Vitamin

Công nghệ sản xuất vitamin từ vi sinh vật
3.1. Giới thiệu về vitamin
Vitamin là một chất hữu cơ không cung cấp năng lượng cho tế bào trong quá trình phát triển của tế bào.
Phân loại vitamin:

Vitamin hòa tan trong chất béo: A, D, E, K…

Vitamin hòa tan trong nước: B, C …
Thiếu Vitamin B12 dẫn đến sự rối loạn hệ thống thần kinh, tiêu hoá, độ axit của dạ dày giảm rất nhanh, màng dạ dày bị teo.
Năm 1929, các nhà khoa học phát hiện vitamin B12 có thể đẩy lùi được căn bệnh thiếu máu ác tính. Nhưng phải chờ tới 20 năm về sau, năm 1948, những giọt vitamin B12 tinh khiết đầu tiên trên thế giới mới được tách chiết.
Nhưng để có thể tách chiết được 10mg vitamin B12 thì cần phải dùng đến những 1.000 kg gan bò, như vậy một xí nghiệp dược phẩm muốn sản xuất 1 kg vitamin B12 thì cần phải dùng đến nguồn nguyên liệu là một số lượng bò khổng lồ, lên tới khoảng... 10 triệu con
3.2. Vitamin B12.
năm 1951, hai nhà khoa học Frieric và Berna đã phát hiện ra một kho vitamin B12 khổng lồ giấu ở một nơi bất ngờ nhất: bùn cống - một nguồn nguyên liệu vô cùng rẻ tiền và sẵn có để tổng hợp vitamin B12.
Tuy nhiên muốn tách chiết được vitamin B12 từ trong bùn thì phải tìm cách để loại bỏ được các tạp chất. Điều này là vô cùng khó khăn và tốn kém
Mang các con vi khuẩn thuộc họ me-tan từ trong bùn đen đến phòng thí nghiệm, loại bỏ các tạp chất và tìm xem loại vi khuẩn nào có thể tổng hợp được vitamin B12 có số lượng nhiều và trong thời gian nhanh nhất. Sau cùng họ đã lựa chọn ra được một loại vi khuẩn, chúng có cái tên Latinh là Propionnibacterium shermani.
các nhà khoa học Nga (từ thời Liên Xô) còn tìm ra cách hạ giá thành vitamin B12 xuống mức thấp hơn nữa nhờ sử dụng loại nguyên liệu phế thải của công nghiệp sản xuất axeton và rượu etylic.
Tính chất của vitamin B12
Vitamin B12 là những hợp chất hữu cơ có nguyên tử cobalt ở trung tâm, với tên gọi là những cobalamin và có hoạt tính sinh học trên cơ thể người.
Có công thực cấu tạo hoá học là: C­63H90N14O14PCo.
Thường ở dạng kết tinh, có kích thước rất nhỏ, màu sẫm đỏ, không có mùi và vị.
Hoà tan trong nước, trong các dung dịch trung tính, trong cồn.
Không hoà tan trong este, aceton, benzen, clorofoc.
Bền ở nhiệt độ cao.
Khi tiếp xúc với kim loại năng rất dễ mất hoạt tính. Chúng không bền trong ph kiềm.
Có trong gan và các bộ phận khác của động vật, nhưng lại không thấy ở các tổ chức thực vật bậc cao.
Công thức cấu tạo của vitamin B12
3.3. Vi sinh vật tham gia tổng hợp vitamin B12.
3.3.1. Vi sinh vật tham gia tổng hợp vitamin B12
Vi khuẩn Propionibacterium
Giống Propionibacterium sermanii là giống có nhiều ưu điểm nhất và có thể đưa vào sản xuất vitamin B12 theo quy mô công nghiệp.
Một số đặc điểm của Propionibacterium sermanii
Là trực khuẩn có kích thước nhỏ, trong thiên nhiên chúng thường xếp thành từng đôi hoặc từng chuỗi ngắn.
Chúng thuộc loại hiếu khí tuỳ tiện.
Có khả năng lên men acid lactic, glycerol, glucose, fructose, lactose.
Khoảng pH hoạt động là 4,5-7,5, pH tối ưu cho việc tổng hợp B12 là 5,8-7,5.
nhiệt độ thích hợp cho sinh tổng hợp vitamin B12 là 28-300C.
Các chất dinh dưỡng cho sự phát triển:
muối amon, nước amoniac, CoCl2 hoặc Co(NO3)2, Các kim loại thường làm giảm khả năng sinh tổng hơp B12 (Fe, Cu, Zn, Mn...)
3.3.2. Xạ khuẩn actinomyces
Trong các giống thuộc actinomyces có giống actinomyces olimacens có khả năng tổng hợp vitamin B12 cao hơn cả và được sử dụng để sản xuất vitamin B12 theo quy mô công nghiệp.
Một số đặc điểm của actinomyces olimacens:
Xạ khuẩn actinomyces olimacens thuộc lại hiếu khí
Chúng phát triển mạnh và sinh nhiều vitamin B12 trong môi trường chứa glucose, tinh bột, mật rỉ, bã rượu. Trong thành phần môi trường này cần cho các muối amon, coban và CaCO3
Sinh tổng hợp vitamin B12 chỉ xảy ra mạnh sau 24h nuôi cấy.
pH ban đầu của môi trường nên điều chỉnh khoảng 7. ở pha thứ nhất pH giảm xuống khoảng 6,5 và pha thứ 2 pH sẽ tăng lên 8,2-8,7.
Trong quá trình lên men phải thông khí.
Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và sinh tổng hợp vitamin B12 là 12-300C.
Thời gian lên men là 60-120 giờ
3.3.3. Vi khuẩn sinh metan
Trong thiên nhiên có rất nhiều loại vi sinh vật tham gia lần lược nhiều phản ứng sinh metan. Cùng với sự tạo thành khí metan vi sinh vật còn tổng hợp được số lượng vitamin B12 lớn.
Đặc điểm chung của vi khuẩn sinh metan:
Chúng thuộc vi khuẩn gram âm
Chúng không chuyển động
Không tạo bào tử
Thuộc loại kị khí bắt buộc.
3.4. Quy trình sản xuất vitamin B12
Một số sản phẩm của Vitamin B12
3.5. Kết luận
Ngoài vitamin B12, vi sinh vật còn tham gia sản xuất trên quy mô công nghiệp hàng loạt các vitamin khác như B2, D2, C, caroten (tiền vitamin A)... Bởi vậy có thể kết luận rằng, sự kỳ diệu của thế giới vi sinh vật trong tự nhiên đã giúp cho con người, kể cả động vật thoát khỏi nạn đói vitamin, nhờ đó mà thoát khỏi nhiều căn bệnh nguy hiểm.