to 2-Keto-L-Gulonate, an Intermediate in L-Ascorbate Synthesis, by a Recombinant Strain of Erwinia citreus/ Appl. Environ. Microbiol. July 1988 vol. 54 no. 7 1770-1775. – [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://aem.asm.org/content/54/7/1770.short (дата обращения 02.06.2016).
27. Qi Chen, Michael Graham Espey, Andrew Y. Sun, Chaya Pooput, Kenneth L. Kirk, Murali C. Krishna,Deena Beneda Khosh, Jeanne Drisko, Mark Levine «Pharmacologic doses of ascorbate act as a prooxidant and decrease growth of aggressive tumor xenografts in mice». — [Электронный ресурс].
– Режим доступа:http://www.pnas.org/content/105/32/11105.short (дата обращения: 01.06.2016).
28. Robert D Hancock, Roberto Viola Biotechnological approaches for L-ascorbic acid production/Trends in Biotechnology 20(7):299-305, August 2002. – [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://tibtech.trends.com(дата обращения 02.06.2016).
