Амин қышқылдарын алудың химико-ферментативтік тәсілі
жүктеу/скачать 49,32 Kb.
|
МОБТ Шиязбай Ж.Ж 8-СӨЖ
|
Амин қышқылдарын алудың химико-ферментативтік тәсілі Лизин өндірісі. Лизиннің құрамы бойынша дәнді дақылдардың ақуыздары теңдестірілген, оларда оның тапшылығы 20-дан 50% - ға дейін құрайды. Ресей аумағында жемде лизиннің жетіспеушілігі соя есебінен толтырылуы мүмкін емес, сондықтан біздің елде осы амин қышқылының өндірісі бірінші болып ұйымдастырылды. Лизиндегі мал шаруашылығының қажеттілігін қанағаттандыру үшін ірі тоннажды өндіріс Испания, Франция, Жапония және АҚШ-та жолға қойылған. Микроағзалар жасушаларында лизин аспарагин қышқылынан синтезделеді және үш амин қышқылы - лизин, метионин және треонин үшін ортақ биосинтездің тармақталған метаболикалық жолының соңғы өнімі болып табылады (күріш. 2). Осылайша, жалпы ізашардың амин қышқылдарының жаңа пайда болу процесінде лизинмен бір мезгілде басқа екі амин қышқылдары - метионин және треонин пайда болады. Бұл жағдайда бір мақсатты амин қышқылдарының ортасындағы жинақталу әсері метаболикалық жолдың тарамдалуына байланысты пайда болатын жанама амин қышқылдарының синтезіне апаратын процестерді бұғаттау жолымен өндіріледі. Білім лизин торда бактериялар астында қатаң метаболиялық бақылаумен. L-Лизин-Brevibacterium flavum және Corynebacterium glutamicum - метаболикалық жолды ашатын аспартаткиназа ферменті-l-треонин және L-лизиннің жанама өнімдерінің бірлескен және келісілген әсері кезінде кері байланыс принципі бойынша тежеуге сезімтал аллостериялық белок болып табылады. Артық концентрацияда Тронин мен лизиннің жиналуы кезінде аспартаткиназ ингибитацияланады және олардың синтезі тоқтатылады, екі амин қышқылының кез келгенінің концентрациясы төмендеген кезде процесс белсендіріледі. Лизиннің көп мөлшерде пайда болуына қол жеткізу үшін екі түрлі мутанттар алады. Бірінші үлгідегі мутанттарда Сур. 2.Клеткалардағы лизиннің, метиониннің, треониннің биосинтезінің схемасы гомосериндегидрогеназа синтезделеді немесе жұмыс істемейді, нәтижесінде метионин мен треонин синтезі бұғатталады. Мұндай мутанттар гомосерин немесе треонин (метионин) бойынша ауксотрофтар болып табылады; оларда треониннің жасушаішілік концентрациясы айтарлықтай төмендеген, бұл аспартаткиназадан блокадты алып тастайды. Сондықтан мутантты штаммдарды метионин мен треониннің лимиттеуші концентрациялары бар ортада өсіру кезінде олар лизиннің артық мөлшерін түзуге қабілетті. Екінші типті мутанттар аспартаткиназа конформациясын детерминациялайтын құрылымдық ген бойынша ақаулы. Нәтижесінде фермент аллостериялық ингибитор - лизиннің жоғары концентрациясына сезімталдығын жоғалтады. Жасушаның ішінде синтезделген аминқышқылдарының жоғары концентрациясын мәдени ортада қамтамасыз ететін маңызды фактор - жасушалық мембраналардың өткізгіштігі. Жасушалық мембрананың өткізгіштігі мутация арқылы немесе қоректік ортаның құрамын өзгерту арқылы ұлғаяды. Соңғы жағдайда дақылдық ортада биотин тапшылығы (1-5 мкл/л) пайда болады, пенициллин (2-4 мкг/л), детергенттер (твин-40 және твин-60) немесе жоғары май қышқылдарының туындылары (пальмитаттар, стеараттар) қосылады. Биотин жасушалық мембранадағы фосфолипидтердің құрамын бақылайды, ал пенициллин бактериялардың жасушалық қабырғаларының биосинтезін бұзады, бұл амин қышқылдарының орта бөлінуін арттырады. Амин қышқылдарын өндіру кезінде микроорганизмдер штаммдарын өсіру үшін көміртегі көздері ретінде көмірсулар - глюкоза, сахароза және сирек фруктоза және мальтоза қол жетімді. Қоректік ортаның құнын төмендету үшін көміртегі көздері ретінде қайталама шикізат пайдаланылады: қызылша мелассасы, сүт сарысуы, крахмал гидролизаттары, сульфитті сілті. Бұл процесс технологиясы арзан синтетикалық қоректік орталарды өңдеу бағытында жетілдіріледі. (1,5% - ға дейін), пропион қышқылы, метанол, этанол (1% - ға дейін) және н-парафиндер. Азот көздері ретінде несепнәр және аммоний тұздары (сульфаттар және фосфаттар) қолданылады. Микроорганизмдердің табысты дамуы үшін жүгері, ашытқы және мия өскіндерінің сығындылары, Кебек пен ашытқы гидролизаттары, В тобының витаминдері болатын өсуді ынталандырғыштарды қажет етеді. Амин қышқылдарының биосинтезіне ауамен жабдықтау айтарлықтай әсер етеді, бұл ретте аэрация дәрежесі әрбір нақты амин қышқылдарын өндіру үшін жеке. Стерильді ауа арнайы турбиналық араластырғыштармен беріледі (сурет. 2). Тәжірибе көрсеткендей, лизин культуралды ортада микроорганизмдер жасушалары өсуінің экспоненциалды фазасының ортасынан бастап пайда болады және оның соңына қарай максимумға жетеді. Сондықтан технологиялық процестің бірінші сатысында бір тәулік ішінде арнайы егу аппараттарында өсірілетін продуценттің биомассасын қалыптастырады (рН 7,0-7,2; температура 28-30 °С), содан кейін қоректік ортамен толтырылған өндірістік ферментерге беріледі. Лизин ферментация басталғаннан кейін 25-30 сағаттан кейін дақылдық сұйықтыққа түсе бастайды. Ферментация процесі аяқталғаннан кейін (55-72 сағаттан кейін) сұйық фазаны жасушалар өсіндісінен микроорганизмдерді сүзу арқылы бөліп, одан лизинді бөлу үшін пайдаланады. Лизиннің жоғары тазаланған препараттарын катионитте ион алмасу хроматография әдісімен культуральды сұйықтықтың сүзгісін фракциялағаннан кейін алады. Осы мақсатта лизин катионға аударылады: + H3N-CH-COOH I
(CH2) 4 I
NH3 +
Сур. 3 лизиннің жемдік препараттарын алудың технологиялық схемасы 1 - қызылша мелассасын беру; 2 - қоректік тұздардың жүгері сығындысының Сулы суспензиясы; 3 - қыздыру бағанасы; 4, 5 - жылу алмастырғыштар; 6-себу аппараттары; 7 - себу материалын беру; 8 - ауаны тазарту және стерилизациялау үшін сүзгілер жүйесі; 9 - ферментер; 10 - Шығатын газдарды тазалауға арналған сүзгілер; 11 - лизин монохлоридгидгидратын алу; 12 - тұз қышқылын беру; 13, 14 - лизин монохлоридгидратының шығуы және жылытуы; 15 - буландыру орнату; 16 - жкл жинағы; 17 - жкл толтырғышпен араластыру: 18 - бүріккіш; 19 - ыстық ауаны беру; 20 - ауаны тазарту; 21-лизиннің құрғақ препаратын ауадан бөлу; 22-ККЛ қабылдағыш Нәтижесінде 97-98 % тазалығы кристалды лизин препараттарын алады,олар тамақ өнімдерінің қоректік құндылығын арттыру үшін және медициналық өнеркәсіпте қолданылады. Лизиннің жоғары тазаланған препараттарынан басқа оның тауарлық нысанының өзге де түрлерін алады: лизиннің сұйық концентраты (ТКЛ), лизиннің құрғақ жемдік концентраты (ККЛ) және бірінші препаратпен салыстырғанда тазартудың салыстырмалы төмен дәрежесімен сипатталатын жоғары концентрацияланған жемдік препараттар. Адам мен жануарлардың тамақтануы үшін маңыздылығы жағынан екінші алмастырылмайтын аминқышқылы метионин болып табылады, ол негізінен химиялық синтездеу жолымен алынады, бұл микробиологиялық тәсілмен салыстырғанда экономикалық жағынан тиімдірек. жүктеу/скачать 49,32 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|