Способ получения L-лизина Советский патент 1991 года по МПК C12P13/08 

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения с помощью микроорганизмов незаменимой аминокислоты - лизина, который может быть использован в животноводстве для балансирования кормов,

Целью изобретения является увеличение выхода конечного продукта.

Способ заключается в следующем.

Штамм бактерий Brevibacterium flavum Е-531 культивируют в условиях аэрирования в жидкой питательной среде, содержащей ассимилируемые источники углерода, азота, минеральные соли и биостимулятор. В качестве биостимулятора используют сланцевую генераторную смолу, получаемую из кукерсита, или отдельные ее узкие фракции с пределами кипения 260-320°С.

Основные этапы технологического процесса, ведущие к получению фракций сланцевой смолы, используемой в качестве

стимулятора, следующие: полукоксование органической части сланца (керогена) при 430-470°С, обесфеноливание продукта полукоксования (средней части генераторной сланцевой смолы) 10%-ным раствором NaHCOa при соотношении раствор: смола - 1:1, сушка обесфеноленной сланцевой смолы сульфатом натрия, ректификация обесфеноленной сланцевой смолы на широкие фракции с температурой кипения 210- 370°С (табл.1), которые производятся в промышленности.

Характеристика фракций сланцевой смолы приведена в табл.1.

Для испытания выбраны подфракции, полученные ректификацией смолы, выкипающей в пределах 230-320°С. Низкокипящая часть смолыы обогащена одноатомными фенолами, а высококипящая (более 320°С) - производными антрацена, поэтому их не используют в качестве биостимулятора.

5

Ј

К

4

О

со

го

Фракция 230-320°С обесфенолена раствором бикарбоната натрия (10%), а затем подвергнута ректификации.

Особенностью сланцевых смол является то, что даже использование ректификационной колонны с высокой разделяющей способностью не позволяет полностью отделить легкокипящие компоненты от высо- кохипящих. Полученные подфракции испытывают как биостимуляторы.

Для выявления биологически активного начала названных фракций их смешивают пропорционально выходам и из суммарной фракции 260-320°С выделяют водно-спиртовой экстракцией нейтральные кислородные соединения (ИКС).

8 сланцевой смоле методами газожидкостной хроматографии, инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса и масс-спектрометрии идентифицировано свыше 420 соединений, которые представлены следующими классами: парафины нормального строения, изопарафины, циклоалканы, олефины нормального и разветвленного строения, циклоалкеиы, диеновые углеводороды, ароматические фенолы и эфиры, карбонильные соединения, спирты, альдегиды, эфиры кислот.

Ароматические углеводороды представлены такими соединениями, как инде- ны, флуорены, цимол, хриэен, пирен, оксибензофураны и др. Нейтральные кислородные соединения представлены этилме- тилалкилкетонами, непредельными кетонами, алкильнымм производными цик- лопентанона, спиртами с числом углеродных атомов 3-4, альдегидами (С1-С4). кислотами (Ci-C«) и др.

Оптимальными концентрациями указанных стимуляторов, при которых достигается наибольший выход лизина, являются 0,0005-0,005 мас.%. При увеличении концентрации свыше 0,01% наблюдается инги- бироеание биосинтеза, при уменьшении концентрации ниже 0,0005% стимулирующего эффекта не наблюдается (табл.2-4).

Абсолютные количества вводимых в среду биостимуляторов в табл.2-4 приведены в виде массовых процентов от 0,01 % до 0,0001 %, что составляет соответственно от 0,1 до 0,001 г смол на 1 л ферментационной среды.

влияние концентрации фракции ОС-Н на выход лизина представлено в табл.2.

Влияние концентрации фракции ОС-Ill на выход лизина представлено в табл.3.

Влияние концентрации нейтральных кислородных соединений на выход лизина представлено в табл.4.

П р и м е р 1. Од посуточную культуру В.

flavum E-531, выращенную на сусло-агаре, переносят на жидкую фрементационную среду следующего состава, мас.%: меласса 10,0 (по РВ); гидролизат БВК 6,0; (ЫНфЗОд 2,0; КгНРСМ 0,05; КНаРОд 0,05;

х7Н20 2,0; СаСОз 1.0; биостимулятор - фракция ОС-И 0,005, при рН 7,8.

Ферментацию проводят при в течение 72 ч в колбах с объемом среды 20 мл на качалке (220 об/мин).

Выход лизина 34,1 г/л.

Выход лизина при выращивании В. flavum E-531 в тех же условиях, но без добавления биостимулятора (контроль) 27,5 г/л.

П р и м е р 2. Штамм В. flavum E-531 выращивают в условиях примера 1. В качестве стимулятора добавляют фракцию OC-HI в концентрации 0,001 мас.%.

Выход лизина 40,0 г/л (в контроле 35,6 г/л).

ПримерЗ. Штамм В.flavum Е-531 выращивают в условиях примера 1. В качестве стимулятора используют нейтральные кислородные соединения с температурой кипения 260-320°С в концентрации 0,0005 мас.%

Выход лизина 45,0 г/л (в контроле 36,0 г/я).

Предлагаемый способ позволяет существенно увеличить выход лизина за счет использования дешевого и недефицитного

сырья - сланцевой смолы и отдельных ее фракций.

Формула изобретения Способ получения L-лизина, предусматривающий культивирование штамма бактерий Brevtbacterium flavum E-531 в условиях аэрации в питательной среде, содержащей мелассу, аммонийный азот, гидролизат БВК, фосфаты, ионы магния, кальция и биостимулятор, до максимального накопления целевого продукта с последующим его выделением, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечного продукта, в качестве биостимулятора используют обесфеноленную фракцию генераторной

сланцевой смолы с пределами кипения 250320°С в концентрации 0,0005-0,05 мас.%

или нейтральные кислородные соединения,

выделенные водно-спиртовой экстрацией

из фракций генераторной сланцевой смолы с пределами кипения 260-320°С в концентрации 0,0005-0,005 мас.%.

Таблица 1

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения с помощью микроорганизмов незаменимой аминокислоты - лизина, который может быть использован для балансирования кормов в животноводстве. Целью изобретения является увеличение выхода конечного продукта. Способ заключается во введении в среду для ферментации L-лизина штаммом Brevibacterium flavum Е-531 в качестве биостимулятора обесфеноленной фракции генераторной сланцевой смолы с пределами кипения 260-320°С в концентрации 0,0005- 0,005 мас.%. Выход лизина повышается на 25%. 4 табл.

ОС - обесфеноленная смола.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4