Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів

1. Мікроорганізми – продуценти ліпідів.

2. Поживне середовище для одержання ліпідів.

3. Умови культивування.

Під ліпідами слід розуміти всі розчинні в неполярних розчинниках клітинні компоненти мікроорганізмів. У наш час ведуться пошуки нових джерел одержання жирів, у тому числі й на технічні потреби. Цим джерелом можуть стати мікроорганізми, ліпіди яких після відповідної обробки придатні для використання в різних галузях промисловості: медичній, хіміко-фармакоцевтичній, лакофарбовій, шинній й інших, що дозволить замінити значні кількості жирів тваринного й рослинного походження.

Технологічний процес одержання мікробних ліпідів, на відміну від одержання білкових речовин, обов'язково включає стадію виділення ліпідів із клітинної маси методом екстракції в неполярному розчиннику (бензині або ефірі). При цьому одержують одночасно два готових продукти: мікробний жир (біожир) і знежирений білковий препарат (біошрот).

Сировиною для цього процесу є ті ж середовища, що й для виробництва кормової біомаси. У процесі культивування мікроорганізмів на різних середовищах утворюються три класи ліпідів: прості, складні ліпіди і їхні похідні.

Прості ліпіди – нейтральні жири й воски. Нейтральні жири (основні запасні компоненти клітини) – ефіри гліцерину й жирних кислот, основна маса яких триацилглицериди (є ще й моно- і дигліцериди). Воски – ефіри жирних кислот або моноооксикислот й аліфатичних спиртів з довгим вуглецевим ланцюгом. За структурою й властивостями близькі до нейтральних ліпідів. Найбільшу кількість нейтральних ліпідів синтезують дріжджі й міцеліальні гриби. Прості ліпіди знаходять застосування як технологічні масла в процесах холодної й теплової обробки металів. Продуцентами складних ліпідів є в основному бактерії.

Складні ліпіди діляться на дві групи: фосфоліпіди й гліколіпіди. Фосфоліпіди (фосфогліцериди й сфінголіпіди) входять до складу різних клітинних мембран і беруть участь у переносі електронів. Їхні молекули полярні й при рН 7,0 фосфатна група несе негативний заряд. Концентрат фосфоліпідів знаходить застосування як антикорозійна присадка до масел й як добавка при флотації різних мінералів. Гліколіпіди на відміну від фосфоліпідів не містять молекули фосфорної кислоти, але також є дуже полярними сполуками за рахунок наявності в молекулі гідрофільних вуглеводних груп (залишків глюкози, манози, галактози й ін.).

До похідних ліпідів відносять жирні кислоти, спирти, вуглеводні, вітаміни Д, Е и К. Жирні кислоти представлені насиченими й ненасиченими з одним подвійним зв'язком кислотами нормальної будови й парним числом вуглецевих атомів (пальмітинова, стеаринова, олеїнова). Серед дієнових жирних кислот можна виділити лінолеву. Подвійні зв'язки в ненасичених жирних кислотах мікробних ліпідів часто розташовуються так, що ділять їх на частини, число вуглецевих атомів у яких кратне трьом. Очищені монокарбонові кислоти із числом вуглецевих атомів 14 – 18 знаходять широке застосування в миловарній, шинній, хімічній, лакофарбовій й іншій галузях промисловості.

Спирти, які є у ліпідах, діляться на три групи: спирти із прямим ланцюгом, спирти з β-іоновим кільцем (вітамін А и каротиноїди), а також стерини – ергостерин, опромінення якого ультрафіолетовим світлом дозволяє одержувати вітамін Д₂).