Істотне значення в процесі асиміляції вуглецевмісних сполук має їх концентрація в живильному середовищі. Найбільша кількість лізину отримано на середовищах, що містять 10-12% сахарози. При більш високих концентраціях сахарози питома швидкість росту продуцента знижується і зменшується коефіцієнт конверсії цукру (YP / S).
4.2 Приготування посівного матеріалу
Посівний матеріал готується в дві стадії: спочатку в колбах, а потім в посівних апаратах при аерації (11 / хв) і інтенсивному перемішуванні і автоматичному регулюванні температури (30 0 С) і рН = 7 відповідно до регламенту.
Якщо в якості джерела вуглецю використовують оцтову кислоту (ацетат амонію), то, внаслідок гнітючої дії ацетат-іонів на ріст клітин при концентрації вище 2%, здійснюють дробову подачу субстрату в міру його споживання.
Промисловими продуцентами лізину є гомосеріндефіцітние мутанти ауксотрофності бактерій родів Brevibacterium. Micrococcus. Corynebacterium.
Клітини Brevibacteriumsp. 22 культури являють собою нерухомі грампозитивні палички довжиною 1,2-2,5 мкм, але іноді можуть мати овальну або круглу форму.
Клітини мають максимальну довжину в логарифмічній фазі росту. У швидкозростаючих клітин добре виражений рибосомальних белоксинтезирующий апарат, а у повільно зростаючих, але інтенсивно синтезують лізин - мембранна система. У клітин, інтенсивно синтезують лізин, велику активність проявляють і ферменти циклу Кребса, багато з яких пов'язані з мембранами.
Серед джерел азоту найбільш часто використовують солі амонію і кукурудзяний екстракт (отримують обробкою кукурудзяних макухи сірчаною кислотою при 90-100 ° С), кислотні гідролізати дріжджів або казеїну. Останні містять необхідні ауксотрофності штаму амінокислоти і вітаміни. Оптимальне співвідношення вуглецю та азоту в середовищі становить 11. 1 (при його збільшенні вихід лізину падає, при зменшенні накопичується аланин). У живильному середовищі також повинні міститися солі калію, магнію і фосфору (табл. 2).
Склад поживних середовищ при вирощуванні продуцента лізину (%)
4.3 Умови культивування
Загальна схема виробництва препаратів лізину представлена на рис. 2
Процес отримання лізину вимагає строгих асептичних умов.
Вирощування виробничої культури продуцента лізину зазвичай здійснюється періодичним способом в ферментаторах, обсяг яких становить 50, 63 або 100 м 3. Посівний матеріал в кількості 5-10 об. % Від обсягу живильного середовища надходить в ферментатор. Відразу після засіву в нього подається повітря, нагрітий до 50 ° С, з розрахунку 1 об'єм повітря на 1 об'єм живильного середовища в хвилину при тиску 0,12-0,13 МПа.
Тривалість ферментації становить 55-72 год, процес проводять при інтенсивному перемішуванні середовища, температурі 28-32 ° С, рН = 7,0 ÷ 7,5 (підтримується додаванням в середу аміачної води) і періодичною подачею стерильного пеногасителя.
Процес культивування складається з двох стадій. У першу добу клітини споживають близько 25% вуглеводів і азотистих речовин; в цей час накопичується майже вся біомаса. На другій стадії швидкість накопичення біомаси різко знижується, але в ЯЖ відбувається накопичення лізину. Після закінчення процесу перестає споживатися титри агент (аміачна вода) і концентрація лізину становить 60-100 г / л, біомаси накопичується 10-15 г / л (СВ), коефіцієнт споживання цукру в розрахунку на лізин складає 25-35%.
5. Отримання препаратів лізину
Залежно від призначення з ЯЖ можна отримати різні мікробіологічні препарати (рис. 2): рідкий концентрат лізину (ЖКЛ), сухий кормовий концентрат лізину (ККЛ), кристалічний лізин.
5.1 Рідкий концентрат лізину
Для отримання ЖКЛ і ККЛ культуральну рідину, що містить 10-13% СВ, подкисляют HCl до рН = 5,0 і додають 0,15% розчин гідросульфіту натрію для стабілізації лізину. Стабілізовану культуральну рідину випарюють під вакуумом до 35-40% СВ.
5.2 Сухий концентрат лізину (ККЛ) отримують, висушуючи ЖКЛ в розпилювальних сушарках до вологості 5-6%. Сухий ККЛ дуже гігроскопічний, тому відразу після сушки його упаковують в поліетиленові мішки.
Менш гігроськопічний ККЛ отримують, висушуючи ЖКЛ разом з наповнювачами (кістковим борошном, кормовими дріжджами, пшеничними висівками та ін.).
До складу кормових препаратів входять крім лізину і інші амінокислоти, а також вітаміни, макро- і мікроелементи (табл. 3).
Хімічний склад кормових препаратів лізину
5.3 Кристалічний лізин виділяють з ЯЖ після відділення біомаси.
При нормальному перебігу процесу частка побічних амінокислот не перевищує 3% від вмісту лізину, частка мікробних клітин - 1,5%. Для відділення біомаси від ЯЖ використовують саморозвантажні сепаратори, а також фільтрування з намивні шаром або на барабанному вакуум-фільтрі, або на рамних фільтр-пресах з наступним промиванням осаду водою.
Розчини, що містять лізин, після підкислення соляною кислотою (рН = 5,0 ÷ 5,2) і введення стабілізатора (NaHSO3) концентрують випаровуванням у вакуумі до 45-50% СВ. Отриманий концентрат піддають кристалізації, яку проводять при 5-12 ° С протягом 1-2 діб. Осад відокремлюють від маточника в проточних промислових центрифугах і далі висушують в розпилювальної сушарці або в киплячому шарі. Готовий продукт, як правило, забарвлений в коричневий колір і містить не менше 70% основної речовини.
Іншим способом виділення лізину є іонообмінний процес. Для цього розчин продукту подкисляют H2 SO4 до рН = 1,6 ÷ 2,0, в результаті чого утворюється дікатіон амінокислоти. Після хемосорбції на катионите (КУ-2х8), використовуваному в Н + іліNH4 + формі, відокремлюються домішки нейтральної та кислотної природи. Амінокислоти елюіруют з катіоніту 0,5-5% гідроксиду амонію, розчин упарюють, подкисляют HCl до рН = 4,9 ÷ 5,0, а концентрат кристалізують при 5-12 ° С, отримуючи кристали монохлоргідрату лізину світло-жовтого або світло-коричневого кольори, які після висушування містять 90-95% основної речовини і 1,0-12,5% золи. Для отримання препарату більш високого ступеня чистоти в схему очищення включають стадію обробки розчину активним вугіллям, перекристаллизацию з 50% етанолу та ін.
Ваш сайт дуже хороший! Зроби паузу, студент, ось розважся: Диплом - це документ, що підтверджує що від вас нарешті позбулися. До речі, анекдот узятий з chatanekdotov.ru