Биотехнологично производство 

на витамин В

Витамините са нискомолекулни 
органични съединения, които се 
съдържат в незначителни концентрации в 
организма като компоненти на ензимни 
системи, катализиращи съответните 
реакции.
Те не се синтезират в човешкия и 
животински организъм, поради което се 
налага да се набавят с храната.
Витамините от семейство В са тясно 
свързани един с друг и може да си 
представим като осем братя и сестри



Семейството на витамин В

•

Витамин В1 (тиамин)- способства за правилната работа 
на всички клетки в тялото ви, но най-вече на нервните. 
Важен е за мозъчната функция и особено за паметта. 
Необходим ви е за преобразуване на храната в енергия.

•

Витамин В2 (рибофлавин)- от жизнено важно значение е 
за нормален растеж и развитие, за нормални червени 
кръвни клетки и за производството на множество 
хормони.

•

Витамин В3 (ниацин)- спомага за освобождаването на 
енергията от храната до изработването на хормони за 
детоксикация на химични вещества.

•

Витамин В5 (пантотенова киселина)- работи в тясно 
сътрудничество с някой от другите В витамини за 
разграждане на мазнините, белтъчините и 
въглехидратите за получаване на енергия от тях. Той ви 
е нужен за синтезирането на витамин D, някой хормони 
и образуването на червени кръвни клетки.

Семейство на витамин В

•

Витамин В6 (пиридоксин)- основната работа на този 
витамин е да се усуква около вашите аминокиселини, за 
да се произведат над 50 хиляди белтъчини нужни за 
правилното функциониране на организма. Също така 
участва в производството на повече от 60 различни 
ензима.

•

Витамин В7(биотин)- взема участие в процесите по 
разграждане на мазнините, белтъчините и 
въглехидратите до вещества , които организмът ви може 
да усвои. Наричан е още витамин Н

•

Витамин В9 (фолиева киселина)- помага на клетките ви 
да растат и да се делят правилно- това е от съществено 
значение за предотвратяване на вродени дефекти. Също 
така е отговорен за производството на естествени 
химикали, които определят настроението ви, апетита и 
добрият ви сън.

•

Витамин В12 (кобаламин)- способства преработката на 
въглехидрати, белтъчини и мазнини и ги превръща в 
енергия. Необходим за здрави червени кръвни клетки, а 
също така и за защитната обвивка на нервните клетки.

Осигуряването на достатъчно количество 
витамини е проблем, който в съвременните 
условия не може да се реши само с 
използването на традиционните витаминни 
ресурси. Освен това витамините, техните 
коензимни форми и производни намират 
все по-широко приложение като 
лекарствени препарати за лечение на 
различни форми на хиповитаминози и 
авитаминози, както и при някои други 
заболявания. Тези обстоятелства налагат 
разработването на промишлени методи за 
получаване на витамини чрез изолирането 
им от естествени суровини, по синтетичен 
или биотехнологичен път. Успешната 
реализация на микробната биосинтеза за 
получаване на тези съединения се дължи 
до голяма степен на разшифроването на 
химизма на витаминогенезата.
Въпреки успеха на химичните методи за 
производство на тези биологично активни 
вещества, използването на микробната 
синтеза за някои витамини със сложна 
химична структура и много коензими остава 
единствен или най-ефективен подход. 

Витамин В2 (робофлавин)

ü

Структура. 

Рибофлавинът е 
съединение на 
изоалоксазина и 
алкохола рибитол 
(6,7-диметил-9-D-
рибитилизоалоксази
н). В чисто 
състояние 
рибофлавина 
представлява 
иглести оранжево-
жълти кристали, 
горчиви на вкус, със 
слаба разтворимост 
във вода, 
сравнително 
устойчив е на 
киселинни и 
температурни 
въздействия, но е 
нестабилен при 
алкално третиране и 
чувствителен към 
светлината. В 
неутрални водни 
разтвори той 
притежава 
интензивна жълто-
зелена 
флуоресценция с 
максимум при 
565nm.

noname01.s3d

ü

Биологично значение. Витаминната 
активност на рибофлавина се проявява 
само след фосфорилирането му. 
Реакцията на фосфорилиране, 
катализрана от флавокиназата, е 
практически необратима. Това улеснява 
запазването на витамина в клетката в 
необходимата форма. Рибофлавинът е 
компонент на два важни коензима- 
флавинмононуклеотид (ФМН) и 
флавинадениндинуклеотид (ФАД). С 
тях се образуват т. нар. флавопротеини 
или флавинови дехидрогенази , 
катализиращи оксидиращи процеси в 
клетките на организмите, към които се 
отнасят пренасянето на електрони 
между пиридиннуклеотидите и 
цитохромите, оксидиращото 
дезаминиране на аминокиселините, 
синтезата и разлагането на мастните 
киселини и др.

Промишлено получаване на 

рибофлавин

Продуценти

. Рибофлавинът се синтезира от много микроорганизми- 

бактерии, дрожди и плесенни гъби. Само някои микроорганизми 
изискват наличие на рибофлавин в хранителния субстрат, между които 
са млечно киселите бактерии, използвани за микробиологично 
определяне на витамина. Микроорганизми които могат да синтезират 
рибофлавин са:

ü

Clostridium acetobutylicum  

ü

Mycobacterium riboflavina

ü

Candida flareri

ü

Eremothecium ashbyii

ü

Ashbya gossypii

микроорганизъм

Добив на 

рибофлавин, mg/dm3

Допустима 

концентрация

на желязо, mg/dm3

Clostridium 
acetobutylicum

97

1-3

Mycobacterium 
riboflavina

200

не влияе

Candida flareri

567

0,04-0,06

Eremothecium ashbyii

2480

не влияе

Ashbya gossypii

6420

не влияе

ü

Clostridium acetobutylicum се използва за 
производството на ацетон и бутанол. След 
екстракция на органичните разтворители 
културалната течност заедно с биомасата 
се подава за сушене, при което се 
получава продукт, съдържащ до 8mg 
рибофлавин. Флавиногенезата при този 
продуцент е проучена сравнително добре, 
но неговото използване е свързано със 
затруднения, произтичащи от високата му 
чувствителност към наличието на железни 
йони в средата, което изключва 
възможността за използването на 
комплексни хранителни среди. Ето защо в 
полупромишлени инсталации се използват 
алуминиеви или стъклени биореактори. 
Отделянето на желязото от хранителните 
субстрати може да се постигне чрез 
прибавяне на свързващи го реагенти- α,α- 
дипиридил, натриев хидрогенсулфат с 
каталаза, CaCO3.

ü

Промишлено значение имат 
аскомицетните гъби Eremothecium ashbyii 
и Ashbya gossypii, които отделят витамина 
изцяло в хранителната среда. Първите 
разработки за получаване на витамин B2 
с тези продуценти са направени от 
Wickerham(1946), Tanner(1948), 
Pridham(1950)и Pfifer(1950). Според Hanus 
и Munk(1958) производствен щам, който 
дава висок добив на витамина, показва 
някои характерни свойства. Например, 
течната културална среда придобива 
жълт цвят, в нея се наблюдава средно 
развитие, характерни мицелни влакна и 
добро спорообразуване, хифите са с 
вакуоли и добре разклонени. Интензивно 
растящите щамове не дават добри 
добиви на рибофлавин. Върху твърда 
хранителна среда колониите са оранжево 
оцветени. Свръхпродукцията на витамина 
от тези микроорганизми може да се 
обясни с конститутивния характер на 
ензимите, катализиращи синтезата му. 

Недостатък на E. ashbyii е лесната загуба 
на високопродуктивните свойства с течение 
на времето, като наред с интензивно жълто 
оцветените колонии се появяват и 
бледожълти с нисък добив на рибофлавин. 
Освен това, хранителните среди за този 
продуцент са особено благоприятни и за 
развитието на странична микрофлора, най-
често B. subtilis.