Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Аминокислота - целевой продукт





Если ферменты биосинтеза аминокислоты накапливаются внутри- клеточно, то после 1-й ступени клетки сепарируют, дезинтегрируют и применяют клеточный сок. В других случаях для целей биосинтеза це­левых продуктов применяют непосредственно клетки.

Получение лизина

Типичными продуцентами L-лизина являются бактерии Brevibac- terium flavum и Corynebacterium glutamicum.

Чтобы добиться образования лизина в больших количествах, полу­чают мутанты двух типов. У мутантов первого типа не синтезируется или не функционирует гомосериндегидрогеназа, в результате чего бло­кируется синтез метионина и треонина. Такие мутанты являются ауксо- трофами по гомосерину или треонину (метионину); внутриклеточная концентрация треонина у них существенно снижена, что снимает бло­каду с аспартаткиназы. Поэтому при выращивании мутантных штаммов в среде, где присутствуют лимитирующие концентрации метионина и треонина, они способны образовывать избыточные количества лизина. Мутанты второго типа дефектны по структурному гену, детерминиру­ющему конформацию аспартаткиназы. В итоге фермент теряет чувстви­тельность к высоким концентрациям аллостерического ингибитора — лизина.

Важный фактор, обеспечивающий в культуральной среде высокие концентрации аминокислоты, синтезированной внутри клетки, — про­ницаемость клеточных мембран. Проницаемость клеточной мембраны увеличивают либо с помощью мутаций, либо путем изменения состава питательной среды. В последнем случае в культуральной среде создают дефицит биотина (1 - 5 мкл/л), добавляют пенициллин (2 - 4 мкг/л), де­тергенты (твин-40 и твин-60) или производные высших жирных кислот (пальмитаты, стеараты). Биотин контролирует содержание в клеточной мембране фосфолипидов, а пенициллин нарушает биосинтез клеточных стенок бактерий, что повышает выделение аминокислот в среду.

Для культивирования штаммов микроорганизмов при производстве аминокислот как источники углерода наиболее доступны углеводы - глюкоза, сахароза и реже фруктоза и мальтоза. Для снижения стоимости питательной среды в качестве источников углерода используют вторич­ное сырье: свекловичную мелассу, молочную сыворотку, гидролизаты крахмала, сульфитные щелока. Технология этого процесса совершен­ствуется в направлении разработки дешевых синтетических питатель­ных сред на основе уксусной кислоты (до 1,5%), пропионовой кислоты, метанола, этанола (до 1 %) и н-парафинов. В качестве источников азота применяют мочевину и соли аммония (сульфаты и фосфаты). Для ус­пешного развития микроорганизмы нуждаются в стимуляторах роста, в качестве которых выступают экстракты кукурузы, дрожжей и солодо­вых ростков, гидролизаты отрубей и дрожжей, витамины группы В. Кроме того, в питательную среду добавляют необходимые для жизнеде­ятельности макро- и микроэлементы (Р, Са, Mg, Mn, Fe и др.). На про­цесс биосинтеза аминокислот существенное влияние оказывает снабже­ние воздухом, при этом степень аэрации индивидуальна для производ­ства каждой конкретной аминокислоты. Стерильный воздух подается специальными турбинными мешалками (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Технологическая схема получения кормового препарата лизина: I - подача свекловичной мелассы; 2 - водная суспензия кукурузного экстракта и питательных солей; 3 - нагревательная колонка; 4, 5 - теплообменники; 6 - посев­ные аппараты; 7 - подача посевного материала; 8 - система фильтров для очистки и стерилизации воздуха; 9 - ферментер; 10 - фильтры для очистки отходящих газов; II - получение монохлоридгидрата лизина; 12 - подача соляной кислоты; 13, 14 - выход и подогрев монохлоридгидрата лизина; 15 - выпаривательная установка; 16 - сборник ЖКЛ; 17 - смешивание ЖКЛ с наполнителем; 18 - распылитель; 19 - пода­ча горячего воздуха; 20 - очиститель воздуха; 21 - отделение сухого препарата ли­зина от воздуха; 22 - приемник ККЛ.

 

Опыты показали, что лизин появляется в культуральной среде, начиная с середины экспотенциальной фазы роста культуры клеток микроорганизма, и достигает максимума к ее концу. Поэтому на первой стадии технологического процесса формируют биомассу продуцента, которую выращивают в специальных посевных аппаратах в течение су­ток (рН 7,0 - 7,2; температура 28 - 30 °С), а затем подают в производ­ственный ферментер, заполненный питательной средой. Лизин начинает поступать в культуральную жидкость через 25 - 30 ч после начала фер­ментации. По завершении процесса ферментации (через 55 - 72 ч) жид­кую фазу отделяют от культуры клеток микроорганизма фильтрованием и используют для выделения из нее лизина.

Высокоочищенные препараты лизина получают после фрак­ционирования фильтрата культуральной жидкости методом ионо­обменной хроматографии на катионите. С этой целью лизин переводят в форму катиона:

NH3

+ (CH2)4

h3n-ch-cooh

Для данного процесса фильтрат обрабатывают соляной кислотой до рН 1,6 - 2,0 (рН < pKj). Обладая двумя положительно заряженными ионогенными группировками, лизин прочно сорбируется на смоле и элюируется с нее в виде индивидуального соединения 0,5 - 5 %-ном раствором гидроксида аммония после выхода всех других катионов. Элюат концентрируют в вакууме при температуре 60 °С, переводят в форму монохлоргидрата, после чего высушивают и дополнительно чи­стят с помощью перекристаллизации. В результате получают препараты кристаллического лизина 97 - 98 %-й чистоты, которые используют для повышения питательной ценности пищевых продуктов и в медицинской промышленности.

Кроме высокоочищенных препаратов лизина получают иные виды его товарной формы: жидкий концентрат лизина (ЖКЛ), сухой кормо­вой концентрат лизина (ККЛ) и высококонцентрированные кормовые препараты, характеризующиеся относительно меньшей степенью очистки в сравнении с первым препаратом.

Получение глутаминовой кислоты

cooh (ch2)2 hon-ch-cooh

Глутаминовая кислота - это первая аминокислота, полученная микробиологическим путем. Мутантов, обеспечивающих сверхсинтез этой кислоты, не получено, а «перепроизводство» этой аминокислоты связано с особыми условиями, при которых нарушается синтез мем­бранных фосфолипидов. Глутаминовая кислота синтезируется исключи­тельно культурами Corynebacterium glutamicum и Brevibacterium flavum.

Субстратами для ее получения являются глюкоза и уксусная кис­лота, а в начале 60-х гг. прошлого столетия использовали и н-парафины. Особые условия для роста культур создаются добавлением к культу- ральной жидкости пенициллина, который подавляет синтез клеточной стенки, или уменьшением (по сравнению с оптимальной) концентрации биотина (витамина В7) в среде, который индуцирует структурно- функциональные изменения в клеточной мембране, благодаря чему уве­личивается ее проницаемость для глутаминовой кислоты, выходящей из клетки в культуральную жидкость. В Японии с помощью селекции вы­делены температурозависимые штаммы бактерий (термофилы), которые продуцируют высокое содержание глутаминовой кислоты при повы­шенных температурах: в таких условиях достигают 50 %-го превраще­ния используемого источника углерода в глутаминовую кислоту.

Натриевая соль глутаминовой кислоты широко применяется в пищевой промышленности для улучшения вкуса продуктов питания в консервированном и замороженном виде.

5.1.2. Производство органических кислот

Органические кислоты можно получать как в анаэробных услови­ях (так называемые бродильные процессы), так и в аэробных условиях (окислительные процессы).








Date: 2015-09-24; view: 144; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.005 sec.) - Пожаловаться на публикацию