ПОЛУЧЕНИЕ
АМИНОКИСЛОТ
•Микробиологический метод получения аминокислот, наиболее распространенный в настоящее время, основан на способности микроорганизмов синтезировать все L- аминокислоты, а в определенных условиях – обеспечивать их сверхсинтез. Биосинтез аминокислот в микробных клетках протекает в виде так называемых свободных аминокислот или «пула аминокислот», из которого в процессах конструктивного метаболизма синтезируются клеточные макромолекулы.
•добиться дисбаланса в системе синтеза аминокислот можно путем изменения ряда основных факторов среды (концентрация основного субстрата, рН, соотношение макро- и микроэлементов в среде и др.).
•Изменение контрольного механизма синтеза аминокислот осуществляется генетическими методами. При этом получают мутантные организмы: ауксотрофные и регуляторные мутанты.
•Ауксотрофные мутанты – это организмы, утратившие способность к синтезу одной или нескольких аминокислот.
•Для получения таких аминокислот, как L-глутамата, L-валина, L-аланина, L-глутамина и L-пролина возможно применение природных штаммов и усиление у них продукции аминокислот условиями ферментации. Например, высокий, до 30 г/л, выход глутамата возможен при полном или частичном подавлении активности a- кетоглутаратдегидрогеназы, добавках в среду ПАВ и антибиотиков (пенициллина, цефалоспорина) для увеличения проницаемости клеточных мембран для глутамата.
•Производственные биотехнологические процессы получения аминокислот реализуются в условиях глубинной аэробной периодической ферментации. Скорость синтеза аминокислот не совпадает во времени со скоростью роста производственной культуры
•Максимальная продукция аминокислоты наступает, как правило, когда прирост биомассы практически прекращается. Поэтому питательная среда на первом этапе ферментации должна обеспечивать сбалансированный рост клеток; а на втором – условия для сверхсинтеза целевой аминокислоты. В качестве источника углерода и энергии используют богатые сахаросодержащие субстраты, главным образом, мелассу.
Получение глутаминовой кислоты
•В цикле трикарбоновых кислот в результате фермент. аминирования 2-катто-глутаровой ки-ты
•Продуценты: бактерии, дрожжи, микроскопические грибы
•Сверхсинтез кислоты у диких штаммов возможен в специальных физиологических условиях при торможении скорости роста и увеличении проницаемости клеточной мембраны для глутаминовой кислоты.
1 |
• Добаление негашеной извести к культуральной жидеости |
этап |
|
2
этап
3
этап
•избыток ионов осаждают кислотой, осадок удаляют центрифугированием.
•Осаждение кристаллов глутаминовой кислоты проводят в изоэлектрической точке. Кристаллы кислоты отделяют от маточника центрифугированием, промывают и высушивают.
Глутаровая кислота + щелочь= глутамат натрия
Получение лизина
•Микробиологический процесс производства лизина аналогичен схеме получения глутаминовой кислоты, однако использование ауксотрофных микроорганизмов требует специального состава питательных сред, которые подбираются индивидуально для каждого штамма.
•Дрожжи, грибы и микроводоросли синтезируют лизин из -кетоглутаровой кислоты через -аминоадипиновую кислоту.
•Культивирование осуществляется в строго стерильной глубинной аэробной периодической культуре в аппаратах
•Эффективный процесс получения лизина реализован на более доступном субстрате – уксусной кислоте. Токсичность данного субстрата делает необходимой дробную подачу ацетата
•Практически весь производимый микробиологическим способом L-лизин используется в кормопроизводстве для повышения усвояемости и питательности кормов.