Кристаллические препараты для пищевой и медицинской промышленности

Организовано производство нескольких видов товарной продукции: жидкий концентрат лизина (ЖКЛ), сухой кормовой концентрат лизина (ККЛ), высококонцентрированные кормовые и высокоочищенные

В клетках бактерий аминокислота лизин синтезируется из аспа-рагиновой кислоты через ряд промежуточных этапов, связанных с образованием полуальдегида аспарагиновой кислоты, дигидропиколино-вой кислоты и L-альдэа, Е — диаминопимелиновой кислоты, являющейся непосредственным предшественником лизина. Полуальдегид аспарагиновой кислоты является также одним из предшественников в синтезе аминокислот—треонина, метионина и изолейцина.

Процесс синтеза указанных аминокислот начинается фосфорилирова-нием аспаргиновой кислоты с участием фермента аспартаткиназы, активность которого ингибируется совместным действием двух аминокислот - лизина и треонина, если они накапливаются в клетках бактерий в избыточной концентрации. Если каким-либо путем понизить концентрацию одной из этих аминокислот, то синтез другой будет осуществлять-

ся даже при условии, когда она накапливается в довольно высокой концентрации.

Для снятия регуляции синтеза лизина необходимо прекратить образование треонина на стадии превращения полуальдегида аспарагиновой кислоты в гомосерин, катализируемое ферментом гомосериндегидрогеназой. Последнее достигается посредством мутагенеза. Опыты показывают, что мутантные клетки, не образующие гомосериндегидрогеназы, при их культивировании на искусственной питательной среде обеспечивают высокий выход лизина. Дефицитные аминокислоты, которые не синтезируются мутантными клетками, вводятся в состав питательной среды в таком количестве, чтобы они не были регуляторами синтеза лизина.

В процессе приготовления питательной среды для культивирования производственных штаммов ауксотрофных мутантов, обладающих способностью к сверхсинтезу аминокислоты лизина, в качестве источника углерода обычно используют смеси, включающие уксусную кислоту и свекловичную мелассу, в качестве источника азота - соли аммония, мочевину, кукурузный экстракт, гидролизаты дрожжей. Кроме дефицитных аминокислот, которые не синтезируются клетками мутантов, в питательную среду также добавляют необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов макро-и микроэлементы (Р, Mg, Fe, Са, Мп и др.) и витамины (группы В, биотин и др.). В процессе культивирования микроорганизмов обеспечивается подача стерильного воздуха, для предотвращения вспенивания субстрата и клеточной суспензии в среду культивирования добавляется пеногаситель.

Посевной материал, предназначенный для производственной ферментации, вначале выращивают в посевных аппаратах при температуре +2832 С, рН 7-7.2 в течение 18-24 ч, а затем полученная таким путем суспензия клеток подается в производственные ферментеры емкостью 50-100 м, в которых поддерживается постоянный режим аэрации, необходимое давление, осуществляется контроль за всеми компонентами и параметрами среды. Время ферментации длится 55-72 ч. Накопление в культуральной жидкости лизина к концу ферментации достигает 40-50 г/л. Культураль-ную жидкость отделяют от культуры клеток продуцента фильтрованием и используют для получения препаратов лизина.

Жидкий концентрат лизина получают путем упаривания культуральной жидкости на вакуумной установке до концентрации сухого вещества 40%. Для предотвращения деградации лизина в процессе нагревания в культуральную жидкость добавляют бисульфит натрия и соляную кислоту до рН 4,5-5,0, в результате чего образуется соль - монохлоргидрат лизина.

В процессе получения сухого кормового концентрата лизина ЖКЛ высушивают горячим воздухом на распылительной сушилке при температуре -90 С до влажности препарата 4-8%. Высушенный препарат содержит 15-20% монохлоргидрата лизина, 15-17% белков, 14% других аминокислот, витамины группы В и минеральные вещества.

В целях снижения гигроскопичности препарата в него добавляют наполнители: костную муку, негашеную известь, бентонит, пшеничные отруби. Полученную в результате тщательного перемешивания пасту высушивают на вальцово-ленточной сушилке и гранулируют. Гранулированный препарат ККЛ негигроскопичен, содержит 7-10% лизина.

Для получения очищенного высококонцентрированного препарата лизина культуральную жидкость после фильтрования подкисляют HCI до рН 1.6-2.0. Образовавшийся в результате взаимодействия с соляной кислотой раствор монохлоргидрата лизина направляется на колонки с катеонитом, где происходит сорбция аминокислоты и отделение ее от культуральной жидкости. Затем проводится десорбция аминокислоты путем элюирования 0.5-5% раствором аммиака. Элюат упаривается под вакуумом при 60 С до концентрации сухого вещества 30-50%, после чего подкисленный соляной кислотой раствор монохлоргидрата высушивается и используется как кормовой концентрат. Путем перекристаллизации полученной соли можно получить препараты лизина с содержанием монохлоргидрата 97-98%.

Дата добавления: 2013-12-13