Браззеин – это сладкий белок, выделяемый из плодов Pentadiplandra brazzeana, который в 500–2000 раз слаще сахара. Благодаря своим свойствам он представляет интерес для пищевой промышленности как натуральный низкокалорийный подсластитель. Однако природные источники ограничены, поэтому биотехнологическое производство в биореакторах становится оптимальным решением подробнее https://bio-rus.ru/oborudovanie/fermenteryi-i-bioreaktoryi.
В этой статье рассмотрим, как организовать синтез Браззеина — от лабораторных экспериментов до промышленного производства.
1. Лабораторный этап: выращивание микроорганизмов-продуцентов
Оборудование и материалы:
-
Лабораторный биореактор (1–10 л)
-
Шейкер-инкубатор
-
Стерилизатор (автоклав)
-
Система контроля pH, температуры, кислорода
-
Продуценты: E. coli, Pichia pastoris с геном Браззеина
-
Питательная среда (LB, YPD и др.)
Процесс ферментации:
-
Подготовка инокулята
Культивирование штамма-продуцента в колбах (24–48 ч). -
Загрузка в биореактор
Перенос инокулята в стерильный ферментер.
Условия: 25–37°C, pH 6–7, аэрация. -
Индукция экспрессии
Добавление индуктора (IPTG или метанол) для синтеза Браззеина. -
Сбор биомассы
Отделение клеток центрифугированием (через 24–72 ч).
Выделение и очистка Браззеина:
-
Лизис клеток – ультразвуковой или ферментативный.
-
Осаждение белка – сульфат аммония.
-
Хроматография – аффинная или ионообменная очистка.
2. Пилотный этап: масштабирование процесса
Используемое оборудование:
-
Стальные биореакторы объёмом 50–1000 л
-
Улучшенная система перемешивания и аэрации
-
Автоматизированный контроль параметров: кислород, pH, температура
-
Оптимизация питательных сред для снижения себестоимости
3. Промышленное производство
Особенности:
-
Ферментеры объёмом 10 000 л и более
-
Непрерывная ферментация для увеличения выхода
-
Мембранная фильтрация, HPLC для глубокой очистки
-
Лиофилизация – превращение в стабильный порошок
Преимущества биореакторного производства
✅ Высокая эффективность — больше белка по сравнению с растительными источниками
✅ Контроль качества — стабильные параметры = чистый продукт
✅ Экономия — снижение себестоимости при масштабировании
Биореакторный синтез Браззеина — перспективная технология для производства натуральных подсластителей. Она обеспечивает высокий выход, стабильность качества и открывает новые возможности в пищевой и фармацевтической промышленности. От стеклянных ферментеров до промышленных установок — технология уже готова к внедрению.