Biotehnologia de Obținere a Xanthanului

1.Memoriu descriptiv și justificativ

Prin tema prezentată în acest referat mi-am propus să tratez biotehnologia de obținere a gumei xanthan și să detaliez procesele ce intervin.

Astfel am evidențiat microorganismele producătoare de xanthan, am prezentat mecanismul de biosinteză și aspectele biotehnologiei de obținere a acestui heteropololiglucid microbian. Deasemenea în lucrare am prezentat și schița de principiu a instalației de obținere a xanthanului prin fermentare în cultură discontinuă și schema de recuperarea Xanthanului din mediul de fermentare cu ajutorul izopropanolului.

Capitolul I

Istoric

Xanthanul a fost descoperit in 1940 de către Allene Rosalind Jeans și echipa sa de cercetare de la Departamentul de Agricultură a Statelor Unite, care l-au izolat din vegetalele infectate cu Xanthomonas campestris. El a fost primul poliglucid microbian obținut la nivel industrial.

Guma Xanthan este un heteropoliglucid anionic ,extracelular,

ramificat, constituit dintr-o unitate pentaglucidică care se repetă și care formează coloana vertebrală a glucanului, constituită din două reziduri de β-D glucozil, două reziduuri de D-manoză și un rest de acid D-glucuronic(figura 1).

Din punct de vedere chimic Xanthanul conține, în principal , D-glucoză (40%), D-manoză(22%), acid D-glucuronic(22%), acid piruvic (4%), grupări acetil(2%). Compoziția chimică a gumei xanthan diferă în funcție de tulpina Xanthomonas utilizată în procesul de biosinteză, de copmoziția mediului de cultură (sursa de carbon folosită, prezența și nivelul fosforului din mediu), de parametrii de fermentare și de timpul de cultivare.

Figura 1.Stuctura xanthanului.

Capitolul II

Microorganismele producătoare de xanthan

Există în natură peste 100 de specii de bacterii,aparținând genului

Xanthomonas, dintre care se remarcă tulpinile Xanthomonas campestris, X.phaseoli, X.carotae și X.malvacearum, ca buni producători de poliglucid extracelular.

Bacteriile din acest gen se prezintă sub formă de bastonașe drepte, scurte, predominant singure. Sunt bacterii G(–), aerobe cu metabolism strict respirator, folosind oxigenul ca acceptor terminal de electroni, sunt mobile, mobilitatea fiind asigurata de un singur cil polar. Nu denitrifică sau nu determinaă reducerea azotatului. Aceste bacterii se dezvoltă pe lactat de Ca, dar nu și pe glutamină, asparagina nefiind folosită ca sursă de carbon. Necesită factori de crestere cum sunt metionina, acidul glutamic, acidul nicotinic sau derivați ai acestora. Bacteriile din acest gen hidrolizează proteinele, iar unele tulpini celuloza și pectina. Temperatura optimă de dezvoltare este cuprinsă între 25-30℃. Nu se dezvoltă la temperaturi peste 40℃. În general sunt bacterii patogene pentru plante, excepție făcând Xanthomonas maltophila care este un patogen pentru om.