Priemyselná mikrobiológie. výroby aminokyselín

Video: Vytvorenie superproducers esenciálne aminokyseliny

Primárne metabolity - nízkomolekulárny látky nevyhnutné pre rast baktérií: niektoré z nich sú stavebné kamene iných makromolekúl - sú zapojené do syntézy koenzýmov. Medzi najdôležitejšie pre použitie v priemysle primárnej metabolity, môže byť izolovaný aminokyseliny, organické kyseliny, nukleotidy a vitamíny.

výroby aminokyselín

Výroba aminokyselín vo svete neustále rastie a v súčasnej dobe činí asi 400 tisíc. Tun / rok, aj keď je potrebné pre nich je odhadovaná byť oveľa vyšší.

Ako už bolo spomenuté, nedostatok aminokyselín v potrave (najmä nenahraditeľný) negatívny vplyv na rast a vývoj. Tak, prísada do krmív pre zvieratá niekoľko frakcií% kyseliny s nedostatkom krmiva môže zvýšiť hodnota proteínu viac ako dvakrát.

Zo všetkých možných spôsobov výroby aminokyselín (. Tým, chemické, mikrobiologické, atď), sa dáva prednosť mikrobiologickej i mikrobiálne organizácie výroby nemožno nazvať jednoduchá, jej výhoda spočíva v syntéze opticky čistých (L-aminokyselín), vzhľadom k tomu, keď je chemická syntéza získa racemická zmes L- a D-aminokyseliny, ktoré sa ťažko oddeliť.

Mikrobiálne Syntéza aminokyselín je založené na kultiváciu presne definovaným výroby očakávanej kyseliny v prostredí daného prostriedku v presne definovaných parametrov fermentácie. Výrobcovia sú bakteriálne kmene získané selekciou mutantného alebo metódami genetického inžinierstva. Bakteriálne mutantov, na jednej strane, stratil schopnosť syntetizovať niektoré látky, na druhej strane, získali schopnosť supersynthesis cieľovej aminokyseliny.

Už v 70. rokoch minulého storočia, superproducer mikróbov rodov bol získaný Brevibacterium, Corynebacterium, Micrococcus, apod ktorého pomocou je možné vyrobiť všetky známe aminokyseliny. V súčasnej dobe existuje superproducer, v ktorých je počet špecifický proteín syntetizovaný dosahuje 10-50% (tu kľúčovú úlohu kópiách plazmidov nesúcich vložené gény).

získanie amino fermentačnej kyseliny technológia je založená na princípoch pridelenie a produkujúce primárnych metabolitov, to znamená, že matka kultúra šírené spočiatku na agare v skúmavkách, a potom - .. v kvapalnom médiu v bankách očkovacieho a siatie prístroje, a potom - v základných fermentoroch.

Ak je aminokyselina za predpokladu, ako prísada do krmiva je biotechnologický spôsob krmivového produkt obsahuje nasledujúce kroky: fermentácia stabilizáciu aminokyseliny v kvapalnej kultúre pred odparením, vákuovým odparovaním, štandardizácia odparí roztok pridaním plniva, sušenie a balenie na konečný výrobok, ktorý by nemal obsahovať viac ako 10% z hlavnej látky. Ak je aminokyselina použité ako liečivo, v tomto prípade samostatný čisté kryštály, ktoré sa vysuší vo vákuu a balené. Napríklad v priemysle sa vyrábajú suché krmivo a kvapalina kŕmne koncentráty lyzín spolu s kryštalickým lyzínu (obr. 4.1).

Obr. 4.1. Schéma s lyzín produkujúce: 1 - obal pre kultivačné kvapaliny (QL) - 2 - Iontomeničová kolonny- 3 -collection elyuata- 4 - kolektor filtrata- 5 - kontajner 6 elyuata- - Čerpadlá 7 - vákuové odparovanie apparat- 8 - Cyclone - 9 - sušička ožarovača kontsentrata- 10-11 sbornik- - reaktor kristallizator- 12-13 tsentrifuga- - sušička

Existujú dva spôsoby, ako získať aminokyselinu: jednostupňové a dvojstupňové. Podľa prvého spôsobu, napríklad, mutantný auxotrofnych kmeň - produkovať aminokyseliny - rastú v médiu optimálne pre biositeza. Požadovaný produkt sa akumuluje v médiu, z ktorého bol izolovaný podľa diagramu obr. 4.2.

Obr. 4.2. Príkladný postupový vývojový diagram pre aminokyseliny 1 - fermentator- 2 - ohladitel- 3, 9-4 refrizheratory- - kontajner pre pre obrabotki- 5 - tsentrifuga- 6 - vákuové uparivatel- 7 - priama predspracovaní prístroje aminokisloty- 8 - bubon A Filtre , B - cesta (ak je to potrebné ich prepájanie do podoby) - 10 - zariadenie ultrafiltratsii- 11 - kontajner pre konzervačného roztoku aminokisloty- 12-13 membránový filter - poháňanie kvapalného kontsentrata- 14 - kontajner pre ukladanie aminokisloty- 15 - filter-press 16 - sprej sushilka- 17 - suchý koniec úložného ntrata

Spôsob dvojstupňové z klíčkov produkujúcich kultivované v médiu, kde sa prijíma a syntetizuje všetky potrebné zložky pre následnú syntézu žiadaného produktu. Schéma dvojstupňový proces môžu byť reprezentované nasledujúcim spôsobom:

Ak sú enzýmy biosynthesy aminokyselín karta intracelulárne, po 1. stupeň buniek sa oddelí, rozpadla a je použitá bunková šťava. V ostatných prípadoch sa na účely biosyntézy požadovaných produktov sa použije priamo bunky.

Kyselina glutamová - prvá aminokyselina získaná mikrobiologickú. Mutanti poskytujúca nadmernú expresiu tejto kyseliny, sa nedocieli, ale "nadprodukcia" táto aminokyselina je z dôvodu osobitných podmienok, v ktorých je syntéza narušených membránových fosfolipidov. Kyselina glutámová je syntetizovaný výhradne kultúry Corynebacterium glutamicum a Brevibacterium flavum.

Substráty pre jej prípravu sú glukóza a kyseliny octovej, a na začiatku 60. rokov. minulého storočia, ktorý sa používa aj n-parafíny. Špecifické podmienky pre rast plodín, vytvorených pridaním živného penicilínu, ktorý inhibuje syntézu bunkovej steny, alebo zníženie (v porovnaní s optimom) koncentráciu biotín (vitamín B7) v médiu, ktoré indukuje štrukturálne a funkčné zmeny v bunkovej membráne, a tým zvyšuje jeho priepustnosť na kyselinu glutámovú, pričom bunky v kultivačnej tekutiny.

V Japonsku, s použitím teploty výber izolované kmene baktérií (termofilné), ktoré produkujú vysoké hladiny kyseliny glutámovej pri zvýšených teplotách, za takých podmienok, dosiahne 50% konverzie zdroja uhlíka na kyselinu glutámovú.

Sodná soľ kyseliny glutámovej je široko používaný v potravinárskom priemysle k zlepšeniu chuti potravinových výrobkov v plechovkách a zmrazený.

LV Timoshenko, MV Chubik

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno