Лизин. 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
2
Рис 1. Общее химическое строение аминокислот.

Стереохимия аминокислот
3
Рис 2. Оптические изомеры одной аминокислоты.

Способы получения аминокислот
4

3. Микробиологический синтез
5
Способы получения аминокислот

Преимущества микробиологического биосинтеза аминокислот:
6
Рис 3. L-Лизин
Рис 4. Очистка продукта

Суперпродуценты лизина
7
Рис 6. Corynebacterium glutamicum
Рис 5. Brevibacterium flavum

8
Аспартаткиназа
Треонин
Лизин
Метионин
Аспарагиновая кислота

9
Лизин
Гомосериндегидрогеназа
Метионин
Лизин
Треонин
Аспартаткиназа

Питательная среда
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.)
10
Повышение проницаемости клеточной стенки
Источник углевода
Источник азота

Условия влияющие на биосинтез АК
Питательная среда
Снабжение воздухом
Температура
Давление
Скорость перемешивания



Рис.7. Ферментер

Технологическая схема производства
12
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

13
ВР-1. Санитарная обработка
Смешивание
Отвешивание всех компонентов питательной среды
ВР-2. Подготовка питательной среды
Обработка персонала
Обработка помещения
Обработка оборудования
ВР-3. Подготовка штамма
Селекция и накопление биомассы
ТП-4. Ферментация
Поддержание определенных условий
Взятие проб
ТП-5. Разделение культуральной жидкости и продуцента
Центрифугирование
Упаривание

14
ТП-6. Очистка
Фильтрование
Ультрафильтрование
Осаждение
ТП-7. Сушка
Распыление
УМО-9. Готовая продукция
КК-8. Контроль качества

Условия для эффективного биосинтеза лизина
Устойчивый штамм с максимальным выходом продукта
Постоянное поддерживание оптимальных условий для ферментации
Непрерывность процесса
Контроль параметров
15

Направления эффективного использования технологических отходов микробиологического биосинтеза АК
В качестве кормовой добавки в животноводстве, птицеводстве и рыболовстве
В качестве удобрения в сельском хозяйстве


16