Substantiation of the development of technology for industrial production of B vitamins | Обоснование разработки технологии промышленного получения витаминов группы B

English. Modern technologies to produce vitamins B2 (riboflavin) and B12 (cyanocobalamin), involving the use of various producer strains or chemical synthesis are analyzed. The shortcomings of the chemical synthesis of vitamins and the difficulties that arise when using biotechnological synthesis are revealed. Based on the conducted studies, a schematic diagram of the biosynthesis of vitamins based on strains of Bacillus subtilis (to produce B2) and Pseudomonas denitrificans (to produce B12) is proposed. Nutritional media for growing strain cultures and fermentation are sterilized at t 121 deg. C for 20 min. The growing up of cultures is carried out at t 34-38 deg. C and aeration for 24 h (stirring mode 60-120 rpm). The grown-up cultures are transferred to media for fermentation, which is carried out at t 34-38 deg. C for 3-5 days (stirring mode 20-60 rpm). In the production of vitamin B2, further separation of the liquid fraction, isolation, and purification (sorption and recovery) of vitamin B2, its concentration and crystallization are carried out. In the production of vitamin B12 the fermentation is followed by separation and hydrolysis of cellular biomass, chromatographically isolation and purification of the vitamin, concentration of the collected fractions and crystallization. The introduction of the developed technologies will expand the production of vitamins B2 and B12 in the conditions of Russian enterprises.

Russian. Проанализированы современные технологии производства витаминов B2 (рибофлавин) и B12 (цианокобаламин), предусматривающие использование различных штаммов-продуцентов или химического синтеза. Выявлены недостатки химического синтеза витаминов и сложности, возникающие при использовании биотехнологического синтеза. На основании проведенных исследований предложена принципиальная схема биосинтеза витаминов на основе штаммов Bacillus subtilis (для производства B2) и Pseudomonas denitrificans (для производства B12). Питательные среды для подращивания культур штаммов и ферментации стерилизуют при t 121 град. C в течение 20 мин. Подращивание культур ведут при t 34-38 град. C и аэрации в течение 24 ч (режим перемешивания 60-120 об/мин). Подрощенные культуры переносят в среды, предназначенные для ферментации, которую проводят при t 34-38 град. C в течение 3-5 сут (режим перемешивания 20-60 об. мин). При производстве витамина B2 далее осуществляют сепарацию и отделение жидкой фракции, выделение и очистку (сорбция и воcстановление) витамина B2, его концентрирование и кристаллизацию. При производстве витамина B12 после ферментации проводят сепарацию и гидролиз клеточной биомассы, хроматографически выделяют и очищают витамин, проводят концентрирование собранных фракций и кристаллизацию. Внедрение разработанных технологий расширит возможности производства витаминов B2 и B12 в условиях российских предприятий.