Spis treści

CURVULARIA LUNATA

charakterystyka i zastosowanie

Najwazniejsze informacje o organizmie:

Systematyka:

Gromada Ascomycota

Klasa: Euascomycetes

Rząd: Pleosporales

Rodzina: Pleosporaceae

Rodzaj: Curvularia

Patogenność:

Patogenny dla czlowieka i roslin. Infekuje rzadko, lecz mogą być to bardzo groźne choroby. Powoduje infekcje skórne, podskórne oraz narządów wewnętrzych w tym mózgu. Grzybice powodowane przez niego często są wyleczalne tylko przez chirurgiczne usunięcie zainfekowanego fragmentu ciała.

Źrodła izolacjii

Występuje w regionach subtropikalnych. Glebowy, lub na roslinach na których pasożytuje.

Wymagania wzrostowe

Temperatura: ok 28 C, nieco wyższa niz pokojowa

pH: lekko kwaśne ok 6,5

Rosnie dobrze na typowych stosowanych w biotechnologii pożywkach, lubi duże ilości białka, np mączka sojowa, ekstrakt drożdżowy + glukoza.

Grzybnia, makroskopowo:

Wygląd grzybni zalezy od warunków wzrostu, jest w stanie syntetyzować melaninę.

Grzybnia, obraz mikroskopowy

Grzyb wykorzytywany jest w przemysle do biotransformacji steroidów, Przeprowadza on reakcje trudne bądź niemozlwe do realizacjii metodami chemicznymi. Najczęściej wykorzystuje się go do produkcji hydrokortyzonu – waznego steryowego leku przeciwzapalnego jak i substratu do dalszych syntez. Jednakże spektrum substratów, które mogę być transformowane przy uzyciu tego organizmu jest dośc szerokie i umożliwia to wykorzystanie go w produkcji wielu substancji, mniej lub bardziej uzytecznych obecnie. Curvularia może też znaleźć zastosowanie przy produkcjii antybiotyków, oraz innych substancjii

ZWIĄZKI UZYSKIWANE PRZY POMOCY CURVULARIA LUNATA

~ substrat ~ uzyskany produkt
cortexolonhydrokortyzon
Androst-4-ene-3,17-dion1b-hydroxyandrost-4-ene-3,17-dion
4a,17b-dihydroxyandrost-4-en-3-on
levonorgestrel 13-ethyl-6beta,17beta-dihydroxy-18,19-dinor-17alpha-pregn-4-en-20-yn-3-one
substrat nie podany pochodne kwasu fenylooctowego
prednisone17alpha,21-dihydroxy-5alpha-pregn-1-ene-3,11,20-trione+podobne

i inne.

Produkcja hydrokortyzonu- szczególy techniczne

Metoda ta jest znana juz od ponad 40 lat. Bazuje na hudroksylacjii substratu zwanego cortexolon (związek Reichsteina S) prze cytochrom p450- enzym bioracy udzial w detoksykacji różnych substancjii ze środowiska.

Schemat reakji 11-beta hydroksylacji:

I-cortexolon

II-hydrokortyzon

III 14-alfa hydroksy pochodna(produkt uboczny)

Sposób przeprowadzania procesu:

W I fazie uzyskiwana jest biomasa grzybni przez hodowlę w medium wzrostowym(hedrolizat mikroorganizmów, sacharoza lub glukoza, ew. mączka sojowa). ???? Następnie, po ok 100 godzinach hodowli (2 kolejne inokulacje) grzybnia jest myta i przenoszona do medium transformacyjnego(0,5% glukoza, bufor fosforanowy pH 6,2 ,roztwór fizjologiczny).Ilość grzybni oscyluje wokół 10g/l. Występują pewne kłopoty z wprowadzeniem substratu, jako że jest on słabo rozpuszczalny w wodzie (max 0,06g/l). Poprawia się ją przez :

dodawanie związku w postaci roztworu w rozpuszczalniku organicznym(ale dalej max 4g/l, bo rozpuszczalniki sa toksyczne dla grzyba)

dodanie zwiążku w formie mocno rozdrobnionej(kilkanaście nm fragmenty)

roztwór w metanolu z dodatkiem CaCL2

czas transformacjii wynosi 24(substrat rozdrabniany) do 48(substrat w roztworze metanolowym) godzin. Maksymalna wydajność transformacjii jaką udaje się uzyskać wynosi ok 60%, i odpowiada to stężeniu hydrokortyzonu ok 2g/l. Nastepnie, interesującu nas produkt musi być odzyskany z medium transformacyjnego. Dokonuje się tego przez inkubację i mieszkanie ze złożem odsorbcyjnym (np.Porolas-T) oraz odplukanie róznymi rozpuszczanikami. organicznymi. Ponieważ po takim traktowaniu cześc produktu pozostaje w medium i grzybni, stosuje się rozdrabnianie pozostałości i ekstrakcję octanem etylu.

W celu optymalizacjii procesu produkcji stosujemy metody matematyczne, np tzw. model Placketta-Burmanna lub Box-Behnken Upraszczając, polega on na zbadaniu zależności ilości wytworzonego produktu w zależności od wybranoego parametru(np. stezenie glukozy, temperatura…) , przy czym nie rozpatrujemy powiązań pomiędzy parametrami. Drugi z tych modeli pozwala na dokładniejsze okreslenie wartości parametru.

LITERATURA

MICROBIOLOGICAL TRANSFORMATION OF CORTEXOLONE INTO HYDROCORTISONE S. D. Shuvalova1 and K. N. Gabinskaya1

http://www.doctorfungus.org/

http://www.mycology.adelaide.edu.au/gallery/photos

Pubmed, abstrakty.

PRODUKCJA DESTYLOWANYCH NAPOJóW ALKOHOLOWYCH

Zarys historyczny

Napój alkoholowy, wedle definicji przyjętej przez polski prawo, to każdy produkt przeznaczony do spożycia zawierający więcej niż 0,5% etanolu pochodzenia rolniczego. Napoje alkoholowe można podzielić ze względu na zawartość procentową alkoholu na niskoprocentowe lub wysokoprocentowe, otrzymywane metodą destylacji.

Napoje alkoholowe towarzyszą ludzkości od bardzo dawna. Wszystkie antyczne kultury posiadały umiejętność produkcji alkoholu, przeważnie miodu pitnego lub wina. Najstarsze poszlaki wskazujące na znajomość procesu fermentacji pochodzą z Chin sprzed okresu 9000 lat. Uważa się, że proces destylacji do produkcji wysokoprocentowego alkoholu po raz pierwszy wykorzystany został we wczesnym średniowieczu na Bliskim Wschodzie. Istnieją jednak przesłanki sugerujące, ze Chińczycy mogli dokonać tego już 5000 lat przed Chrystusem.

Destylacja w teorii

Destylacja to rozdzielanie ciekłej mieszaniny związków chemicznych przez odparowanie, a następnie skroplenie jej składników. Podstawowym warunkiem rozdziału jest tu różnica temperatur wrzenia rozdzielanych związków chemicznych. W normalnych warunkach czysty etanol wrze w temperaturze niższej od wody (78,4 st.C). Tworzy z nią azeotrop dodatni – mieszaninę, której nie można całkowicie rozdzielić poprzez destylację, ponieważ w pewnych proporcjach mieszanina nie wykazuje różnicy w temperaturach wrzenia składników. Rysunek 1 przedstawia schematyczny wykres ukazujący zależność temperatury wrzenia od składu procentowego przykładowej mieszaniny (przy stałym ciśnieniu). Dolne linie wykresów oznaczają temperatury wrzenia a z górnych możemy odczytać składy pary nad roztworem w danej temperaturze. Początkowo mamy mieszaninę 2 substancji, z których jedną chcemy zagęścić (u nas jest to etanol i woda). W tym celu doprowadzamy mieszaninę do wrzenia (punkt A). Idąc na wykresie w prawo do punktu B, możemy odczytać, jaki będzie skład procentowy oparów w tej temperaturze. Widzimy, że nastąpiło korzystne dla nas, producentów alkoholu, zwiększenie udziału alkoholu w odparowanej frakcji. Następnie skraplamy mieszaninę (punkt C). Proces możemy powtórzyć kilkukrotnie lub poprzestać na jednokrotnej destylacji, w zależności od tego, jak czysty produkt chcemy otrzymać. W miarę zbliżania się do punktu azeotropowego (minimum wykresu), spada temperatura wrzenia mieszaniny i zmniejsza się różnica pomiędzy składem fazy ciekłej a gazowej, przez co nie będzie możliwa dalsza zmiana proporcji. Dla mieszaniny etanol-woda, punkt ten osiągamy przy 95,57% stężenia etanolu. Po prawej stronie punktu azeotropowego wykres znowu pnie się do góry, co oznacza, że mając bardziej stężony alkohol, w wyniku destylacji dostali byśmy mniej stężony.

Rysunek 1. Azeotrop dodatni http://www.majarikanayakan.com/wp-content/uploads/2007/11/positiveazeotropephasediagram.png

Rysunek 2. Skład cieczy oraz pary dla roztworu etanolu http://moonshine-still.republika.pl/images/Alcohol_curve.jpg

Destylacja w praktyce

Rysunek 3. Schemat procesu destylacji http://moonshine-still.republika.pl/images/destyl_sch.gif

Powyżej przedstawiono przykład prostego zestawu do destylacji. Rozcieńczony alkohol, który chcemy zagęścić, znajduje się w kolbie destylacyjnej. Do kolby doprowadzane jest ciepło. Kolumna rektyfikacyjna ma na celu zwiększenie powierzchni destylacji i zwracanie do kolby cięższych frakcji. Chłodnica ma za zadanie obniżenie temperatury do takiej, w której destylat jest cieczą. W najprostszym, laboratoryjnym przypadku jest chłodzona wodą z kranu i działa na zasadzie przeciwprądu – w celu zmaksymalizowania wymiany ciepła, woda płynie w przeciwnym kierunku niż destylat.

Destylacja w domu

Wieki doświadczeń w produkcji bimbru doprowadziły do powstania niezliczonej ilości pomysłów w zakresie destylacji. Mimo, że schemat jest zawsze ten sam, to sposobów wykonania jest wiele a ilość ta ograniczana jest jedynie przez ludzką wyobraźnię. Najpierw należy przygotować klarowną mieszaninę, którą będziemy destylować. Pływające fusy, resztki owoców, itp., mogłyby zatkać instalację i nawet doprowadzić do jej eksplozji. Za najprostszą w użyciu kolbę destylacyjną służyć może szczelnie zamykany, duży garczek lub bańka na mleko (ta szczególnie wygodna do zamontowania wychodzącej rurki) ustawiona na kuchence gazowej lub elektrycznej. Ciekawym i praktycznym pomysłem dostarczania ciepła jest zamontowanie w naczyniu destylacyjnym grzałki (od czajnika elektrycznego lub od pralki. – w zależności od wielkości naczynia). Uwagę należałoby zwrócić na materiał, z jakiego wykonane są naczynia, których używamy. W miarę możliwości powinny być użyte żaroodporne szkło lub mało reaktywne stopy metali, aby unikać powstawania szkodliwych związków. W szczególności należy wystrzegać się metalowych pojemników, które nie zostały zaprojektowane z myślą o kontakcie z żywnością. Kolumnę rektyfikacyjną możemy wykonać ze stali nierdzewnej. Rurki takie dostępne są w sklepach AGD. Do wykonania chłodnicy potrzeba dwóch rurek: cieńszej i grubszej. Cieńszą musimy zwinąć w helisę i umieścić w grubszej. Aby uniknąć zapadnięcia się ścian rurki podczas wyginania, wystarczy nasypać do środka piasku. W grubszej rurce będzie płynęła woda, dlatego może być zrobiona z dowolnego materiału.

Rysunek 4. Przykład prostej chłodnicy http://bimber.ovh.org/images/herbi_6.jpg

Dodatkowym elementem (zwłaszcza w przypadku krótkiej kolumny rektyfikacyjnej) może być naczynie umieszczone w układzie przed chłodnicą a służące do skraplania cięższych zanieczyszczeń. Takie rozwiązanie (lub stosowanie odpowiednio długiej kolumny z dużą powierzchnią w środku – może być zwiększona na różne sposoby, np. wypełnienia kształtkami, itp) pozwoli pozbyć się żółtej barwy destylatu, częstego mankamentu alkoholi domowej produkcji.

Rysunek 5. Kuchenna instalacja http://www.zyciekrakowa.pl/nowahuta/images/stories/artykuly/styczen/pedzenie_bimbru1.jpg

Rysunek 6. Pomysłowe rozwiązanie - kolumna rektyfikacyjna z butelek połączonych szeregowo http://www.bimber.ovh.org/images/pietro_2_1.jpg

Przegląd destylowanych napojów alkoholowych

Aby dać jak najszerszy, ale zarazem nie monotonny przekrój przez alkohole wysokoprocentowe przedstawię najpierw najlepiej znane w naszej kulturze wódki, później przejdę do światowych sław wśród alkoholi wysoko procentowych jak szkockie whiskey i angielskie randy. Jeśli chodzi o inne przykłady z kultury światowej to opiszę wysoko procentowym japoński trunek Shochu będący destylatem z Sake i mający wiele odmian. Przybliżę również szkockie whisky i angielskie brandy. Jako ostatni i mało popularny w Polsce alkohol wysokoprocentowy opiszę cypryjską Zivanie

Wódki

Rysunek 7. Wódka Wódka to wysokoprocentowy napój alkoholowy (najczęściej do 40%) składający się z destylatu alkoholowego rozcieńczonego wodą w stosunku ok. 2:3. Jest ona znana już od czasów przed Chrystusem lecz początkowo była używana głównie w celach medycznych. Wódkę pędzoną ze zborza produkowano do piero w XIV wieku w Niemczech – po polsku była nazywana „Okowita”. Ciekawe, że technologie oczyszczania wódki stworzył P.A.Smirnow – twórce marki Smirnoff. Wódki można podzielić na czyste i gatunkowe. Pierwsze są rozcieńczonym wodą spirytusem rektyfikowanym. Drugie natomiast otrzymuje się ze spirytusu rektyfikowanego, wody, wyciągów roślinnych, olejków zapachowych.

Definicja czym jest wódka wciąż przysparza pewne problemy, Komisja Europejska chce uznawać za wódkę większość alkoholi wysoko procentowych produkowanych z ziemniaków, zbóż (głównie żyta), buraków cukrowych ale i kukurydzy winogron bananów czy innych owoców. Sprzeciwiają się temu kraje w których wódka jest napojem tradycyjnym jak Polska, Estonia, Litwa, Łotwa, Szwecja czy Finlandia które utrzymują, że wódka musi być produkowana z ziemniaków, zbóż lub buraków cukrowych. Jest niesłychanie dużo gatunków wódek : Krupnik, Gorzka Żołądkowa, Czysta, Poloanise, Siwucha, Wyborowa i wiele wiele innych. Poza oczywiście spożyciem wódki używa się również do produkcji domowych nalewek czy wyciągów z różnych ziół, często w celach leczniczych.

*Liderem światowej produkcji wódki jest Rosja – 57%

Whisky

Rysunek 8. Whisky

Pod nazwą Whisky nie kryje się tylko jeden gatunek trunku, jest cała gama alkoholi które są kojarzone ze Szkocją jak głównym regionem pochodzenia lecz w dzisiejszych czasach whisky jest produkowana poza Szkocją także w Irlandii, Stanach Zjednoczonych czy Kanadzie. Dodatkowo każda marka ma swoją własną metodę wytwarzania whisky, która często jest tajemnicą firmy ponieważ nadaje końcowemu produktowi walory czyniące go ekskluzywnym produktem, na którym można zarobić. Do produkcji Whiskey używa się głównie słodu jęczmiennego (choć w zależności od firmy może być inaczej), jest on mieszany z nieskiełkowanym ziarnem. Produkcja zaczyna się od słodowania które polega na tym, że w odpowiednio wilgotnym i ciepłym środowisku zborze kiełkuje, do kiełkowanie musi ono rozłożyć swój materiał zapasowy, a użyje do tego enzymów – między innymi amylazę – które strawią skrobię zawartą w jęczmieniu na cukry proste i dwu cukry, a one są już bezpośrednim substratem do fermentacji alkoholowej. Tak nadtrawiony słód jest suszony w dymie torfowym – co oczywiście znacząco przyczynia się do specyficznego dymnego, ziemnistego posmaku i aromatu. Tak przygotowany słód znów zalewa się gorącą wodą – około 65ºC – aby otworzyć jeszcze zamknięte ziarna i rozpuścić skrobie. Tak przygotowany zacier jest już gotowy do fermentacji. Odpowiednio ostudzony zalewa się drożdżami i przelewa do kotłów warzelniczych. Ciekawe, że fermentacje przeprowadza się przez dwa do trzech dni, gdzie porównując to do fermentacji wina która trwa kilka miesięcy wydaje się to być czasem o wiele za krótkim. Taki wywar jest kilkakrotnie destylowany aż osiągnie około 80% alkoholu wtedy jest rozcieńczany wodą destylowaną. Jak i w przypadku Brandy właściwych walorów smakowych Whisky nabiera dopiero leżakując w dębowych beczkach, amerykańskie whisky leżakuje w nowych beczkach od środka opalanych „zyskując najbardziej drewniany spośród smaków”. Ostatnim etapem jest butelkowanie, gorzelnicy tworzą całą gamę smaków mieszając w odpowiednich proporcjach poszczególne destylaty.

Shochu

Rysunek 9. Shochu Jest on produktem destylacji sake czasem nazywanego japońskim winem ryżowym. Może on zawierać między 25, a 40 procent alkoholu – ważne jest jednak to, że fermentacje jeszcze przy produkcji sake przeprowadzają nie drożdże lecz grzyby Aspergillus Oryzae. Najwłaściwszym winem do destylacji jest sake ale w praktyce używa się nie tylko ryż ale i jęczmień, grykę czy słodkie ziemniaki. Jest to w dzisiejszych czasach alkohol bardzo popularny w Japonii w związku z czym powstaje bardzo wiele odmian. Można spotkać shochu z brązowego cukru, osadu po fermentacji sake, kasztanów jadalnych, marchwi, dyni, sezamu czy nawet mleka albo zielonej papryki. Między powyższymi odmianami shochu występują bardzo duże różnice smakowe, są one spowodowane różnymi odmianami koji (grzyba przeprowadzającego fermentacje) oraz sposobem destylacji. Jeszcze inną odmianą shochu jest Kou-rui które produkuje się wielokrotnie destylując uzyskany alkohol – mocno podnosi to stężenie alkoholu ale prowadzi do uzyskania bardziej neutralnego smaku. Jak każdy alkohol wysokoprocentowy znalazł zastosowanie w medycynie ludowej – zwłaszcza, że jest dostępny w umiarkowanej cenie. Podobno poprawia trawienie; badania naukowe na Uniwersytecie Kurashiki wskazują na zastosowanie go w profilaktyce przeciwzakrzepowej i cukrzycy. Jak zawsze w takich przypadkach istnieje cała kultura picia Shochu , niespotykane w europie, a pochodzące z regionu Kagoshima (jedyny region Japonii prdukujący wyłącznie Shochu) są tradycyjne naczynia Sorakyu. Nie byłoby w nich nic specyficznego gdyby nie to, ze od spodu są zaokrąglone lub szpiszaste co uniemożliwi odłożenie ich na stół przed wypiciem zawartości. Shochu podaje się bardzo różnie, zazwyczaj z odrobiną wody – lecz jest w tym wiele magii ponieważ, dodanie ciepłej wody do Shochu zaustrza smak ale odwrotnie łagodzi go i wzmaga wrażenie słodyczy. Można je również pić bez dodatków lub z zimną wodą/lodem.

Brandy

Rysunek 10. Brandy

Jest to grupa alkoholi destylowanych z win, głównie gronowych. Termin Brandy pochodzi z języka holenderskiego ponieważ w średniowieczu kupcy holenderscy otrzymywali je metodą destylacji i nazwali je „palonym winem” – „brendvijn” . Za prawdziwe Brandy może być uznany tylko wyrób pochodzący z destylacji wina winogronowego, ewentualnie rozcieńczony woda destylowaną – tak aby cały aromat pochodził od winogron. Dodatkowo bardzo ważnym etapem produkcji brandy nadającym każdej odmianie jej wyjątkowe walory smakowe jest leżakowanie w dębowych beczkach. Każda ceniąca firma produkująca Brandy ma swój własny standard wyboru drewna którego używa się do produkcji beczek do leżakowania, gotowy trunek może tak leżakować dwa do pięciu lat. Niemniej jednak robi się również inne odmiany, jak np. „cherry brendy” będące jego łagodnymi i delikatniejszymi odmianami, lecz są to wtedy destylaty win z innych owoców. Wokół Brendy jak i wokół innych wysokiej klasy alkoholi wysoko procentowych wytworzyła się cała kultura picia. Brandy pije się po posiłku, częściej po obiedzie ale jest również spożywane po zakończeniu kolacji. Podaje się w specjalnych kieliszkach do brandy, tzw „koniakówkach” – podaje się w nich czystą brandy lub drinki z brandy, mają kształt pękaty zwężający się ku górze.

Zivania

Rysunek 11. Zivania

Ma delikatny aromat rodzynek bardzo specyficzny, jest ona destylatem z winogron sprasowanych podczas przygotowywania wina zmieszanych z wysokiej jakości lokalnym winem wytrawnym. Zawartość alkoholu to około 45%, choć znane są przypadki gdzie zawartość alkoholu sięga 70% - produkowana w górach Troodos. Od 2004 roku Zivania jest chroniona prawem Unii Europejskiej jako unikatowy produkt cypryjski co oznacza, że nie może być ona produkowana w żadnym innym miejscu. Dla potwierdzenia autentyczności Zivanii – i ewentualnego zapobiegania sprzedaży podrobionych produktów – poszukiwano możliwości określenia autentyczności. Nowoczesna nauka okazała się bardzo przydatna ponieważ za pomocą chromatografii gazowej (GC) i spektroskopii NMR (1H NMR) udało się wyróżnić statystycznie istotne różnice między Zivanią, a produktami z innych greckich wysp o podobnym pochodzeniu i metodzie produkcji. Jej smak i aromat są ściśle związane z warunkami geologicznymi i klimatologicznymi regionu [Authenticity of the Traditional Cypriot Spirit „Zivania” on the Basis of H NMR Spectroscopy Diagnostic Parameters and Statistical Analysis] Zivania jest jednym z alkoholi których przechowywanie nadaje im jeszcze więcej aromatu i smaku. Czasem dodaje się do Zivanii cynamonu który nadaje jej delikatny czerwony kolor i zmienia aromat. W medycynie ludowej Cypru jest ona również używana jako środek przeciw bólowy, do rozgrzewających masaży, do odkażania ran, a w górach podczas chłodnych zimowych wieczorów służyła – i zapewne służy – jako środek rozgrzewający.

Literatura

  1. Atkins „Chemia fizyczna”