WITAMINY
ORGANICZNE ZWI
Ą
ZKI CHEMICZNE ,
ORGANICZNE ZWI
Ą
ZKI CHEMICZNE ,
KTÓRYCH ORGANIZM ZWIERZ
Ę
CY NIE
TWORZY, LECZ MUSI JE POBIERA
Ć
Z
POKARMEM
1
MARIA TYNEK 2013
WITAMINY
ORGANICZNE ZWI
Ą
ZKI CHEMICZNE ,
ORGANICZNE ZWI
Ą
ZKI CHEMICZNE ,
KTÓRYCH ORGANIZM ZWIERZ
Ę
CY NIE
TWORZY, LECZ MUSI JE POBIERA
Ć
Z
POKARMEM
1
MARIA TYNEK 2013
W 1912 roku, polski biochemik
Kazimierz Funk z łusek ryżu
otrzymał substancję, która leczyła
chorobę beri-beri
Kazimierz Funk
MARIA TYNEK 2013
2
Funk uznał tę substancję
za niezbędną do życia
Kazimierz Funk
(1884–1967)
3
MARIA TYNEK 2013
Witamina E
4
MARIA TYNEK 2013
Tokoferole naturalne – E 306
, ADI 0-2mg/kg masy ciała
Ekstrakt z oleju sojowego, zarodków pszenicznych , kukurydzianych,
ryżowych zagęszczonych próżniowo
Witamina A
5
MARIA TYNEK 2013
β-karoten
α-karoten
β-karoten
Witamina A
6
MARIA TYNEK 2013
Wzbogacanie w karoten - rośliny transgeniczne
WITAMINA D
7
MARIA TYNEK 2013
WITAMINA D
ciepło
R
R
R
280nm
Δ
5,7
sterol
(prowitamina D)
Prekalcyferol
(prowitamina D)
Kalcyferol
(witamina D
x
)
Witaminy grupy D powstają z odpowiednich prowitamin (10)
Charakterystyka : 2 sprzężone wiązania w pierścieniu B (Δ
5,7
)
różna struktura
R
8
MARIA TYNEK 2013
Tiamina
WITAMINA B
1
Ryboflawina
WITAMINA B
2
9
MARIA TYNEK 2013
Kwas nikotynowy
WITAMINA PP
10
MARIA TYNEK 2013
Cyjanokobalamina
WITAMINA B
12
11
MARIA TYNEK 2013
Jedyna bakteria, której biosynteza możliwa jest w
komórkach PROKARIOTYCZNYCH
(bakterie i archebakterie)
Wit. B12 … , a. Kośmider, k. Czaczyk, Żywność…., 2010,72,17-32
Produkty roślinne w ogóle nie zawierają witaminy B12.
specjalny szczep bakterii koji
zupa miso
WITAMINA B
12
MARIA TYNEK 2013
12
zupa miso
Pasta miso - soja +ryż
Występuje :
-w wątrobie i tkance mięśniowej
przeżuwaczy,
-owocach morza
gdyż produkują ją drobnoustroje.
Kwas L- askorbinowy
MARIA TYNEK 2013
13
Metoda otrzymywania
PRODUKCJA WITAMIN
1. SYNTEZA CHEMICZNA
2. EKSTRAKCJA Z NATURALNYCH ŹRÓDEŁ POCHODZENIA
Zwierz
ę
cego (w
ą
troba, tran, jaja)
Zwierz
ę
cego (w
ą
troba, tran, jaja)
Ro
ś
linnego ( łuski ry
ż
, oleje ro
ś
linne, szpinak,
cytrusy)
Mikrobiologicznego
(bakterie, dro
ż
d
ż
e
)
14
MARIA TYNEK 2013
15
MARIA TYNEK 2013
16
MARIA TYNEK 2013
WITAMINY POZYSKIWANE NA DRODZE
MIKROBIOLOGICZNEJ NA SKAL
Ę
PRZEMYSŁOW
Ą
1. Preparaty witamin grupy B
(B
1
, B
2
, H, PP, kwas foliowy, kwas pantotenowy)
2. Witamin
ę
B2
2. Witamin
ę
B2
3. Witamina B12
4. Prekursory witaminy A (
β
-karoten)
5. Prekursory witaminy D
2
(ergosterol)
17
MARIA TYNEK 2013
1. Autoliza dro
ż
d
ż
y 45-50
0
C, pH 6,0 – 6,5
•Peptydy
•Aminokwasy
•Witaminy
2. Ekstrakcja wodnym EtOH
PRODUKCJA WITAMIN
GRUPY B
(Saccharomyces cerevisiae)
•Ekstrakt
•Pozostało
ść
3. Destylacja pró
ż
niowa ekstraktu
Zag
ę
szczone do 60 %
witaminy grupy B
4. Osad przeznaczony do otrzymania ergosterolu
18
MARIA TYNEK 2013
PRODUKCJA WITAMIN
D2
(z osadu po witaminie
B
)
1. suszenie osadu
3. Zag
ę
szczenie ekstraktu alkoholowego
2. Ekstrakcja osadu rozpuszczalnikiem - EtOH
4. Zmydlenie tłuszczów
5. Ekstrakcja (eter etylowy, naftowy)
7. Na
ś
wietlanie ergosterolu w roztworze promieniami
UV, w warunkach beztlenowych
WITAMINA D
2
4. Zmydlenie tłuszczów
6. Krystalizacja
ERGOSTEROL
8. Oczyszczanie i krystalizacja witaminy D
2
19
MARIA TYNEK 2013
20
MARIA TYNEK 2013
Do drobnoustrojów syntetyzujących znaczące
ilości WITAMINY B2(mg/dm
3
) należą:
WITAMINA B2
MARIA TYNEK 2013
21
producent
mg/dm
3
Clostridium acetobutylicum
97
Escherichia coli
505
Candida flareri
567
Eremothecium ashbyii
2480
Ashbya gossipii
6420
Biotechnologia Żywności
B 12
MARIA TYNEK 2013
22
B12 -
Ogólna nazwa związków z
grupy kobalamin
Obejmuje 4 formy :
Cyjanokobalaminę –
jako podstawnik X
–
jon
CN
-
Hydroksykobalamina
-OH
Metylokobalamina
-CH3
Deoksyadenozylokobalamina
(koenzym B12)
- 5’-deoksyadenozyl
Wit. B12 … , a. Kośmider, k. Czaczyk, Żywność…., 2010,72,17-32
MARIA TYNEK 2013
23
W obecności wit B1 , amidu kwasu
nikotynowego lub kwasu nikotynowego
(grupa witamin B), powoli ulega
dekompozycji
MARIA TYNEK 2013
24
Aktywność cyjanokobalaminy zapewnia
dodatek Fe i SCN
Naturalni producenci kobalaminy to bakterie,
więc występują one w przewodzie
pokarmowym zwierząt , w glebie, nawozach
naturalnych, ściekach
PRODUKCJA WITAMINY B
12
na skal
ę
przemysłow
ą
jedynie na
drodze mikrobiologicznej
MARIA TYNEK 2013
25
drodze mikrobiologicznej
Producenci to
bakterie nale
żą
ce do gatunków:
Propionibakterium freudenreichii
Propionibakterium shermanii
Pseudomonas denitrificans
GRAS
Generally
Recognized As Safe
Aventis
Kwas L- askorbinowy
Gluconobacter oxydans.
Bacillus megaterium
MARIA TYNEK 2013
26
Metoda otrzymywania
1-chemiczno -mikrobiologiczna -7 etapowy proces Reichsteina
substrat D-glukoza
Optymalizacja syntezy zmierza w kierunku wykorzystania mieszanych
kultur mikroorganizmów i genetycznej modyfikacji szczepów.
2- konkurencyjna wobec w/w - z zastosowanie mieszanych kultur
mikroorganizmów, (Chiny) od 1969 r. i jest sukcesywnie doskona-
lona
PRODUKCJA WITAMINY B
12
Promieniowce (Streptomyces)
Bakterie (Pseudomonas)
1. Rozdrobnienie grzybni w
ś
rodowisku;
woda + kwas trójchloroctowy, pH = 3
2. Ogrzewanie (przej
ś
cie witaminy do fazy wodnej)
Metoda Polska
3. Filtracja
4. Zoboj
ę
tnienie przes
ą
czu
5. Adsorpcja witaminy na w
ę
glu aktywnym
6. Desorpcja witaminy, zag
ę
szczanie, oczyszczanie
27
MARIA TYNEK 2013
HORMONY STERYDOWE
Do najwa
ż
niejszych nale
żą
:
Hormony nadnercza – kortykosterydy
Hormony płciowe
ż
e
ń
skie -- estrogeny i
gastrogeny
Hormony płciowe m
ę
skie -- androgeny
Hormony tarczycy
Pochodne w/w to
ś
rodki
przeciwzapalne,
przeciwreumatyczne,
przeciwalergiczne
28
MARIA TYNEK 2013
DZIAŁANIE HORMONU STERYDOWEGO
1.
Odpowiednie receptory białkowe znajduje sie wewnątrz
komórki.
2.
Hormon przenika przez błonę komórkową i dociera do
receptora.
3.
Dopasowuje się i tworzy sie kompleks hormon-receptor .
3.
Dopasowuje się i tworzy sie kompleks hormon-receptor .
4.
Powstanie tego kompleksu powoduje aktywację genu i jego
ekspresję
5.
Powstaje nowe białko enzymatyczne –nowy enzym
6.
Nowy enzym wpływa na odpowiednie funkcje.
29
MARIA TYNEK 2013
Bulwy rośliny
Discorea mexikana
OLEJE ROŚLINNE
30
MARIA TYNEK 2013
31
MARIA TYNEK 2013
32
MARIA TYNEK 2013
kortyzol
korteksolon
WYBRANE ETAPY PRODUKCJI HORMONÓW STERYDOWYCH
prednizolon
progesteron
pregnenolon
SUROWIEC
STEROIDOWY
33
MARIA TYNEK 2013
WYBRANE ETAPY PRODUKCJI HORMONÓW STERYDOWYCH
1. Odszczepienie ła
ń
cuchów bocznych + utlenienie w
układzie pier
ś
cieniowym
(Mycobacterium, Arthobacter simplex, Corynebacterium)
2. Otrzymanie korteksolonu (przemiana chemiczna)
2’. Otrzymanie pregnenolonu (przemiana chemiczna)
2’. Otrzymanie pregnenolonu (przemiana chemiczna)
3. Utlenienie grupy hydroksylowej (Aspergillus,
Streptomyces)
4.
α
-hydroksylacja (Rizopus nigricans, Aspergillus
ochraceus)
4’.
β
-hydroksylacja (Curvularia, Absidia orchidis)
5. Odwodornienie (Bacilius lentus, Arthobacter simplex)
34
MARIA TYNEK 2013