Искусственные белкиспособы получения и области применения

Крупномасштабное культивирование микроорганизмов как прямой источник белка для питания человека и животных рассматривалось в качестве способа решения проблемы нехватки пищи, в Германии уже во время Первой мировой войны. Были разработаны технологические процессы культивирования пивных дрожжей, которые после обработки и высушивания добавляли в супы и колбасы. Во время Второй мировой войны эти процессы уже были хорошо отработаны. Достаточно упомянуть всевозможные разновидности сыра, а также продукты, получаемые путём ферментации соевых бобов. И в первом, и во втором случае питательной основой является белок. При выработке этих продуктов при участии микробов происходит глубокое изменение свойств белоксодержащего сырья. В результате получают пищевые продукты, которые можно дольше хранить (сыр) или удобнее потреблять (соевый творог).
Кроме того, белки имеют постоянный и воспроизводимый состав, их легко витаминизировать, добавлять необходимые микроэлементы; их также легко изготовлять в виде гранул или таблеток, их хранение осуществляется намного легче, чем хранение растений или других кормов.
Идея получить микробный белок, который по своему аминокислотному составу, пищевым качествам приближался бы к естественному продукту, а то и превосходил его, родилась около 30 лет назад. Представлялись два направления получения белка: для пищи человека и для кормления животных. Второе направление уже полностью освоено. На специальных предприятиях с помощью микроорганизмов получают кормовой белок и другие продукты с целью ликвидации острого белкового дефицита в кормах сельскохозяйственных животных. Оказалось, что микробный белок богат незаменимыми аминокислотами (лизин, треонин, триптофан, метионин, изолейцин, фенилаланин, тирозин). Небольшая добавка его резко улучшает корм.
Все это говорит об актуальности выбранной темы и необходимости её исследования.
Объектом курсовой работы являются искусственные белки.
Предмет исследования – технология производства и применение искусственных белков.
Целью курсовой работы является изучение процесса производства искусственного белка и использование его как прямого источника питания для человека и животных.
Для решения поставленной цели были решены следующие задачи:
- рассмотреть технологию производства искусственного белка;
- проанализировать практическое применение искусственного белка;
- сделать выводы по итогам исследования.
Структура работы содержит введение, основную теоретическую часть, заключение и библиографический список. Основная часть курсовой работы содержит две главы и пять разделов. Библиографический список содержит в себе периодику, справочные издания и научную литературу.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ИСКУССТВЕННЫЙ БЕЛОК. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
1.1 Продуценты белковых веществ
1.2 Субстраты для получения белка
1.3 Получение белка в микробном производстве
Глава 2 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ БЕЛКОВ

2.1 Практическое применение каталитической реакции белков
2.2 Промышленное использование белковых веществ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Микробная клетка способна за сутки переработать огромную массу питательных веществ, в 40 раз превышающую её собственную. Необычайная скорость размножения, возможность синтезировать в больших количествах самые разнообразные вещества и вызывать биохимические процессы, которые не могут осуществлять клетки животных и высших растений , - все эти свойства микробов превращают их в непревзойдённых производителей многих ценных продуктов. И прежде всего белка, который по своему аминокислотному составу, пищевым качествам приближается к естественному продукту, а иногда и превосходит его.
По многим важным показателям биомасса микроорганизмов может обладать весьма высокой питательной ценностью. В немалой степени эта ценность определяется белками: у большинства видов они составляют значительную долю сухой массы клеток. На протяжении десятилетий активно обсуждаются и исследуются перспективы увеличения доли белка микроорганизмов, в общем балансе производимого во всем мире белка.
Производство такого белка связано с крупномасштабным выращиванием определённых микроорганизмов, которые собирают и перерабатывают в пищевые продукты. Чтобы осуществить, возможно, более полное превращение субстрата в биомассу микробов, требуется многосторонний подход. Выращивание микробов в пищевых целях представляет интерес по двум причинам. Во-первых, они растут гораздо быстрее, чем растения и животные: время удвоения их численности измеряется часами. Это сокращает сроки, нужные для производства определённого количества пищи. Во-вторых, в зависимости от выращиваемых микроорганизмов в качестве субстратов могут использоваться разнообразные виды сырья.
Исходя из этого, можно сделать следующие выводы:
1. Производство белка является перспективным направлением создания прямых источников питания для человека и животных;
2. Установлено, что белок, полученный синтетическим путем, обладает высокой питательной ценностью.
3. Выявлено, что для получения белка микробной клетки не требуются значительные затраты. В качестве источников вещества и энергии микроорганизмы используют самые разнообразные субстраты - нормальные парафины и дистилляты нефти, природный газ, спирты, растительные гидролизаты и отходы промышленных предприятий.

1. Азаев, М.Ш., и др., Искусственные микобактериалъные частицы и вакцинная противотуберкулезная композиция на их основе, in Патент №2242245, кл. МПК AG1K39/04, опубл. БИ№19 от 20.12.04 г. 2003: РФ.
2. Азаев, М.Ш., и др., Получение искусственных микобактериальных частиц и исследование их иммуногенных свойств. Биотехнология, 2004(4): р. 34-40.
3. Анна Александровна Тагер. Физико-химия полимеров. Москва. Госхимиздат. 2013 г. 528 с.
4. Артеменко А.И., Тикунова И.В. Химия М., “Просвещение” 1993.
5. Баркан Я. Г. Органическая химия. Учеб, пособие для вузов. «Высш. школа», 2013. 552 с. с илл.
6. Башаров М.А. (2012). Имеют ли значение искусственные белки в решении проблемы сворачивания белков? Биофизика, 47, 989-995.
7. Безруков М.Г. «Принципы выделения и регулирования свойств белка из биомассы одноклеточных.» Автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора хим. наук. Москва, 2009 г
8. Биотехнология. Производство белковых веществ. В.А.Быков, М.Н.Манаков и др. Москва «Высшая школа», 2011 г.
9. В.А. Быков, М.Н. Манаков, В.И. Панфилов, А.А. Свигцов, Н.В. Тарасова. ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ: Учеб. Пособие/ М. «Высшая школа», 2011. - c.10
10. Волькенштейн М. В. Биофизика: Учеб, руководство, 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Наука. Под. ред. физ.-мат. лит.,/ 2010—592 с., пл.
11. Гранденберг И.И. Органическая химия // М.: Высшая школа, 1987. – 480 с.
12. Грачева И. М., Гаврилова Н. Н., Иванова Л. А. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. — М.: Пищевая пром-сть, 2010. — 287с.
13. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия.// М.: Колос, 2012, с.384
14. Долгих Д.А., Кирпичников М.П., Птицын О.Б., Федоров А.Н., Финкельштейн A.B., Чемериз В.В. (1992). De novo белки с заданной пространственной структурой: новые подходы к дизайну и анализу. Молекулярная биология, 26, 1242-1250.
15. Доценко О.Н., Садова В.В. Функционально-технологические характеристики белкового продукта дрожжевой биомассы.// Изв. вузов. Пищ. технол. 2012,№ 2-3, с.25
16. Дрикис Я. К. Агротехника, урожайность и химический состав галеги восточной в чистом виде и в травосмеси. Козлятник восточный — проблемы возделывания и использования: тезисы 1-го Всесоюзного научно-производственного семинара. Челябинск, 1991. С. 18-20.
17. Жеруков Б. X., Магомедов К. Г. Козлятник восточный — высокобелковая кормовая культура. Нальчик, 2003. 134 с.
18. Исаев Л. П. Повышение содержания белка в кормовых смесях. М. : Россельхозиздат, 1078. 233 с.
19. Калашников Е.Я., Николаева Н.М. //Сб.: Вопросы биохимии и технологии пищевого производства. Харьков. 2013, №5, с.29
20. Комов и Шведова, “Биохимия”, 2004
21. Крашенинников И.А., Комар A.A., Аджубей И.А. (1989). Роль избыточности кода в котрансляционном сворачивании белков. Биохимия, 54, 187-200.
22. Крашенинников И.А., Комар A.A., Аджубей И.А. (1989). Частота использования кодонов мРНК и кодирование доменной структуры белков. Доклады Академии Наук СССР, 305, 1006-1012.
23. Кубарев В. А. Больше внимания высокобелковым культурам // Кормопроизводство. 1998. № 10. С. 16—18
24. Кульман Август Густавович ОБЩАЯ ХИМИЯ. Изд. 2-е, перераб/М.«Колос», 19GS. 576 с. (Учебники и учёб. пособия для с. х. учёб. заведений).
25. Кутузова А. А. и др. Роль биологического азота в повышении продуктивности пастбищ и сенокосов // Интенсификация лугопастбищного хозяйства. М.: Агропромиздат. С. 58-63.
26. Лебедев Л.Р., АзаевМ.Ш., Туманов Ю.В., Сизов A.A., Ильичев A.A., Татьков С.И. Искусственные микобактериальные частицы для иммунизации против туберкулеза // Докл. АН СССР. - 2002. - 387. - С. 272-275.
27. Магомедов К. Г. Высокопродуктивный травостой с подсевом козлятника восточного в дернину: сб. материалов Экологическая политика и устойчивость развития регионов. Пенза, 2009. С. 176-178.
28. Магомедов К. Г. Козлятник восточный — источник белка в присельских пастбищных угодьях: материалы международной НГ1К Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира. Майкоп, 2001. С. 198-199.
29. Мамонтов С.Г. Биология для поступающих в вузы // М.: Дрофа, 1997. – 477 с.
30. Микеладзе Г.Г. Нетрадиционные пути получения пищевых белков.// Пищевая и перерабатывающая промышленность. 2015, №10, с.42
31. Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н., Бердутина A.B. Свойства и применение белковых гидролизатов (обзор).// Прикладная биохимия и микробиология. 2010, т.36, №5, с.525-534
32. Нечаев А.П, Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А, Колпакова В.В., Витол И.С, Кобелева И.Б. Пищевая химия, учебник, Спб, Гиорд, 2011-592с
33. Овчинников, Ю.А., и др., Мол. биол., 1984. 18: р. 48-59.
34. Петренко В.А., Татьков С.И., Болдырев А.Н., Семенова Л.Н., Сиволо-боваГ.Ф., Каргинов В.А. Экспериментальная модель и возможный молекулярный механизм индуцированного делеционного мутагенеза // Докл. АН СССР. — 1996.-290.-С. 249-253.
35. Перт Дж. «Основы культивирования микроорганизмов и клеток», 2014, Мир, Москва
36. Петренко В. А., Татьков С.И., СеменоваЛ.Н., Сиволобова Г.Ф., Болдырев А.Н., Колокольцов A.A., Ерошкин А.М., Куличков В.А. Антивирусное действие мутантных интерферонов. Новый подход к исследованию структурно-функциональной организации интерферонов // Биоорган, химия -1987. -13. -С. 259-262.
37. Петренко В.А., Карпенко Л.И., Татьков С.И., Смирнова О.Ю., Кузьми-чеваГ.А., Ильичев A.A. Мутагенез, индуцированный фосфотриэфирными аналогами олигонуклеотидов и направленный на места разрыва двуспиральной ДНК // Молекуляр. генетика, микробиология и вирусология. - 1991. - 10. -Р. 19-22.
38. Петренко В.А., Кузьмичева Г.А., Татьков С.И., Красноборов ИИ, Поздняков П.И., Ильичев A.A., Батурина ИИ, Хомов В.В. Исследование механизмов мутагенеза, направленного фосфотриэфирными аналогами олигонуклеотидов. Роль репарации в закреплении мутаций // Молекуляр. биология. -1990.-24.-С. 468-471.
39. Петренко В.А., Кузьмичева Г.А., Татьков С.И., Красноборов И.И., Ильичев A.A., Батурина И.И., Майстренко В.Ф., Цитович A.B., Долинная Н.Г., Ша-барова З.А. Мутагенез, направленный неприродными аналогами олигонуклеотидов. I. Участие рибонуклеотидных звеньев в репарации и репликации ДНК // Молекуляр. биология. - 1990. - 24. - С. 1341-1344.
40. Петренко В.А., Кузьмичева Г.А., Татьков С.И., Красноборов И.И., Ильичев A.A., Друца В.Л., Пурмаль A.A., Шабарова З.А. Исследование мутагенных свойств олигонуклеотидов, содержащих пирофосфатное звено, с помощью мутационной системы на основе фага М13 // Молекуляр. биология. — 1991. — 25.-С. 1546-1548.
41. Петренко В.А., Татьков С.И. Структурно-функциональная организация лейкоцитарного интерферона // Молекуляр. биология. — 1990. - 24. — С. 1495-1503.
42. Петренко В.А., Татьков С.И., Ерошкин А.М., Болдырев А.Н., Поздняков П.И., Сиволобова Г.Ф. Определение первичной структуры мутантных генов лейкоцитарного интерферона-альфа2 человека // Биоорган, химия. -1988. -14.-С. 810-814.
43. Петренко, В.А, и др. Исследование механизмов мутагенеза, направленного фосфотриэфирными аналогами олигонуклеотидов. Роль репарации в закреплении мутаций. Молекуляр. биология, 1990. 24(2): р. 460-466.
44. Петренко, В.А, и др. Исследование мутагенных свойств олигонуклеотидов, содержащих пирофосфатное звено, с помощью мутационной системы на основе фага Ml3. Молекуляр. биология, 1991. 25(6): р. 1539-1545.
45. Петренко, В.А, и др. Мутагенез, направленный неприродными аналогами олигонуклеотидов. I. Участие рибонуклеотидных звеньев в репарации и репликации ДНК. Молекуляр. биология, 1990. 24(5): р. 1332-1338.
46. Потапов В.М. Органическая Химия // М.: Просвещение, 1976. – 376 с.
47. Промышленная микробиология: Учеб, пособие для вузом I по спец. «Микробиология» и «Биология»/3. А. Аркадьева, А. М. Безбородов, И. Н. Блохина и др.; Под ред. М. С. Егорова. — М.: Высш. шк., 2014. — 088 с.: ил.
48. Радиоактивные индикаторы в химии. Основы метода. Учеб, пособие для ун-тов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 2015. 327 с. с ил.
49. Рошкова 3.Н. « Получение и применение дрожжевых белковых продуктов пищевого назначения //Хранительная промышленность». 2011, №1, с.25.
50. Светлов М.С., Колб В.А., Спирин А.С. (2007). Фолдинг люциферазы светлячков с иммобилизованным С-концом. Мол. Биол., 41, 96-102.
51. Северин Е.С. Биохимия // М.:ГЭОТАР – МЕД , 2004. – 784 с.
52. Смирнова О.Ю., Татьков С.И., Ильичев A.A., Петренко В.А. Введение статистических мутаций в строго определенный район генома с помощью модифицированного олигонуклеотида // Молекуляр. биология. - 1992. - 26. -С. 179-184.
53. Смирнова О.Ю., Татьков С.И., Петренко В.А., Ильичев A.A., Сандах-чиев Л.С. Мутантные гамма-интерфероны человека с измененным С-концом и их свойства // Докл. АН СССР. - 1994. - 337. - С. 405^06.
54. Степаненко Б. Н. Курс органической химии: Учебник для студентов вузов. 3-е изд., переработ. и доп.— М.: Высш. школа, 2009.—432 ил.
55. Татьков С.И. Исследование структурно-функциональной организации лейкоцитарного «2-интерферона методом направленного мутагенеза: Дис. ... канд. хим. наук: (03.00.04 - биохимия) / Мин-во мед. и микробиол. пром-сти СССР, Всесоюз. НИИ молекуляр. биологии. - Новосибирск, 1986. - 200 с.
56. Татьков С.И., Сиволобова Г.Ф., Кочнева Г.В., Решетников С.С., Цивков-ский Р.Ю., Серпинский О.И. Экспрессия гена гибридного белка гамма-интерферона и альфа-фетопротеина человека в клетках Е. coli II Молекуляр. биология. - 1996. - 30. - С. 1299-1306.
57. Татьков С.И., Смирнова О.Ю., Цивковская И.О., Кищенко Г.П., Ильичев A.A., Петренко В.А., СандахчиевЛ.С. Мутантный гамма-интерферон человека с повышенной антивирусной активностью // Докл. АН СССР. — 1996. -346.-С. 413-414.
58. Татьков С.И., Смирнова О.Ю., Цивковский Р.Ю., Ильичев A.A. Гамма-интерфероны человека с измененным С-концом и их свойства // Молекуляр. биология.- 1995.-29.-С. 1095-1101.
59. Татьков С.И., Цивковский Р.Ю., Батурина И.И., Смирнова О.Ю. О мутагенной активности Ш-(4-аминобутокси)-2'-дезоксицитидин-5'-трифосфа-та // Молекуляр. биология. - 1995. - 29. - С. 301-307.
60. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У., Биология: В 3-х т. Т.З: Пер. с англ./Под рсд. Р. Сопера 3-е изд., — М.: Мир. 2014. — 451 с., ил.
61. Теоретические основы биотехнологии. Биохимические основы синтеза биологически активных веществ. / Бутова С. Н., Типисева И. Л., Эль-Регистан Г. И. под общей редакцией И.М. Грачевой.// - М.: Элевар, 2013. 551 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).
62. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая Химия // М.: Дрофа, 2006. – 542 с.
63. Федоров А.Н., Юркова М.С., Гудим Е.А., Тоневицкий А.Г. (2003). Создание и характеристика рибосомных комплексов, несущих вновь синтезированный белок Е2 вируса гепатита С. Аллергия, астма и клиническая иммунология, 7, 41-44.
64. Ферменты (основы химии и технологии). Цыперович А. С. «Техника», 2011,360 стр.
65. Финкелыитейн А.В., Птицын О.Б. (2002). Физика белка. Издательство Книжный Дом, Университет, Москва.
66. Цивковский Р.Ю., Гражданцева A.A., Кочнева Г.В., Сиволобова Г.Ф., Бондаренко В.Н., Константинов А.П., Татьков С.И. Изучение адъювантных свойств гамма-интерферона в составе гибридного белка ИФН-АФП // Иммунология. - 1999. - 5. - С. 30-33.
67. Ягафарова Г. Г. Микроорганизмы - продуценты биологически активных веществ: Учеб, пособие / М.: Химия, 2012.— 201 с.