Повышение эффективности получения лизина методами биотехнологии

Лизин Повышение эффективности получения лизина методами биотехнологии

Аминокислоты (АК)  — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержаться карбокси- и аминогруппа

Рис 1. Общее химическое строение аминокислот.

Стереохимия аминокислот

Рис 2. Оптические изомеры одной аминокислоты.

Способы получения аминокислот

Способы получения аминокислот

3. Микробиологический синтез

Преимущества микробиологического биосинтеза аминокислот:

Рис 3. L-Лизин

Рис 4. Очистка продукта

Суперпродуценты лизина

Рис 5. Brevibacterium flavum

Рис 6. Corynebacterium glutamicum

Аспарагиновая кислота

Аспартаткиназа

Треонин

Метионин

Лизин

Аспартаткиназа

Гомосериндегидрогеназа

Лизин

Метионин

Лизин

Треонин

Питательная среда

Повышение проницаемости клеточной стенки

• Недостаток биотина +пенициллин

• Глюкоза, сахароза

• Мочевина и соли аммония (сульфаты и фосфаты)

• Стимуляторы роста:  экстракты кукурузы, дрожжей и солодовых ростков, гидролизаты отрубей и дрожжей, витамины группы В
• Макро- и микроэлементы (Р, Са, Mg, Mn, Fe и др.)

Источник углевода

Источник азота

Условия влияющие на биосинтез АК

• Питательная среда
• Снабжение воздухом
• Температура
• Давление
• Скорость перемешивания

Рис.7. Ферментер

Технологическая схема производства

1 - ферментатор;

2 - охладитель;

3 ,9 - рефрижераторы;

4 - емкость для предварительной обработки;

5 - центрифуга;

6 - вакуум-упариватель;

7 - аппарат прямой предобработки амино-

кислоты;

8 - барабанный фильтр;

А, Б - пути (при необходимости смыкающиеся);

10 - аппарат для ультрафильтрации;

11 - емкость для консервации раствора амино-

кислоты;

12 - мембранный фильтр;

13 - накопитель жидкого концентрата;

14 - емкость для осаждения аминокислоты;

15 - фильтр-пресс;

16 -распылительная сушилка;

17 - накопитель сухого концентрата

Обработка персонала

ВР-1. Санитарная обработка

Обработка помещения

Обработка оборудования

Отвешивание всех компонентов питательной среды

ВР-2. Подготовка питательной среды

Смешивание

Селекция и накопление биомассы

ВР-3. Подготовка штамма

Поддержание определенных условий

ТП-4. Ферментация

Взятие проб

ТП-5. Разделение культуральной жидкости и продуцента

Центрифугирование

Упаривание

Фильтрование

ТП-6. Очистка

Ультрафильтрование

Осаждение

Распыление

ТП-7. Сушка

КК-8. Контроль качества

УМО-9. Готовая продукция

Условия для эффективного биосинтеза лизина

• Устойчивый штамм с максимальным выходом продукта
• Постоянное поддерживание оптимальных условий для ферментации
• Непрерывность процесса
• Контроль параметров

Направления эффективного использования технологических отходов микробиологического биосинтеза АК

• В качестве кормовой добавки в животноводстве, птицеводстве и рыболовстве
• В качестве удобрения в сельском хозяйстве