Хімія і хімічна технологія
Крохмаль-також полімер глюкози, але з а-зв'язком, показаної на рис. 21-16, б. Крохмаль є стандартну форму. в якій зберігається глюкоза, що використовується в якості джерела їжі в рослинах і є основним джерелом запасеної сонячної енергії. Крохмаль накопичується в стеблах рослин, листках, коренях і насінні. Всі організми володіють ферментами, необхідними для засвоєння крохмалю. Першою стадією ферментації незалежно від того, відбувається вона в шлунку або в повному чані, є розщеплення крохмалю в глюкозу. Якщо довго потримати в роті хліб, він зрештою набуває солодкий смак. тому що ферменти нашої слини можуть перетворювати в цукор міститься в хлібі крохмаль. [C.312]
Але, може бути, напболее важливим застосуванням гиббереллинов до теперішнього часу є їх використання при приготуванні солоду. При цьому насіння ячменю пророщують протягом декількох днів. а потім такі пророслі насіння використовують для приготування середовища для дріжджової ферментації при пивоварінні. Мета пророщування насіння полягає в тому, щоб перетворити запасні речовини ендосперму в інші речовини. більш придатні в якості субстрату для росту дріжджів. Так, наприклад, крохмаль перетворюється в цукру під впливом таких гидролитических ферментів. як а-амілаза, що утворюється при проростанні в клітинах алейроновогошару (с. 148). У зв'язку зі стимуляцією гиббереллинами синтезу а-амілази (с. 148) обробка насіння ячменю гібберелловой кислотою прискорює образораііе солоду і дозволяє більш строго контролювати цей процес. Завдяки цьому економиться час і виходить більше продуктів. накопичуються в солоді. [C.225]
Біотехнологію можна визначити як спробу пристосувати частину однієї з природних фабрик для виробництва необхідного нам продукту. Один із способів досягти успіху - це виявити і задіяти ту частину фабрики, яка і так виробляє те, що нам потрібно. Біотехнологія такого роду використовувалася століттями. Прикладом може служити здійснювана за допомогою природних ферментів ферментація цукру у виробництві оцту і вина і крохмалю при випічці хліба. Але у сучасній біотехнології набагато більш честолюбні задуми. Вчені знаходять способи модифікації природних пакетів програм. які змусили б природні фабрики виробляє нові речовини. раніше не входили в їх номенклатуру. Щоб зрозуміти, як реалізуються такі задуми, розглянемо ДНК і властиві їй способи кодування інструкцій. Ми далі побачимо, як використовуються ці інструкції у виробництві білків. в тому числі і ферментів. Нарешті, ми обговоримо, як в природну ДНК вводять нові інструкції, щоб отримати новий пакет технічної документації. який ми називаємо рекомбінантної ДНК. [C.113]
Говорячи про Біокаталізу, не можна залишити поза увагою проблему переробки біомаси. В даний час в США лише відносно невелика частина всієї доступної біомаси перетворюється в корисні продукти методами біотехнології. Інтерес до переробки біомаси зростає, оскільки запаси викопного сировини, наприклад нафти, обмежені і непоновлювані. У той же час обсяг целюлозних матеріалів (рослинного походження), які можна було б піддати промисловій переробці. досить великий. Великомасштабна переробка біомаси вимагає щодо постійного джерела дешевої сировини. Технологічно меляса, кукурудзяний і пшеничний крохмаль і цукор цілком придатні для ферментації. Їх легко перетворити в глюкозу. Крім того, відомі мікроорганізми, які переробляють глюкозу у [c.122]
Прості цукру у вигляді сахарози (димарів глюкози і фруктози) безпосередньо ферментують в етанол. Вони, однак, містяться в достатній концентрації лише в невеликому числі рослин. перш за все в цукровій тростині і цукровому буряку. У деяких сільськогосподарських культурах (картоплі, кукурудзі та інших зернових) досить багато крохмалю, що представляє собою олігомер глюкози. У деревині і рослинних сільськогосподарських відходах цукру містяться у вигляді целюлози і геміцелюлози. Олігомери і полімери цукрів перед ферментацією перетворюють в моносахариди шляхом гідролізу [c.122]
Найстаршим виробництвом, в якому використовується ферментація, є пивоваріння. Пиво варять з ячмінного зерна. якому попередньо дають прорости, щоб крохмаль перетворився в цукор, наприклад в мальтозу. Цей процес називається соложеном. Для прискорення цього процесу. а також дня більш точного його регулювання використовують гібереліни (гл. 16). Крім того, щоб збільшити кількість що утворюється цукру, додають ряд інших ферментів. наприклад амилазу. Це в свою чергу призводить до підвищеного утворення спирту. В суміші присутній також азот, який вьщеляют при розщепленні білків. [C.74]
Що стосується етилового спирту як палива, то майже всі існуючі способи його виробництва засновані на переробці меляси. соку цукрової тростини. кукурудзяного крохмалю або ж в меншій мірі маніока. Зброджування - це лише одна зі стадій процесу крім нього сюди відносяться вирощування рослин. їх прибирання, перевезення на заводи, приготування сусла. зброджування, перегонка, зневоднення, денатурація, виготовлення сумішей і реалізація продукції. Крім того, доводиться вирішувати питання про видалення або переробки рідких відходів (кубових залишків). Зрозуміло, що розповісти про все це докладно тут неможливо, і тому ми звернемо увагу лише на ті сторони проблеми. які важливі в плані технічної здійсненності, балансу енергії і економіки, але в той же час стосуються і мікробіологічних аспектів роботи цієї системи. які можуть бути поліпшені біотехнологічними або іншими процесами. Їх можна розділити на дві групи. Перша пов'язана з природою сировини. в якому повинно міститися потрібну кількість зброджуваного цукру, одержуваного дешевим способом і при малих енерговитратах, а друга - з відгонкою спирту. В цьому останньому випадку можна зменшити витрати (як енергетичні, так і економічні), якщо підвищити концентрацію спирту в продукті ферментації. [C.61]
У промисловості найпростіші спирти отримують гідратацією алкенів. Алкен і водяну пару пропускають над відповідним каталізатором, таким, як фосфорна кислота. абсорбована на інертному матеріалі. Етанол і алкогольні апіткі виробляють ферментацією цукру. отриманого з фруктів або зерна. Наприклад, при виробництві пива в воду додають частково пророслу ячмінь (солод), і фермент діастаза гидролизует крохмаль до дисахарида мальтози. Потім додають дріжджі, і мальтоза гідролізується до глюкози (розд. 11.4). Глюкоза перетворюється в пировиноградную кислоту (гл. 15), яка Декар -боксіліруется і далі відновлюється з утворенням етанолу. [C.142]
Результати цього дослідження указьшают, що гени утилізації мелібіози сімейств МЕИ-МЕИ 1 і МЕИ2-МЕИ4, подібно родин полімерних генів ферментації інших цукрів - мальтози, сахарози і, можливо, а-метілглюкозіда і розчинної крохмалю (MAL, SU. MGL, STA) - ніколи не знаходяться на протилежних кінцях однієї хромосоми дріжджів. Ймовірно, протилежні кінці кожної хромосоми диференційовані специфічними послідовностями. які беруть участь в міжхромосомні теломерна переміщеннях генів ферментації цукрів відповідного сімейства. [C.15]
Ензими застосовуються для багатьох цілей в промисловості та медицині, а саме 1) У текстильній промисловості Діастат-етичні ензими застосовуються для перетворення крохмалю в декстрин при проклейке основи перед тканням, для видалення клею з проклеєних тканин і т. Д. Пектинові ензими застосовуються для видалення пектинів , білків і крохмалю з лляних і бавовняних тканин. Протеолітичні ензими вживаються для видалення клею з шовкових тканин. 2) Ензими, особливо протеази і ліпази, застосовуються під час дублення шкір, для видалення волосся і тканин. 3) Протеолитические ензими іноді застосовуються для зняття желатинового шару з фотографічних пластинок і плівок, щоб регенерувати срібні солі 4) Липаза застосовується у виробництві гліцерину і жирних кислот. 5) Багато ензими застосовуються для виготовлення напоїв наприклад, диастаз, мальтаза і зимаза використовуються для ферментації крохмалистих речовин і отримання спирту. пива і віскі инвертаза і зимаза застосовуються для ферментації патоки (меляси). 6) За допомогою протеолити-чеських ензимів часто освітлюють фруктові соки і сиропи, 7) діастазою і протеолітичні ензими грають важливу роль в хлібопеченні. 8) Реннін і протеолітичні ензими застосовуються в сироварінні. Існують також багато інших промислових застосування ензимів, в тому числі виготовлення пташиного корму, ферментація тютюну і какао, інвертування тростинного цукру. приготування сиропу з картоплі і т. д. [c.333]