Инновационная технология получения витамина В12 - препарата для поддержания здоровья человека

Павлович Т.В.

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВИТАМИНА В12 – ПРЕПАРАТА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Белорусский государственный технологический университет, г. Минск

Аннотация: в статье представлена технология получение витамина В12, предназначенного для медицинского применения. Процесс основан на микробиологическом синтезе с использованием штамма бактерий Pseudomonas fluorescens BKM В-2224Д. Использование данного штамма, а также нанофильтрации на стадии выделения продукта позволило оптимизировать технологию получения витамина В12, снизить затраты на покупку сырья и электроэнергии, а также увеличить качество выпускаемого продукта.

Ключевые слова: витамин В12, цианокобаламин, Pseudomonas fluorescens BKM В-2224Д, культивирование, нанофильтрация

Витамины – низкомолекулярные органические соединения, которые в очень низких концентрациях выполняют в организме человека жизненно важные функции, чаще каталитические и регуляторные.

Витамин В12 представляет собой группу кобальтсодержащих биологически активных веществ, состоящих из атома кобальта, двух связанных с кобальтом лигандов, тетрапиррольного кольца коррина и аминопропанолового мостика. В истинном витамине В12 (цианокобаламине) верхним лигандом является цианогруппа. Ее место могут занимать другие заместители: группа ОН – оксикобаламин, СН3 – метилкобаламин, 5-дезоксиаденозил −  аденозилкобаламин и др. При этом образуются производные витамина, обладающие биологической активностью для человека и животных.

Роль витамина В12 для организма заключается во множестве функций, включающих участие витамина в синтезе некоторых незаменимых аминокислот, миелина, холина, метионина, а также кобаламин стимулирует функцию костного мозга (который отвечает за гемопоэз), способствует образованию гема в эритроцитах. Витамин В12 может участвовать в поддержании сульфгидрильных (SH) групп в восстановленной форме, необходимой для многих SH-активируемых ферментных систем. Благодаря этим реакциям витамин В12 связан с жировым и углеводным обменом и синтезом белка.

Применяется В12 в медицине и ветеринарии при гипо- и авитаминозах витамина. Показаниями к применению являются:

− хронические анемии, протекающие с дефицитом цианокобаламина;

− заболевания нервной системы (радикулиты, травмы переферических нервов, детский церебральный паралич, болезнь Дауна и др.);

− кожные заболевания (псориаз, дерматит);

− хронический гепатит, цирроз печени, печеночная недостаточность;

− острая лучевая болезнь.

Часто прием добавок с витамином В12 показан для приверженцев вегетарианского и веганского образа жизни по причине недостаточного потребления продуктов, содержащих В12 или неупотребления их вовсе.

Химический синтез цианокобаламина осуществлен, но отличается большой сложностью и включает 70 стадий. Поэтому в настоящее время витамин В12 в промышленности получают исключительно биосинтетическим путем из таких организмов, как акциномицеты, водоросли одноклеточные, а также из фото- и метанообразующих бактерий.

Предлагаемая технология получения витамина В12 основана на микробиологическом синтезе и включает в себя следующие этапы: получение посевного материала, культивирование продуцента, отделение бактериальной массы и экстракция из нее витамина, превращение его в цианокобаламин, выделение и очистка продукта до уровня 98% (для медицинских целей), кристаллизация, сушка.

В качестве продуцента выбран штамм бактерий Pseudomonas fluorescens BKM В-2224Д, полученный путем многоступенчатой селекции. Указанный штамм характеризуется следующими признаками: факультативный аэроб, температурный оптимум 30oC, оптимум pH 7,0-7,2.

Изначально посевной материал получают в пробирках на агаризованной среде. Среда для получения посевного материала имеет следующий состав: меласса (6-12%), двуосновной фосфат аммония (0,01-0,1%), кобальт хлористый 0,001-0,003%, магний сернокислый (0,1-0,3%), марганец сернокислый (0,01-0,05%), цинк сернокислый (0,002-0,02%), 5-6-диметилбензилимидазол (0,001-0,003%), вода (до 1000 л), рН среды - 7,0. После получения посевного материала в пробирках производят засев качалочных колб. Для этого в колбу объемом 250 мл с объемом среды 50 мл вносят культуру из пробирки в количестве 0,1%. Выращивают культуру при температуре 30oС в течение 48 часов. Полученной культурой в дозе не менее 0,1% засевают стерильную питательную среду в посевном аппарате. Условия ферментации: постоянное перемешивание, температура 28-32oС, при подаче воздуха 0,2-0,5 л/л среды в мин в течение 40-60 часов до оптической плотности больше 0,2.