БИОТЕХНОЛОГИЯ ПОУЧЕНИЯ ВИТАМИННЫХ ПРЕПАРАТОВ

В методике выделяют следующие отрасли, соответствующие уровням преподавания: методика начального обучения изобразительному искусству, методика обучения изобразительному искусству в средней школе, методика обучения изобразительному искусству в вузе; методика организации изобразительной деятельности детей дошкольного возраста; методика изобразительного искусства на углубленном уровне обучения. Хотя между названными отраслями методики существуют различия, все эти ветви методики опираются на единые закономерности искусства, дидактики и психологии.

Методика начального обучения изобразительному искусству-отрасль методики преподавания изобразительного искусства. Изучает со­держание, методы, формы и эффективность обучения- предмету в 1-1\ (подготовительных - III) классах. Выделилась как самостоятельная отрасли в отечественной методике с последней четверти XX века. Представлена именами Б.М. Неменского, Б.П. Юсова, В.Н. Полунина, И.М. Сокольнико­вой, B.C. Кузина, Т.С. Комаровой, И.Н. Глинской, Н.Н. Ростовцева, Е.В. Шорохова, В.Н. Данилова, Л.В. Сергеенко, Н.Д. Минц, В.В. Курчевского, Н. А. Ветлугиной и др.

Методика обучения изобразительному искусству в средней школе- отрасль методики преподавания изобразительного искусства. Изучает содержание, формы, эффективность, особенности преподавания изобрази­тельного искусства как общеобразовательного предмета в средней школе. В отечественной педагогической науке как отдельная отрасль сформиро­валась со второй половины XIX века. Отечественная М. представлена име­нами Г.А. Гиппиуса, В.В. Алексеевой, Н.Н. Волкова, Е.С. Кандахчана, Н.Н. Ростовцева, Е.В., B.C. Кузина, Е.В. Шорохова, Т.Я. Шпикаловой, Б.М. Йеменского, B.C. Щербакова, И.М. Сокольниковой, Е.Е. Рожковой и др

Методика обучения изобразительному искусству в профессио­нальной (высшей) школе- отрасль методики преподавания изобрази­тельного искусства. Имеет наибольшую в сравнении с другими отраслями методики историю развития. Наиболее исследованная область методики на теоретическом и эмпирическом уровнях. Изучает содержание, методы, формы и эффективность обучения живописи, рисунку, композиции буду­щих художников и художников-педагогов, методику формирования и раз­вития у них разнообразных знаний, умений, навыков, способностей и т.д. Отечественная М. представлена именами М.В. Алпатова, К.Ф. Юона, Н. П. Крымова, Н.Н. Волкова, Б.Г. Смирнова, В.Г. Беды, Д.Н. Кардовского, А.И. Сапожникова, Д.И. Прейслера, П.П. Чистякова, B.C. Кузина, Н.Н. Ростовцева, А.В. Терентьева, И.Б. Шешко, Е.В. Шорохова и др.

Методика обучения изобразительному искусству на углубленном уровне- отрасль методики преподавания изобразительного искусства. Изучает содержание, формы, эффективность, особенности допрофессионального обучения изобразительному искусству с расширением объема и содержания занятий. В настоящее время М. в значительной степени освоена на эмпирическом уровне, в связи с широкой практикой организации классов с углубленным изучением предмета. На теоретическом уровне М. исследована пока недостаточно.

Методика организации изобразительной деятельности детей до­школьного возраста- отрасль методики преподавания изобразительного искусства. Изучает методы и приемы развития зрительных впечатлений детей-дошкольников, формирование интереса к занятиям изобразительным искусством, формирование простейших умений восприятия искусства и эстетического в объектах действительности и изобразительной деятельности. М. предполагает развитие художественной, эстетической, изобразительной активности детей, занимается вопросами создания эстетической визуальной среды детей. В арсенале средств - использование приемов игровой деятельности на занятиях изобразительным искусством, занимательность форм занятий, использование разнообразных материалов, техник, приемов и видов работ.

1. Основные понятия методики преподавания изобразительного искусства: содержание обучения, закономерности художественно-эстетического образования, развивающий потенциал культурной среды, средства обучения.

2. Теория и опыт - взаимосвязанные источники развития методики преподавания изобразительного искусства как науки.

3. Методы и этапы научного исследования в методике преподавания изобразительного искусства.

Методика обучения всегда целенаправленна. В современной школе ее цель — не только вооружить учащихся знаниями и навыками, но и воспитать активных, инициативных членов общества. Следовательно, в методике обуче­ния надо видеть и практическую и теоретическую стороны дела, понимать роль и значение каждой из них.

Методика преподавания искусства как наука теоретически обобщает практический опыт работы, предлагает такие методы обучения, которые уже оправдали себя, которые дают наилуч­шие результаты. Методика основывается на научных данных педагогики, психологии, эстетики и искусствоведения. Она формулирует правила и законы обучения изобразительному искус­ству, указывает современные методы воспитания подрастающего поколения.

Практическая методика изучает сам процесс обучения и вос­питания. Изучение и приобретение навыков педагогической рабо­ты требует известных способностей и наклонностей, так как эта область педагогики является искусством, искусством трудным, сложным и очень ответственным.

Искусство преподавания приобретается в процессе практи­ки, долголетнего творческого труда.

Преподавательская работа по своей природе — деятельность творческая, живая. Учитель имеет дело с людьми и работать по трафарету, по шаблону не может. Даже тогда, когда учитель нашел удачный педагогический прием, он должен каждый раз его творчески оживлять, разнообразить. П. П. Чистяков писал: «Скажите чудную остроту, и все в восторге; повторяйте ее сорок лет каждый день и каждому, отупеете сами и надоедите всем, как бог знает что... Все, что однообразно и бесконечно повторяется, как бы оно ни было хоро­шо вначале, под конец становится тупо, недействительно, рутин­но, просто надоедает и умирает».

В зависимости от приобретенных учащимися знаний и навы­ков, в зависимости от общего их развития методика может меняться.

Методика как искусство преподавания состоит в том, что педагог умеет правильно подойти к ученику, сразу увидеть, в чем он нуждается, и вовремя оказать ему помощь. Изложение учеб­ного материала должно быть простым и ясным. Более того, зада­ча преподавателя состоит в том, чтобы сложные понятия раскры­вать перед учениками в наиболее простой и доступной форме.

Искусство преподавания требует очень многого: и знания самого предмета, и усвоения основных положений педагогики, психологии, физиологии, и понимания закономерностей методики организации учебно-воспитательного процесса, и умения творчески использовать все эти знания в практике преподавания. Повышение педагогического мастерства неразрывно связано с любовью педагога к своей деятельности.

Как известно, И. Е. Репин без большой охоты взялся за педа­гогическую работу, но когда он с ней познакомился ближе, то говорил о ней с восхищением: «Группа моих учеников — очень милые молодые люди, общение с ними, общее наше стремление составляет теперь самое лучшее из моих развлечений».

Изучение вопросов методики дает возможность учителю рисования правильно строить педагогический процесс, основываясь на дидактических принципах, формах и методах преподавания, которые указаны общей педагогикой. Кроме того, освоение методики дает возможность подчинять учебный процесс единой линии, определяемой философией диалектического материализма, программой воспитания и образования молодого поколения.

Быстрое и прочное усвоение основ изобразительной грамоты обусловливается, прежде всего, правильным методическим подходом. В XVIII веке великий французский энциклопедист Д. Дидро говорил, что страна, в которой учили бы рисовать так, как учат читать, превзошла бы скоро все страны во всех искусствах.

Методическое руководство при обучении рисованию помогает ребенку быстрее усвоить правила построения реалистического рисунка, разобраться в закономерностях строения натуры. В результате правильно проводимого обучения школьники быстрее привыкают к самостоятельности, у них повышается интерес к знанию, к науке, рождается стремление к дальнейшему совершенствованию в рисовании. А все это говорит о том, что педагогу, помимо умения хорошо рисовать, необходимо еще хорошо изу­чить те формы и методы обучения, которые дают наилучшие результаты.

Современная методика преподавания рисования была выработана не сразу, до этого методика прошла сложный путь развития. Методы преподавания менялись в результате борьбы мнений, смены художественных направлений, изменения принципов обучения.

Для успешного овладения методикой в первую очередь необходимо критически использовать все лучшее, что было достигнуто за предыдущие эпохи. Методику преподавания рисования в прошлом нужно изучить как с практической, так и с теоретической стороны, выяснить, что было в старых системах преподавания положительного, и вместе с тем отметить отрицательные стороны обучения, неприемлемые с нашей точки зрения.

Методика как предмет изучения рассматривает особенности работы педагога с учениками. Здесь важное значение имеют способы обучения, расположение учебного материала (учебный план, программа), принципы обучения и, наконец, цели и задачи учебно-воспитательной работы в целом.

Под словом методика мы имеем в виду прежде всего совокупность рациональных (эффективных) приемов обучения и воспитания. Это специальный отдел педагогики, который изучает правила и законы построения учебно-воспитательного процесса. В этом смысле методика может быть 1) общей — в ней рассматриваются способы и приемы обучения, присущие всем предметам, и 2) частной — здесь имеют в виду способы обучения, примени­мые к какому-нибудь одному учебному предмету.

Поскольку приемы преподавания вырабатываются в соответствии с материалом преподавания, то в каждом школьном предмете имеются свои особенности методики обучения. В данном пособии мы рассматриваем методику преподавания изобразительного искусства в средней общеобразовательной школе.

Под методом обучения мы понимаем способ работы педагога с учениками, при помощи которого достигается лучшее усвоение учебного материала и повышается успеваемость. Выбор методов обучения зависит от учебных целей, а также от возраста учащихся.

В педагогической литературе встречается также термин «прием». Приемы обучения -это отдельные моменты, из которых складывается метод обучения.

Из совокупности приемов и методов обучения, объединенных общим направлением, складывается система обучения Ярким примером системы обучения изобразительному искусству может служить педагогическая система П. П. Чистякова.

Конечно, в живом процессе преподавания у каждого педагога вырабатывается своя методика работы, однако она не может быть произвольной, случайной, Индивидуальная система каждого педагога должна быть построена в соответствии с общими задачами школы, целями и направлением современного развития изобразительного искусства. Кроме того, индивидуальная педагогическая система и методика работы должны быть на уровне современной педагогики. Наша педагогика требует таких методов обучения, которые объективно знакомят учащихся с природой, с реальной действительностью.

Методика как наука занимается выработкой наиболее целесообразных методов обучения и воспитания, устанавливает правила и законы построения учебного процесса и с помощью психолого-педагогических методов экспериментальных исследований предлагает новые методы преподавания. Объектами научных исследований здесь могут быть и учащиеся, и преподаватели, содержание и объем учебных заданий, учебных программ

Поскольку основным объектом научных исследований в области методики преподавания является школьник, то, естественно, здесь нельзя обойтись без таких наук, как психология, физиология, эргономика, и ряда других отраслей наук, тесно связанных с деятельностью человека.

Итак, методика преподавания изобразительного искусства как наука теоретически обобщает практический опыт работы, предлагает такие методы обучения, которые уже оправдали себя и дают наилучшие результаты. Методика основывается на научных данных педагогики, психологии, эстетики и искусствоведения. Она формулирует правила и законы обучения изобразительному искусству, указывает современные методы воспитания подрастающего поколения.

Практическая методика изучает сам процесс обучения и воспитания. Изучение и приобретение навыков педагогической работы требует известных способностей и наклонностей, так как эта область педагогики является искусством, искусством трудным, сложным и очень ответственным.

Искусство преподавания приобретается в процессе практики, долголетнего творческого труда.

Многим кажется, что преподавание - настолько простое и легкое дело, что ему и учиться не надо, достаточно лишь знать свой предмет, в особенности художнику. Но это не так. Можно быть прекрасным художником, писателем, ученым, но плохим педагогом. Многие большие художники, выступая в качестве педагогов, оказывались неудачниками только потому, что недооценивали роль методики преподавания. Не зная основных положений методики, они считали педагогическую работу тяжким бременем и спешили от нее избавиться, так и не познав самой сути искусства преподавания, не испытав радости творческих поисков и неожиданных открытий.

Отмечая это явление в среде своих товарищей, выдающийся русский художник-педагог П. П. Чистяков писал: «Не в пику я это говорю, а в доказательство того, что не всякий, кто работает порядочно, может быть и учителем хорошим». Между тем овладеть методикой преподавания может каждый, было бы к тому желание и стремление, в особенности сегодня, когда педагогическая наука так много сделала в помощь молодым начинающим педагогам. Однако овладеть одновременно высоким мастерством сразу в двух видах искусства - в преподавании и в живописи редко кому удавалось и удается.

В преподавании, как и во всяком искусстве, требуются вдохновение, интуиция, находчивость, творческий подход к делу. Иногда учителю надо оживить урок, внести какие-то изменения, а иногда и перестроить экспромтом весь урок в связи с неожиданно возникшей обстановкой. Например, излагается новый материал, но данный класс не усваивает его, материал оказывается непосильным для этого состава учеников. Учителю приходится умело вернуться к старому и подавать новый материал небольшими дозами, увязывая его со старым. В этом смысле работу педагога можно сравнить с творчеством композитора. Как композитор при импровизации во время звучания первых аккордов начинает создавать и развивать мелодию, искать новое, наиболее красивое и выразительное звучание, так и преподаватель часто во время изложения материала перестраивает учебный процесс, согласуя его с реакцией класса; он начинает изыскивать новые, наиболее эффективные методы изложения материала.

Вот это умение владеть учебным процессом, умение вовремя, иногда экспромтом, перестроить свой урок и требует особого искусства. Здесь очень важно быть находчивым, не выпускать учеников из поля зрения, все время привлекая их внимание к основной теме урока, комбинируя теоретическое изложение с показом иллюстративного материала.

Преподавательская работа по своей природе деятельность творческая, живая. Учитель должен творчески подходить к делу, так как он имеет дело с живыми людьми, и работать по трафарету, по шаблону не может. Это мы видим даже тогда, когда педагогу приходится повторить одно и то же дважды. Например, учащиеся рисуют с натуры куб. Учитель объясняет, как следует методически последовательно строить изображение, на плоскости, как анализировать форму предмета и как использовать результаты анализа в рисунке. Для наглядности преподаватель показывает таблицу методической последовательности построения изображения, обращается к классу с вопросами, дает ответы, поясняет изображения. Только после этого учащиеся приступают к работе. Однако, обходя класс, учитель замечает, что многие не справляются с заданием. Тогда он останавливает работу учащихся и снова сосредоточивает внимание всего класса на основной теме урока. Однако методика изложения учебного материала становится иной. Учитель уже не только подробно разъясняет каждый этап работы, но и рисует, предмет на доске, показывает технику работы.

Методика требует от педагога живого, эмоционального, творческого подхода к делу. Даже тогда, когда учитель нашел удачный педагогический прием, он вынужден каждый раз его творчески разнообразить. П. П. Чистяков писал: «Скажите чудную остроту, и все в восторге; повторяйте ее сорок лет каждый день и каждому, отупеете сами и надоедите всем, как бог знает что… Все, что однообразно и бесконечно повторяется, как бы оно ни было хорошо вначале, под конец становится тупо, недействительно, рутинно, просто надоедает и умирает. Нужно жить, шевелиться, хотя на одном месте, да шевелиться».

Методика как искусство преподавания состоит в том, что учитель должен уметь правильно подойти к ученику, сразу увидеть, в чем он нуждается, и вовремя оказать ему помощь. Изложение учебного материала должно быть простым и ясным. Более того, задача учителя состоит в том, чтобы сложные понятия раскрыть перед учениками в наиболее простой и доступной форме.

В особенности это необходимо, когда речь идет о научных положениях искусства, которые неизвестны учащимся. Педагог знакомит школьников с терминологией, помогает понять содержание формулировок.

Мало объяснить и показать тот или иной прием работы -.надо добиться того, чтобы этот прием был хорошо усвоен. А это требует от учителя большого мастерства. Чтобы ученик тебя хорошо понял, недостаточно одного разъяснения и показа, - нужно еще суметь увидеть, почувствовать, как ученик воспринимает учебный материал, как он реагирует на твои слова и действия. Должен возникнуть психологический контакт между учеником и учителем, они должны хорошо понимать друг друга. По выражению лица, глаз, по движениям ребенка учитель видит, доходит до него то, в чем идет речь, или нет. Давать в данном случае какие бы то ни было рекомендации и рецепты нельзя. Все это учитель сам испытывает, приобретая мастерство и опыт… Можно только с уверенностью сказать, что успешное обучение невозможно без контакта педагога с учеником.

Между тем работа педагога, когда он бескорыстно отдает себя детям, полна захватывающего интереса и приносит человеку огромное наслаждение. Здесь также бывают взлеты творческой фантазии, вдохновение, радости и огорчения. Высокая цель делает труд педагога желанным и необходимым. Стремясь передать ребятам радость творчества, научить их своими руками создавать красоту, педагог начинает познавать прелесть искусства преподавания, его неисчерпаемые возможности; он испытывает наслажде­ние от управления педагогическим процессом, о силы его воздействия; он радуется малейшему успеху своего ученика, его способности воспринимать, познавать и творить. Увлекательная задача - как продвинуть дальше, вперед своего воспитанника - не покидает его ни в часы работы, ни в часы отдыха, он уже не может остановиться на достигнутом.

Такое состояние, конечно, приходит не сразу, оно возникает порой и в самый неожиданный момент, и когда оно приходит, то просто поражает, в особенности такого человека, который всегда смотрел на педагогическую работу как на скучное, однообразное дело.

Как известно, И. Е. Репин без большой охоты взялся за педагогическую работу, но когда он с ней познакомился ближе, то говорил о ней с восхищением: «Группа моих учеников - очень милые молодые люди, общение с ними, общее наше стремление; составляет теперь самое лучшее из моих развлечений».

Изучение вопросов методики дает возможность учителю рисования правильно строить педагогический процесс, основываясь на дидактических принципах, формах и методах преподавания, которые указаны общей педагогикой. Кроме того, освоение методики дает возможность подчинять учебный процесс единой линии, определяемой философией диалектического материализма, программой и политикой Коммунистической партии в области воспитания и образования молодого поколения.

Быстрое и прочное усвоение основ изобразительной грамоты обусловливается прежде всего правильным методическим подходом. Еще в XVIII веке великий французский энциклопедист Д. Дидро говорил, что страна, в которой учили бы рисовать так, как учат читать, превзошла бы скоро все страны во всех искусствах. В этих словах заключена глубокая мысль.

Методическое руководство при обучении рисованию помогает ребенку быстрее усвоить правила построения реалистического рисунка, разобраться в закономерностях строения натуры. В результате правильно проводимого обучения школьники быстрее привыкают к самостоятельности, у них повышается интерес к знанию, к науке, рождается стремление к дальнейшему совершенствованию в рисовании. А все это говорит о том, что педагогу, помимо умения хорошо рисовать, необходимо еще хорошо изучить те формы и методы обучения, которые дают наилучшие результаты.

Современная методика преподавания рисования была выработана не сразу, до этого методика прошла сложный путь развития. Методы преподавания менялись в результате борьбы мнений, смены художественных направлений, изменения принципов обучения.

Для успешного овладения методикой в первую очередь необходимо критически использовать все лучшее, что было достигнуто за предыдущие эпохи. Методику преподавания рисования в прошлом нужно изучить как с практической, так и с теоретической стороны, выяснить, что было в старых системах преподавания положительного, и вместе с тем отметить отрицательные стороны обучения, неприемлемые с нашей точки зрения. Педагогу необходимо знать, какие методы обучения уже изжили себя и какие надо совершенствовать и развивать дальше.

История методики преподавания - это прежде всего история педагогических идей и взглядов, многие из которых в свое время не получили по тем или иным причинам должного развития. Используя все прогрессивное, что было в прошломмы сможем правильно приступить к разработке теории художественно-педагогического образования и воспитания, положив в основу данные современной передовой науки.

Знание истории методов преподавания способствует выработке более целостного взгляда на свой предмет. История методов преподавания, храня накопленный опыт предшествующих поколений, помогает правильно решать современные задачи.

Научные и методологические основы методики изобразительного искусства- важнейшая часть ее теоретических основ. Методология науки - это учение о принципах ее построения, развития, формах и способах научного познания. Методология науки - в положениях философии искусства о законах художественного познания мира, о роли искусства в духовном мире человека, в его сознании, в общении с другими людьми, о проблемах соотношения теоретического и практического, рационального и эмоционального, фундаментального и прикладного, биологического и социального в обучении искусству.. Методология науки призвана служить ориентиром в поисках новых решений, в выборе основной линии научного исследования.

Объект исследования в МПИИ- дидактические системы и процессы, напр.: дидактическая система обучения отдельного педагога, дидактическая система отдельного учебного курса, система заданий и др.; процесс формирования определенных умений; процесс развития определенных качеств личности и др.

Методы исследования в методике преподавания изобразительного искусства- приемы, процедуры, операции эмпирического и теоретического познания и изучения явлений процесса преподавания изобразительного искусства. М. подразделяются на: общенаучные, педагогические, методы других наук; констатирующие и преобразующие; качественные и количественные; частные и общие; содержательные и формализованные; проверки и опровержения гипотез и теорий; методы сбора эмпирических данных; методы обработки статистических данных; методы описания и объяснения данных; методы обработки результатов исследования. В практике учебного курса методики наиболее распространены: эмпирические (основанные на изучении реально существующего опыта преподавания изобразительного искусства и эксперимент) и теоретические (основанные на изучении литературных источников) М. в научном творчестве применяются в комплексе.

Актуальные проблемы исследований в методике преподавания изобразительного искусстваопределяются требованиями реформы школьного (и иных уровней) образования в РБ, логикой развития методики как науки, а также практическими потребностями, накопленными современной школой:

- дидактическое исследование явления обучения искусству в школе;

- выявление закономерностей процесса обучения искусству в школе;

- дальнейшая разработка теории художественного образования;

- конструирование (модернизация) образовательных технологий;

- совершенствование педагогического инструментария;

- обоснование специфических целей художественного образования;

- обоснование содержания художественного образования;

- научное обоснование способов конструирования процесса обучения искусству в школе и осуществления учебной деятельности;

определение оптимальных путей, выбор содержания, методов, форм, технологий обучения изобразительному искусству в школе.

БИОТЕХНОЛОГИЯ ПОУЧЕНИЯ ВИТАМИННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Среди биологически активных веществ, необходимых для нор­мального развития организма животных, одно из первых мест зани­мают витамины. Важное значение витаминов объясняется их учас­тием в биохимических реакциях, способностью служить катализа­торами многих процессов, обеспечивающих обмен веществ в орга­низме и его связь с окружающей средой.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения, при­сутствующие в живых клетках в низких концентрациях и являющие­ся компонентами энзиматических систем, ответственных за различ­ные реакции.

Производство витаминов осуществляется следующими основны­ми путями:

1. Экстракция витаминных препаратов из растительного или животного сырья. С этого направления начиналась витаминная про­мышленность, поскольку первые витаминные препараты были по­лучены именно таким путем. Например, витамин В₁₂ получали из сырой печени крупного рогатого скота, каротин - из моркови. Но в настоящее время доля витаминов, получаемых этим методом, незна­чительна ввиду очень низкого содержания их в природном сырье и ограниченности сырьевых ресурсов.

2. Химический синтез витаминов. Производство синтетических
витаминов занимает, пожалуй, ведущее место в современной вита­
минной промышленности, поскольку основная номенклатура вита­
минных препаратов представлена веществами, полученными хими­
ческим синтезом из химических видов сырья или сочетанием хими­
ческого синтеза с биосинтезом. Однако такой способ производства
витаминов представляет собой сложный, многоступенчатый процесс,
сопряженный с большими производственными затратами, что дела­
ет конечные продукты слишком дорогими.

3. Биосинтез витаминов. Некоторые витамины, имеющие слож­
ное строение, химический синтез которых в крупномасштабном про­
изводстве невозможен или экономически нецелесообразен, получа­
ют исключительно биосинтезом, с применением микроорганизмов,
способных к сверхсинтезу и накоплению определенных витаминов.
Примером может служить производство цианкобал амина (витамина
В_|2). Микробиологический синтез применяется также в производстве
витаминных концентратов, предназначенных для сельского хозяйства,
поскольку в данном случае обычно в индивидуальном чистом виде
витамины не выделяют.

Следует отметить условность такого деления витаминной про­мышленности. Производство некоторых витаминов включает и хи­мические стадии и стадии биотрансформации с применением мик­роорганизмов (например, производство аскорбиновой кислоты). Ви­тамин рибофлавин получают и синтетическим и микробиологичес­ким путями. Некоторые витаминные препараты (например, витамин D₂) получают путем химической модификации провитаминов или витаминов, выделенных из растительных клеток или органов живот­ных.

Использование витаминов в качестве добавок в корма животных требует крупномасштабного производства, поэтому возникла необ­ходимость в более дешевых способах изготовления витаминов. Та­ким перспективным способом получения ряда витаминов оказался микробиологический синтез.

Для нормальной деятельности организма животных и птиц необ­ходимо включать в рационы витамины A, D, К, группы В и др.

Микробиологическая промышленность нашей страны выпускает кормовые препараты витаминов В₂ и В_|2. Кроме того, микробиологи­ческим можно считать и производство витамина D₂, который образуется из эргостерина при облучении ультрафиолетовым светом кор­мовых дрожжей.

Микроорганизмы содержат много различных витаминов, которые чаще всего являются компонентами ферментов. Состав и количество витаминов в биомассе зависят от биологических свойств культуры микроорганизмов и условий их культивирования. Так, кормовые дрожжи, получаемые на гидролизатах древесины иуглеводородах, сравнительно богаты витаминами группы В и содержат (в расчете на сухую биомассу) следующие витамины (мг/кг):

Тиамин (В,) - 15-18

Рибофлавин (В₂) - 45-68

Биотин - 1,6-3,0

Инозит - 400 - 5000

Фолиевая кислота - 3,4-21,5

Никотиновая кислота - 440-610

Продукцию микроорганизмами отдельных витаминов можно уве­личить, изменяя состав питательной среды. Например, количество витамина В₂ (рибофлавина) в биомассе дрожжей зависит от интен­сивности аэрации и содержания железа в среде.

На содержание витаминов в клетках дрожжей заметное влияние оказывают микроэлементы. Так, небольшие добавки марганца спо­собствуют накоплению в клетках дрожжей инозита, а повышенные дозы кобальта приводят к увеличению содержания витамина В₆ (пиридоксина).

Получение витамина В12

Витамин В12 – (α-5,6-диметилбензимидазол)-цианкобаламин – полимер сложного строения, являющийся гематопоэтическим и ростовым фактором для многих животных и микроорганизмов. Микробиологический синтез является единственным способом получения данного витамина.

Способность к синтезу данного витамина широко распространена среди прокариотических микроорганизмов. Активно продуцируют витамин В12 Propionibacterium, а также Pseudomonas и смешанные культуры матанообразующих бактерий. Получение витамина на основе пропионовокислых бактерий, способных к самостоятельному синтезу аденозилкобаламина 5,6 ДМБ (коэнзима В12), осуществляется в две стадии в двух последовательных аппаратах объемом 500 л при коэффициенте заполнения 0.65–0.70.

Первую стадию культивирования проводят в течение 80 ч и слабом перемешивании в анаэробных условиях до полной утилизации сахара; полученную биомассу центрифугируют. Сгущенную суспензию инкубируют во втором аппарате еще в течение 88 ч, аэрируя культуру воздухом (2 м³/ч). Среда содержит сахара (обычно глюкозу 1–10 %), добавки солей железа, марганца, магния и кобальта (10–100 мг/л), кукурузный экстракт (3–7 %). В качестве источника азота принят (NH4)2SO4. Ферментацию проводят при 30°С, рН стабилизируют на уровне 6.5–7.0 подтитровкой культуры раствором (NH)4OH. На второй стадии происходит образование ДМБ. После завершения ферментации витамин экстрагируют из клеток, нагреванием в течение 10–30 минут при 80–120°С. При последующей обработке горячей клеточной суспензии цианидом происходит образование CN-кобаламина; продукт сорбируют, пропуская раствор через активированный уголь и окислы алюминия; затем элюируют водным спиртом или хлороформом. После выпаривания растворителя получают кристаллический витамин. Выход В12 составляет до 40 мг/л.

Активными продуцентами В12 являются бактерии рода Pseudomonas. Разработаны эффективные технологии на основе термофильных бацилл Bacillus circulans, в течение 18 ч при 65–75°С в нестерильных условиях. Выход витамина составляет от 2.0 до 6.0 мг/л. Бактерии выращивают на богатых средах, приготовленных на основе соевой и рыбной муки, мясного и кукурузного экстракта. Продукция В12 для медицины составляет около 12 т/г; форма выпуска – стерильный раствор CN-В12 на основе 0.95%-го раствора NaCl и таблетки витамина в смеси с фолиевой кислотой или другими витаминами. Для нужд животноводства витамин В12 получают на основе смешанной ассоциации термофильных метаногенных бактерий.

Ассоциация состоит из 4-х культур, взаимосвязанно расщепляющих органический субстрат до СО₂ и СН₄: углеводсбраживающих, аммонифицирующих, сульфатвосстанавливающих и собственно метанообразующих бактерий. В качестве субстрата используют декантированную ацетонобутиловую барду, содержащую 2.0–2.5 % сухих веществ. Брожение проходит при 55–57°С в нестерильной культуре в две фазы: на первой образуются жирные кислоты и метан, на второй – метан, углекислота и витамин В12. Длительность процесса в одном аппарате составляет 2.5–3.5 суток, в двух последовательных – 2–2.5 суток. Концентрация витамина в бражке достигает 850 мкг/л. Параллельно в значительных количествах, до 20 м³/м³ образуется газ (65 % метана и 30 % углекислоты). Бражка имеет слабощелочную реакцию. Для стабилизации витамина ее подкисляют соляной или фосфорной кислотой, затем в выпарном аппарате сгущают до 20 % содержания сухих веществ и высушивают в распылительной сушилке. Содержание В12 в сухом препарате – до 100 мкг/г.

Получение витамина В2

Витамин В2(рибофлавин) получил свое название от сахара рибозы, входящего в состав молекулы витамина в виде многоатомного спирта D-рибита. Широко распространен в природе и в значительных количествах синтезируется растениями, дрожжами, грибами, бактериями. Животные, не синтезирующие этот витамин, должны получать его в составе комбикормов. При дефиците рибофлавина в организме нарушаются процессы белкового обмена, замедляется рост. Препараты рибофлавина используют в медицине для лечения ряда заболеваний, а в животноводстве – в качестве добавки в корма. Микроорганизмы синтезируют рибофлавин и две его коферментные формы – ФАД и ФМН. Продуцентами витамина являются бактерии (Brevibacterium ammoniagenes, Micrococcus glutamaticus), дрожжи (Candida guilliermondii, C. flaveri), микроскопические (Ashbya gossypii, Eremothecium ashbyii) и плесневые грибы (Aspergillus niger).

Промышленное получение рибофлавина осуществляется химическим синтезом, микробиологическим и комбинированным: при этом синтезированная микроорганизмами рибоза химически трансформируется в В2.

Для медицинских целей микробиологический рибофлавин получают на основе гриба Aspergillus. Для высоких выходов витамина (до 7 г/л) используют усовершенствованные штаммы и оптимизированные среды, содержащие (в %): кукурузный экстракт – 2.25, пептон – 3.5, соевое масло –4.5 и стимуляторы (пептоны, глицин). Используют активный инокулят, которым засевают стерильную среду. Ферментацию проводят в течении 7 суток при 28°С и хорошей аэрации (0,3 м3/м3⋅мин.). Исходный рН составляет около 7.0, в ходе ферментации в связи с выделением кислот среда подкисляется до рН 4.0–4.5. После утилизации углеродного субстрата продуцент начинает утилизировать кислоты; рН повышается и после этого начинается образование витамина В2. При этом кристаллы рибофлавина накапливаются в гифах и вне мицелия. На постферметационной стадии для выделения витамина мицелий нагревают в течение 1 ч при 120°С.

В ряде стран для получения кормовых препаратов витамина В2 используют достаточно простой способ на основе микроскопического гриба Eremothecium ashbyii, который выращивают в глубинной культуре в течение 80–84 ч при 28–30°С на среде с глюкозой или мальтозой (2.5 %), источником азота в виде NH4NO3 и карбоксидом кальция (0.5 %). Выход рибофлавина составляет 1250 мкг/мл. Культуральная жидкость концентрируется в вакуумной выпарке до содержания сухих веществ 30–40 % и высушивается в распылительной сушилке. Товарная форма продукта – порошок с содержанием рибофлавина не менее 10 мг/г и 20 % сырого протеина, в препарате присутствуют никотиновая кислота и витамины В1, В3, В6 и В12. Полученный генноинженерным методом штамм Bacillus subtilis образует за 35 суток ферментации до 4 г/л рибофлавина.

Получение эргостерина

Эргостерин– (эргоста-5,7,22-триен-3β-ол) – исходный продукт производства витамина D2 и кормовых препаратов дрожжей, обогащенных этим витамином. Витамин D2 (эргокальциферол) образуется при облучении ультрафиолетом эргостерина, который в значительных количествах синтезируют бурые водоросли, дрожжи, плесневые грибы. Наиболее активные продуценты эргостерина – Saccharomyces, Rhodotoryla, Candida.

В промышленных масштабах эргостерин получают при культивировании дрожжей и мицелиальных грибов на средах с избытком сахаров при дефиците азота, высокой температуре и хорошей аэрации. Более интенсивно эргостерин образуют дрожжи рода Candida на средах с углеводородами. При получении кристаллического препарата витамина D2 культивируют плесневые грибы (Penicillium, Aspergillus). Для получения кормовых препаратов облучают суспензию или сухие дрожжи (Candida). Облучают тонкий слой 5 % суспензии дрожжей ультрафиолетовыми лампами с длиной волны 280–300 нм. Кормовые препараты дрожжей содержат в 1 г АСВ 5000 Е витамина D2 и не менее 46 % сырого белка. Для получения кристаллического препарата витамина дрожжи или грибной мицелий подвергают кислотному гидролизу при 110°С. Витамин экстрагируют спиртом, фильтруют, далее фильтрат упаривают, несколько раз промывают спиртом. Спиртовый экстракт сгущают до 50 % концентрации сухих веществ, омыляют щелочью. Полученные кристаллы витамина очищают перекристаллизацией и сушат в эфире, отгоняя последний. Кристаллический осадок растворяют в масле. Данный препарат используют в медицинских целях. Эргостерин является также исходным продуктом для получения ряда стероидных гормонов, пищевых и лекарственных препаратов.

Дата добавления: 2014-07-11; просмотров: 661; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!