К специфическим особенностям синтеза витаминов относятся: многостадийность процессов; значительная материалоёмкость, обусловливающая необходимость размещения предприятий В. п. вблизи сырьевых баз; применение специальной аппаратуры, предназначенной для работы с агрессивными средами; необходимость выработки высокочистой продукции. Витаминные заводы - специализированные предприятия. Преобладает предметная специализация - осуществление синтеза витаминов на каждом предприятии по полной схеме их производства, включая и выпуск всех полупродуктов. С конца 60-х гг. расширяется более эффективная - технологическая специализация производства полупродуктов.

Научно-технические проблемы получения витаминов и их применения разрабатываются в СССР в основном во Всесоюзном научно-исследовательском витаминном институте, а также в научно-исследовательских организациях АМН СССР, АН СССР и АН союзных республик, министерств и ведомств. Вопросы совершенствования действующих производств решаются центральными заводскими лабораториями.

Главные направления развития витаминной промышленности в России:

- создание новых высокоэффективных препаратов;

- совершенствование технологии производства и разработка новых, улучшенных схем синтеза, основанных на использовании дешёвых видов отечественного сырья;

- увеличение выработки витаминов, коферментов и их готовых форм до уровня, обеспечивающего полное удовлетворение потребностей народного хозяйства, расширение ассортимента продукции;

- строительство новых и реконструкция действующих производств;

- механизация и автоматизация технологических процессов;

- совершенствование и организация производства отдельных полупродуктов на предприятиях других отраслей промышленности;

- повышение качества продукции;

- углубление технологической специализации;

- внедрение автоматизированных систем управления отраслью промышленности и производством.

В наиболее развитых странах, особенно в США, Японии, Великобритании, Германии, Франции, Швейцарии, производство витаминов достигло больших размеров.

Как правило, оно сосредоточено в руках химико-фармацевтических фирм.

Производство витаминов из дрожжей

В настоящее время чистые препараты витаминов получают главным образом синтетически, в некоторых случаях отдельные стадии их образования выполняются методами микробиологического синтеза. Распространенное ранее производство концентратов витаминов из продуктов растительного или животного происхождения сейчас почти полностью потеряло свое значение.

В то же время, некоторые витамины получают с помощью экстракции и очистки культуральной жидкости или биомассы микроорганизмов. Наряду с использованием непосредственно дрожжевой биомассы как источника витаминов в виде дрожжевых гидролизатов и пивных дрожжей, некоторые дрожжи используются для микробиологического производства чистых витаминов.

Использование дрожжей для производства чистых витаминов началось в 1930-х годах с получения витамина D. С использованием специальных рас Saccharomyces cerevisiae получают эргостерол, который после облучения ультрафиолетом модифицируется в витамин D2 (кальциферол).

Существуют штаммы сахаромицетов, обладающие способностью к гиперсинтезу витамина B2 (рибофлавина), которые могут быть использованы для получения этого витамина.

Из базидиомицетовых дрожжей, обладающих способностью к интенсивному синтезу каротиноидов, получают препараты β-каротина, являющегося предшественником витамина A, и астаксантина.

Питьевые дрожжи

Дрожжевой осадок, остающийся после сбраживания пивного сусла, издавна используют для получения различных полезных веществ, в частности дрожжевых гидролизатов и автолизатов. Гидролизаты дрожжей получают, нагревая дрожжевую биомассу при 100°C в кислой среде. Большая часть белков при этом гидролизуется до аминокислот. Затем препарат нейтрализуют и концентрируют в виде густой пасты или высушивают. При получении дрожжевых автолизатов разрушение клеточных компонентов происходит под действием ферментов самой дрожжевой клетки. Этот процесс протекает в обычных условиях в или при небольшом нагревании дрожжевого осадка без питательных веществ до 50°C и обычно продолжается в течение 1-2 сут. За это время около половины всех белков в дрожжевых клетках расщепляется до аминокислот.

Дрожжевые гидролизаты широко применяются в качестве источника витаминов и аминокислот в медицине, в микробиологии при составлении питательных сред. Дрожжевые гидролизаты и автолизаты обладают способностью придавать пищевым продуктам привкус мяса, или усиливать такой вкус, поэтому они широко используются в пищевой промышленности для приготовления различных приправ, в качестве вкусовых добавок в готовые продукты (например, в картофельные чипсы).

Большой популярностью пользуются пивные (питьевые) дрожжи, приготовляемые на основе частично гидролизованной дрожжевой биомассы. Они используются в качестве источника витаминов (в первую очередь В1 и В2, а также РР, В3, В4, В6, Н), незаменимых аминокислот и жирных кислот и широко применяются в медицине, ветеринарии, косметологии, диетологии.

Красные дрожжи

Многие дрожжи синтезируют большое количество каротиноидов, придающих их колониям красную, розовую, оранжевую или желтую окраску. Способность к образованию каротиноидов и формирование окрашенных колоний встречается только среди базидиомицетовых дрожжей, то есть относится к признакам аффинитета. Наиболее характерно образование каротиноидов для родов Rhodosporidium, Cystofilobasidium, Sporidiobolus, и их анаморф Rhodotorula, Cryptococcus, Sporobolomyces. К наиболее распространенным каротиноидам относится β-каротин.

β-Каротин

Это широко распространенное соединение, встречающиеся также во многих растениях и грибах. β-Каротин является предшественником витамина A и его промышленное получение представляет интерес для медицины и некоторых других облестей. Разработаны и применяются биотехнологические процессы получения β-каротина с использованием красных дрожжей, например Rhodotorula glutinis.

У базидиомицетовых дрожжей встречаются и другие виды каротиноидов. Например, красные дрожжи Phaffia rhodozyma образуют каротиноид астаксантин.

Астаксантин

Астаксантин - широко распространенный в природе каротиноидный пигмент ярко-красной окраски. В отличие от β-каротина имеет два дополнительных атома кислорода на каждом из колец. Впервые был выделен из омаров в 1938 году, сейчас обнаружен в тканях многих растений и животных. Особенно в большом количестве содержится в тканях креветок, крабов, лососевых рыб, придавая им красный цвет.