Актуальность работы. Одной из основных задач социально-экономического развития страны является обеспечение населения высококачественными веществами лекарственного и пищевого назначения.
Учитывая тенденцию роста численности населения , увеличения потребления лекарственных препаратов и необходимость расширения сырьевых источников для производства пищевых добавок, а также реальную ограниченность имеющихся природных ресурсов, задача разработки усовершенствованных методов получения сложных биологически активных веществ пищевого и медицинского назначения является актуальной.
В настоящее время в промышленном и опытно-промышленном масштабе выпускаются многие вещества, выделяемые из природного сырья животного происхождения, однако достижения биотехнологии последнего десятилетия, связанные прежде всего с созданием высоко¬эффективных процессов получения веществ сложного химического строения на базе селективных хроматографических методов и их сочетания с возможностями мембранной технологии, а также использование достижений генной инженерии, позволяют исследователям разрабатывать технологические процессы получения высокоочищен-ных веществ пищевого , медицинского и микробиологического назначения с достаточно высоким выходом из мало используемых видов сырья.
Учитывая тот факт, что увеличивающаяся потребность в биотехнологической продукции определяет постоянно возрастающие объемы производства и , следовательно, растет количество образующихся отходов, возникает настоятельная потребность в разработке не толь¬ко эффективных способов получения необходимых веществ, но и в обеспечении использования образующихся отходов, то есть комплексное решение организации производства по максимально замкнутому циклу.
Выбор объектов исследований определялся важностью получения сложных белковых и полисахаридных веществ природного происхождения для практических нужд. Так, гепарин является важнейшим антикоагулянтом крови, производство которого традиционно осуществлялось в нашей стране только из животного сырья пищевого назначения (легких крупного рогатого скота). Использование электрохимических свойств гепарина в условиях ионного обмена на синтетических ионитах
предопределяет возможность разработки высокоэффективной ионообменной технологии получения гепарина и других ценных мукополисахаридов. Способность генетически модифицированных клеток интенсивно продуцировать некоторые вещества обуславливает выбор в качестве источника получения БАВ генно-инженерных клеточных продуцентов. Использование промышленного штамма-продуцента рекомбинантного белка, включающего аминокислотную последовательность инсулина человека, предопределило возможность разработки процесса получения важнейшего антидиабетического препарата - инсулина человека, который необходим для сохранения жизни значительной доли населения, страдающей от заболевания диабетом. Изучение современных биотехнологических процессов с точки зрения уменьшения опасности для окружающей среды требует решения эко¬логических проблем, в том числе утилизации образующихся белковых отходов. В качестве объектов для изучения процессов гидролитической деградации выбраны мало используемые отходы, в том числе боенская кровь, а также остатки животной и микробной клеточной биомассы, остающихся после осуществления процессов выделения целевых БАВ.
Цель и задачи работы. Основной целью данной работы было исследование факторов, определяющих взаимосвязь физико¬химических и биохимических свойств белков, полисахаридов и продуктов их трансформации, разработка способов их получения из при¬родного и генетически модифицированного сырья для получения БАВ медицинского , микробиологического и пищевого назначения.
В соответствии с целью было необходимо решить следующие за¬дачи:
- изучить основные физико-химические процессы, обеспечивающие выделение БАВ белковой и полисахаридной природы из животной ткани и микробиологического сырья,
- исследовать зависимость основных показателей качества получаемых продуктов от операционных условий технологического про¬цесса,
- изучить и обосновать оптимальные операционные параметры по¬лучения веществ с заданными физико-химическими свойствами,
- разработать технологические схемы получения БАВ медицинского, микробиологического и пищевого назначения.
- разработать способы переработки белковых отходов животной ткани и клеточной биомассы.
Экспериментальные исследования проводились на кафедре химии и
биотехнологии Московского государственного университета леса, во Всесоюзном научно-исследовательском институте антибиотиков и во
4
Всероссийском научно-исследовательском институте мясной промышленности, отдельные разделы работы выполнялись в сотрудничестве с лабораторией технологии органопрепаратов ВНИИТКГП и кафедрой технологии полимеров МХТИ им. Д.И. Менделеева. Работы по теме диссертации проводились в соответствии с комплексной научно¬технической программой Минвуза РФ "Продовольствие" (1986-90 гг.), комплексными планами ГКНТ СССР и Российской научно¬технической программой 02.06 “Комплексные безотходные технологии переработки мяса. п. 05 “Разработать безотходные технологии переработки вторичных нетрадиционных продуктов” на 1992-1999 гг.