Bai tong hop vitamin B12

Cấu tạo hoá học của vitamin B12•Vitamin B12 có công thức hoá học là C63H90N14O14PCo •Cấu tạo: vitamin B12 còn gọi là những cobalamin bao gồm mặt phẳng chứa các vòng pirol có nguyên tố

Seminar: VITAMIN B12

•B12 là vitamin phức tạp nhất về mặt hóa

học và cần thiết cho sức khỏe của con người 4 giải thưởng Nobel đã được trao tặng cho những

nghiên cứu liên quan đến B12

•Từ năm 1926, Minot và mecfi đã phát hiện

ra tác dụng chữa bệnh của gan đối với bệnh thiếu máu ác tính và đã được giải thưỏng Nobel

•Sau đó 22 năm mới thu được dạng kết tinh của yếu tố hoạt động từ dịch gan và đặt tên là vitamin B12

I-Tính chât

1 Cấu tạo hoá học của vitamin B12

1 Cấu tạo hoá học của vitamin B12

•Vitamin B12 có công thức hoá học là

C63H90N14O14PCo

•Cấu tạo: vitamin B12 còn gọi là những

cobalamin bao gồm mặt phẳng chứa các vòng pirol có

nguyên tố Co ở trung tâm, phần thứ hai của phân tử là

một nhóm nucleotit thẳng góc với mặt phẳng, trên

phần nucleotit này bao gồm thành phần bazơ nitơ là

dimetylben-zimidazol và thành phần đường là α-D –

ribofuranoza.

2.Tính chất

•Thường ở dạng kết tinh, có kích thước rất nhỏ, màu sẫm đỏ,không có vị và mùi.

•Phân tử lượng khoảng 1490 ±150 dalton

•Tan tốt trong nước, trong các dung dịch trung tính

và trong c ồn

•Không hoà tan trong ete, acetol, benzene, clorofoc.

•Bền nhiệt khi chúng ở dạng xiamit Bền trong bóng tối và ở nhiệt độ thường.

•Dễ bị phân huỷ bởi ánh sáng Khi tiếp xúc với kim loại nặng dễ bị mất hoạt tính và không bền trong PH kiềm.

2.Tính chất

•Vitamin B12 trong thức ăn đều ở dạng phức hợp với protein Trong chế biến, vitamin B12 khá bền vững với nhiệt độ, trừ khi trong môi trường kiềm và nhiệt độ quá 100 o C Thịt luộc ở 170 o C trong 45 phút mất 30% B12 Sữa nấu sôi 2-5 phút mất 30% B12.

•Khi có sự hiện diện của vitamin C, B12 trở nên ít bền vững với nhiệt độ hơn và có thể bị phá hủy những lượng đáng kể v́ới 0,5g vitamin C

•Vitamin B12 chuyển vào cơ thể với một chất glucoprotid của dạ dày để tạo nên một phức hợp dễ hấp thụ cho cơ thể.

• Sự hấp thu vitamin

B12 cần có yếu tố

nội tại (một protein

do tế bào thành của

niêm mạc dạ dày tiết

ra) và enzyme phân

hủy protein của tụy.

• Vitamin B12 được

hấp thu bởi đoạn

cuối ruột non

3.Vai trò

3-Vai trò và ứng dụng

a Vai trò

•Vitamin B12 tham gia phản ứng tổng hợp thymidylate, một thành phần trong phân tử ADN, cung cấp nguyên liệu để tổng hợp ADN, góp phần vào quá tŕinh phân chia tế bào và trưởng thành tế bào trong cơ thể

•Thiếu vitamin B12 cho thấy ảnh hưởng rõ rệt lên những tế bào có sự phân bào nhiều như các tế bào máu, tế bào biểu mô (nhất là ở niêm mạc đường tiêu hóa)

3-Vai trò và ứng dụng

•Trên thực tế, hầu hết các trường hợp thiếu máu nguyên bào khổng lồ là do thiếu vitamin B12 hoặc acid folic Người bệnh xanh xao, yếu,

dễ mệt, ăn mất ngon, hồi hộp đánh trống ngực, đau đầu, khó thở, ngất xỉu

 Giảm cảm nhận về cảm giác rung Giảm cảm giác

vị thế đưa đến chứng thất điều, đi đứng xiêu vẹo Khả năng trí óc giảm sút Thậm chí có thể hoang tưởng.

 Những triệu chứng khác: Lở lưỡi, đau lưỡi, táo bón,

hạ huyết áp thế đứng Khi được điều trị, các triệu chứng thần kinh cải thiện chậm nhất.

3-Vai trò và ứng dụng

•Vitamin B12 là chống lại bệnh thiếu máu có

hồng cầu to (bệnh Biermer), và sau này là tác dụng đối với các nơron thần kinh nên thường

được dùng phối hợp với vitamin B1 và vitamin

B6 để điều trị nhiều căn bệnh đau nhức, tê bại

3-Vai trò và ứng dụng

•Về mặt cơ chế bệnh sinh, ung thư cũng là một căn bệnh mà sự phát triển các tế bào ác tính là vô tổ chức và không thể kiểm soát nổi Các thuốc điều trị ung thư đều nhằm hoặc là tiêu diệt tế bào hoặc là kìm hãm sự phát triển của chúng Khi dùng kết hợp Vitamin B12 với các thuốc kích thích miễn dịch sẽ tạo điều kiện cho cơ thể chống lại các tế bào được coi

là ngoại lai này

3-Vai trò và ứng dụng

b Ung dụng:

•Trong y tế: dùng làm thuốc

•Trong chăn nuôi:bổ xung vào thành phần thúc

ăn chăn nuôi làm tăng khả năng tiêu hoá thức

ăn, tăng trong nhanh ví dụ cứ 1kg vitamin

B12 bổ xung vào thức ăn cho lợn thì thu thêm được 860 kg thịt

•Trong công nghệ nuôi cấy mô và tế bào: dùng làm thành phần môi trường nuôi cấy

4-Nguồn gốc và nhu cầu

a.Nguồn gốc

•Vitamin B12 do vi khuẩn tổng hợp từ thiên nhiên, sau đó mới đi vào chu trình thức ăn của các động vật, chủ yếu từ các động vật ăn cỏ Động vật và thực vật không tự tổng hợp được vitamin B12

•Trong thực phẩm của chúng ta, vitamin B12 có trong thức ăn nguồn gốc động vật như thịt (nhất là nội tạng, đặc biệt là gan), trứng, sữa

•Các thức ăn thực vật như rau, trái nếu không "dính"

vi khuẩn thì không có vitamin B12

•Dự trữ vitamin B12 trong cơ thể chủ yếu nằm ở gan.

b-Nhu cầu

• Nhu cầu hàng ngày theo RDA 1989 (Mỹ) là 2mcg cho vị thành niên và người trưởng thành FAO/WHO 1987 khuyến nghị 1mcg/ngày cho người trưởng thành bình thường Phụ nữ có thai và cho con bú, nhu cầu B12 tăng, nói chung tăng 20-40% so với khi không có thai

c-Nguyên nhân thiếu vitamin B12

•Trong thực tế, thiếu vitamin B12 rất hiếm gặp Hầu hết thiếu vitamin B12 ở người là do kém hấp thu B12, do thiếu yếu tố nội tại hay giảm hoặc mất chức năng hấp thu đặc hiệu của đoạn cuối ruột non

•Những người dễ bị thiếu vitamin B12 gồm:

– Những người ăn chay trường, hoàn toàn không ăn thịt cá, trứng, sữa trong nhiều năm.

c-Nguyên nhân thiếu vitamin B12

Người có bệnh ở dạ dày, đặc biệt là bị viêm teo niêm mạc dạ dày

Người đă cắt bỏ một phần hay toàn bộ dạ dày

Người có bệnh ở ruột non, phần ruột bệnh bao gồm cả phần cuối ruột non như bệnh Celiac, bệnh Sprue, bệnh viêm ruột vùng, đă cắt đoạn ruột hoặc nối tắt ruột

Người uống viatmin C gây làm tăng nguy cơ

thiếu vitamin B12 nếu dùng lượng nhiều và kéo

II-Công nghệ sản xuất vitamin B12

Phương pháp sản xuất vitamin b12 gồm có:

- Chiết rút từ động vật đặc biệt là gan (khoảng 10 mg

từ 1 tấn gan)họăc các bộ phận khác của động vật Ví dụ:

- Phương pháp vi sinh: các vi sinh vật tham gia tổng hợp vitamin B12gồm:

a.Vi khuẩn Propionibacterium

II.1 Sinh tổng hợp vitamin B12 bằng vi khuẩn

Co(NO3)2

Nhiệt độ lên men: 28-32 0 C.

Thời gian lên men: 5-7 ngày.

•Ly tâm 10000 vòng/phút

•Sinh khối thu được đem sấy khô hoặc đem sinh khối chiết rút và tinh chế thu nhận vitamin B12.

II.1 Sinh tổng hợp vitamin B12 bằng vi khuẩn

PropionibacteriumShermanii

Trước khi lên men cần:

1 Giữ giống

Chủng này được giữ giống trong tự nhiên với glucose,

KH2PO4, (NH4)2SO4 Trong môi trường, người ta cho thêm cao ngô hoặc nước chiết trái cây, nuôi vikhuẩn ở điều kiện nhiệt độ 28-32 0 C trong thời gian 7-8 ngày và sau đó bảo quản ở đìêu kiện lạnh, cấy chuyền định kỳ mỗi tháng 1 lần.

2.Nhân giống cho sản xuất.

•Thực hiện trong điều kiện kị khí bắt buộc

•Môi trường nhân giống có đường,cao ngô… Ngoài ra, môi trường còn cho thêm các muối amon, nước ammoniac, CoCl2 hoặc Co(NO3)2

•Mỗi cấp nhân giống thường tăng dung khối từ 10-15 lần Cứ tiến hành như vậy cho tới khi đủ dung tích

•Còn nuôi các loại khác cần thay đổi môi trường nuôi cấy

3.Quá trình lên men

•Đối với vi khuẩn Propionibacterium shermanii,

quá trình lên men ở pH=6.8-7 Điều chỉnh pH bằng

NH4OH.

•Môi trường cũng tương tự như nhân giống,tuy nhiên lượng đường nhiều hơn và có bổ xung thêm 5,6 dimetylbenzylmiazol.

•Đối với xạ khuẩn, pH=7 Ít phải điều chỉnh pH Lượng vitamin B12 bắt đầu được tổng hợp mạnh ở pha thứ 2 Khi đó pH tăng dần tới vùng kiềm yếu.

•Đối với vi khuẩn sinh khí metan thường sử dụng môi trường là các phế liệu trong sản xuất cồn, bia, thậm chí cả bùn thổi, việc điều chỉnh pH không cần điều chỉnh nhiều.

3.Quá trình lên men

•Nhiệt độ lên men: 28-32 0C

•Thời gian lên men: 5-7 ngày Với xạ khuẩn thì thời gian ngắn hơn

•Dịch sau khi nuôi được ly tâm ở tốc độ 10000 vòng/phút Sinh khối thu được đem sấy khô làm chế phẩm thô cho gia súc hoặc đem sinh khối chiết rút và tinh chế thu nhận vitamin B12

Bao gồm 1 loạt các phản ứng chuyển

hoá tạo vitamin B12

COOH Acid α- amino β- ketociod ipic

COOH CH2 CH2 C=O CH-NH2

COOH COOH CH2 CH2 CH2

C C

C CH N

CH2 H

NH2 posphobilinogen

COOH CH2 CH2 C=O CH-NH2

COOH CH2 CH2 C=O

CH-NH2 Acid δ- amino- levulic

Vitamin B12

Sản xuất B12 từ glyxin và xucxinyl-CoA

II.2 Sinh tổng hợp vitamin B12 bằng xạ khuẩn

Glucose, tinh bột, rỉ đường, cao ngô, bã rượu, bổ xung muối Co, sunfat,CaCO3

II.2 Sinh tổng hợp vitamin B12 bằng xạ khuẩn

actinomyces olivaceus

• Actinomyces olivaceus phát triển mạnh và sinh nhiều

vitamin B12 trong môi trường chứa glucose, tinh bột, bã

• Sinh tổng hợp B12 mạnh sau 24 giờ nuôi cấy.

• Trong qúa trình lên men,xạ khuẩn tạo ra hai pha rất rõ rệt:

• + Pha tạo thành sinh khối

• + Pha tạo thành vitamin B12

• Thường lượng vitamin B12 tạo thành nhiều khi xạ khuẩn kết thúc quá trình tăng sinh khối.

• Chú ý điều kiện môi trường nuôi cấy:

• pH ban đầu khoảng 7 Ở pha thứ nhất pH sẽ giảm xuống khoáng 6.5 và bước sang pha thứ hai pH sẽ tăng dần lên 8.2 - 8.7

• Thổi khí mạnh trong quá trình lên men

• Top = 28- 30 0C

• Thời gian lên men là 60-120 giờ

Nhận xét: về sinh tổng hợp vitamin B12 bằng xạ khuẩn

actinomyces olivaceus và bằng vi khuẩnPropionibacteriumShermanii

•

Tổng hợp vitamin B12 bằng xạ khuẩn

Shermanii

Thời gian nhanh hơn khoảng 24-96

h hiệu suất lên men thấp hơn

Công nghệ sản xuất: không cần

thiết bị phải làm bằng nguyên liệu

chốn rỉ

Vitamin tạo thành trong hệ sợi và

sau 24h tiết ra môi trường nhất là

khi xạ khuẩn ngừng phát triểnvà hệ

sợi bước vào gia đoạn tự phân

Thời gian lâu hơn 96-120h nhưng hiệu lên men và hàm lượng vitamin B12 thực tạo thành cao

Công nghệ sản xuất phức tạp hơn:quá trình nuôi cấy phải đảm bảo vô trùng,thiết bị làm bằng nguyên liệu chống rỉ…

Vitamin tạo thành tích tụ trong tế bào.Tế bào non khả năng tổng hợp

II.3 Sản xuất vitamin B12 bằng

phương pháp lên men metan

• Các vi khuẩn trong dạ cỏ là Ruminococcus,, bacteroides,

chlostridium; Trong nước thải cống rãnh là vi khuẩn phân

hủy cellulose, vi khuẩn amon hoá, vi khuẩn khử sulfat… Nhiệt độ lên men thích hợp là 50-55 0 C.

• Quá trình lên men từ bã acetone, butanol và bã rượu cần các điều kiện:

• Nguyên liệu, môi trường.

• Chọn giống và nhân giống

• Lên men 52-55 0 C trong 3 tuần.

• Tách chế phẩm: Dùng FeCl3 hay cô chân không rồi qua sấy phun.

Các thành viên trong nhóm:

Hoàng văn Nhị

Ngô thị Mỵ

Lâm thị Huế

Lê văn Phương

Mai thị Thu Huyền

Nguyễn hữu Hoàng

Nguyễn văn Điệp