61
40 % конверсию углеродного субстрата в аминокислоту и выходы лизина
на сахарах до 40, уксусной кислоте – до 70 г/л.
Микробиологический процесс производства лизина аналогичен схеме
получения глутаминовой кислоты, однако использование ауксотрофных
микроорганизмов требует специального
состава питательных сред, кото-
рые подбираются индивидуально для каждого штамма. Очень важно так-
же осуществлять на стадии ферментации стабилизацию основных пара-
метров культуры в строгом соответствие с технологическим регламентом
данного производства, так как выход лизина зависит от температуры сре-
ды, концентрации кислорода, длительности ферментации, дозы и возраста
посевного материала. Помимо сахаров (7–12 % по объему), сульфата ам-
мония и фосфатов калия, в среду вносят кукурузный экстракт в качестве
источника биологически активных веществ (1.2–1.5 % по содержанию
сухих веществ), а также мел и синтетический пеногаситель. Среда должна
содержать (в л): 200 мг метионина, 800 мг треонина, 15–20 мкг биотина
(при меньших концентрациях биотина синтезируется глутаминовая кисло-
та, при 2.5 мг – молочная кислота, как механизм обратного действия). Со-
Гомосерин
β-аспартилфосфат
β-аспартатполуальдегид
L-треонин
L-треонин
L-метионин
L-лизин
Аспарагиновая
кислота
Рис. 2.3. Диаминопимелиновый путь синтеза лизина
62
отношение углерода и азота в среде оптимально как 11:1 (при его увели-
чении выход лизина падает, при уменьшении – накапливается аланин).
Культивирование осуществляется в строго стерильной глубинной аэроб-
ной периодической культуре в аппаратах объемом 50 и 100 м
3
при коэффи-
циенте заполнения 0.75. Процесс длится 48–72 ч при 29–30
°С, контроли-
руемом рН 7.0–7.5, непрерывном перемешивании и
избыточном давлении
20–30 кПа. Уровень аэрации составляет 1м
3
воздуха/м
3
среды в минуту. При
ухудшении условий аэрации происходит образование молочной кислоты.
Для пеногашения используют кашалотовый жир или синтетические масла
(0.5 % от объема среды). В первые сутки потребляется около 25 % сахаров и
почти все аминокислоты, при этом образуется практически вся биомасса.
Далее на фоне резкого снижения скорости роста клеток наблюдается самая
высокая скорость синтеза лизина (до 1.0 г/л ч). Для стабилизации рН перио-
дически проводят поддтитровку культуры 25 % раствором аммиака. При
дополнительном дробном введении в аппарат углеводов и азота выход ли-
зина можно повысить. Конечная концентрация кислоты достигает 40 г/л при
остаточной концентрации сахаров около 0.5–1.0 г/л.
Эффективный процесс получения лизина реализован на более доступ-
ном субстрате – уксусной кислоте. Токсичность данного субстрата делает
необходимой дробную подачу ацетата; его концентрация в среде не долж-
на превышать 2 %. Небольшие добавки сахара в среду (около 1 %) повы-
шают выход лизина на 30–50 %. Экономический коэффициент по потреб-
ляемому ацетату при этом составляет 27 %. Конечная концентрация лизина
в среде достигает 40–50 г/л. В последние годы получены мутантные штам-
мы B. flavum, обеспечивающие на ацетатной среде выход лизина до 73 г/л.
Практически весь производимый микробиологическим способом L-
лизин используется в кормопроизводстве для повышения усвояемости и
питательности кормов.
Поэтому выпускается лизин, главным образом, в
виде кормовых препаратов – жидкого концентрата лизина (ЖКЛ) и кор-
мового концентрата лизина (ККЛ).
При производстве ЖКЛ культуральную жидкость, предварительно ста-
билизированную 25 % раствором гидросульфита натрия, подкисляют со-
ляной кислотой до рН 4.5–5.0. Образующийся при этом термостабильный
монохлорид лизина упаривают в вакуумно-выпарных аппаратах до 40 %
содержания сухих веществ. Готовый препарат ЖКЛ не замерзает при тем-
пературе до –18
°C и сохраняет свои свойства в течение 3 месяцев.
ККЛ получают на основе ЖКЛ, высушивая жидкий концентрат в рас-
пылительных сушилках при температуре не более 90
°С до остаточной
влажности 4–8 %. Сухой препарат лизина гигроскопичен и в процессе хра-
нения подвержен порче. Для устранения данного нежелательного явления
в концентрат перед высушиванием вводят
наполнители в виде костной
муки, бентоита, негашеной извести, пшеничных отрубей. Высушивание
полученной пасты проводят конвективным способом на вальцево-
63
ленточных сушилках. Препарат по составу близок к жидкому концентрату
лизина и содержит (в %): 7–10 лизина, 15–17 белка, до 14 других амино-
кислот, 10–13 бетаина и 20–25 зольных веществ. Препарат сыпуч и негиг-
роскопичен. Срок его хранения возрастает до 1 года.
Do'stlaringiz bilan baham: