Способ получения -лизина Советский патент 1978 года по МПК C12D13/06 

содержащей 3% мелассы, источник азота, минеральные соли и кукурузный экстракт. Начальное содержание дефицитных для продуцента аминокислот: /)/,-треонина и DL-метионина составляет соответственно 800 и 200мг/л.

Ферментацию ведут при 30-32°С, рН 7,0- 7,2, непрерывной аэрации и леремешиваиии.

В качестве пеногаснтелей используют силиконы.

Через 15-16 ч при концентрации биомассы 10-12 г/л уровень аэрацни снижают с 40- 50% насыщения по растворенному кислороду до 1-3%, сохраняя интенсивное перемешивание системы.

В среде в этот момент содержатся следы треонина.

Одновременно со снижением уровня аэрации в систему непрерывно или порциями через каждый час вводят дефицитные аминокислоты: треонин со скоростью 34 мг/л-ч и метиоНИН со скоростью 8 мг/л-ч.

Введение треонина и метионина прекращают за 12 ч до окончания процесса ферментации.

Треонин и метионин могут вводиться в чистом виде или в виде кукурузного экстракта, клеточного сока картофеля, автолизата или гидролизата дрожжей.

Одновременно с подачей необходимых аминокислот добавляют этиловый спирт со скоростью 2,8 г/л-ч. Суммарное количество источников углерода во время процесса не превышает 12-14%, считая по сахарозе.

Процесс ферментации прекращают после снижения концентрации редуцирующих веществ до 0,1%.

Далее в культуральную жидкость вводят нетоксичную кислоту, соляную или серную, и соли сернистой кислоты, например бисульфит натрия (0,1-0,2% от объема жидкости).

После этого стабилизированную жидкость (рН 3-5) упаривают в выпарной установке до содержания сухих веществ 30-40%, а затем высушивают на сушильной установке до 4-6% остаточной влажности.

Из культуральной жидкости можно получить кристаллический /,-лизин любым из известных способов.

Пример 2. Процесс ферментации осуществляют непрерывным способом в гетерогенной системе. Система состоит из инокулятора и трех ферментаторов; инокулятор полезной емкостью 1 м ферментаторы - 10 м. В ннокуляторе осуществляют размножение культуры бактерий на следующей питательной среде:

Сахароза, %5,0

(NH4)2S04, %1,0

КН2РО4,%0,025

К2ПР04, %0,025

DL-треонин, мг/л800

ДЬ-метионин, мг/л200

Биотин, мкг/л50

Тиамин, мкг/л100

4

Условия культивирования следующие: скорость протока D 0,2 , что соответствует 0,2 , интенсивность аэрации 3,0-3,6 г Оз/л-ч, температура 31 ± 1°С; рН 7,2-7,3.

При указанных условиях культивирования в ферментационной среде устанавливается равновесное состояние на следующих уровнях: Содержание биомассы, г/л8,0-10,0

Концентрация лизина, г/л3,7ч- 4,6

Концентрация сахара, %2,0- 2,5

Далее .процесс биосинтеза лизина осуществляют в трех ферментаторах. В первом происходит процесс размножения биомассы и синтез лизина, во втором - клетки бактерий поддерживаются в активном состоянии для синтеза лизина нутем добавления специфических факторов роста, в третьем - добавляются витамины, входящие в состав ферментов синтеза лизина.

Скорость протока в ферментаторах ,l , что соответствует 1 .

Состав питательной среды для первого ферментатора:

Сахароза, %15,1

(NN4)2804, %3,5

КП2РО4, %0,075

К2НРО4, %0,075

Д -треонин, мг/л800

/)Ь-метионин, мг/л200

Биотин, мкг/л25

Тиамин, мкг/л50

MgS04-7H20, %0,01

рП поддерживают на уровне 7,3-7,5, интенсивность аэрации 3,0-3,6 г/л-ч.

При указанных условиях культивирования в ферментационной среде установится равновесное состояние на следующих уровнях: Содержание биомассы, г/л8,0-10,0

Концентрация лизина, г/л7,2- 9,5

Концентрация сахара, %5,0- 6,0

Во второй ферментатор к культуральной жидкости добавляют непрерывно или периодически небольшими порциями следующие вещества:

/)-треонин, мг/л200

Д1-метионин, мг/л50

Тиамин, мкг/л50

Биотин, мкг/л25

MgSO4-7H2O, %0,01

рН поддерживается на уровне 7,7-7,9. Интенсивность аэрации 20-24 г О2/л-ч. При указанных условиях культивирования в ферментационной среде устанавливается равновесное состояние на следующих условиях: Содержание биомассы, г/л13-15

Концентрация лизина, г/л19,7-25,5

Концентрация сахара, %1,9- 2,1

В третий ферментатор к культуральной жидкости непрерывно или периодически недобавляют следующие

большими

порциями

вещества:

Биотин, мкг/л25

Тиам.ин, мкг/л50

MgS04-7H2O, %0,01

рН поддерживается на уровне 6,9-7,1.

При указанных условнях культивирования в ферментационной среде зстанавливается равновесное состояние на следующих условиях:

Содержание биомассы, г/л 14,0-15,0 Концентрация лизина, г/л35,5-38,5

Концентрация сахара, %0,4- 0,6

Выход лизина из ассимилированного сахара 29,0-32,5%.

Для получения кормового концентрата лизина культуральную жидкость стабилизируют, упаривают и .высушивают на распылительной сушилке или отпускают в виде упаренного раствора с содержанием сухих веществ 40- 60%. Для получения кристаллического лизина культуральную жидкость центрифугируют и фугат обрабатывают одним из известных методов, например сорбцией на ионообменных смолах.

Формула изобретения

1. Способ получения L-лизина путем глубинного культивирования продуцирующих его микроорганизмов в питательной среде, содержащей источники углерода, минеральные соли, необходимые для роста аминокислоты, и стимуляторы роста, с последующим выделением L-лизина из культуральной жидкости одним из известных способов, отличающийся тем, что, с целью регулирования удельных скоростей роста биомассы и синтеза L-лизина и поддержания продуцирующих его микроорганизмов в активном состоянии на протяжении всего процесса культивирования, в культуральную жидкость после достижения оптимального для синтеза L-лизина уровня биомассы дополнительно вводят полностью ассимилируемые источники углерода, необходимые для роста аминокислоты и стимуляторы роста.

2.Способ по и. 1, отличающийся тем, что дополнительный ввод источников углерода, аминокислот и стимуляторов роста осуществляют непрерывно или порционно.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что полностью ассимилируемые источники углерода вводят в виде этилового спирта, летучих органических кислот и Сахаров.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве необходимых для роста аминокислот и стимуляторов роста используют кукурузный экстракт, клеточный сок картофеля, дрожжевой автолизат и дрожжевой

гидролизат.

5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что введение необходимых для роста продуцента аминокислот осуществляют со скоростью 5-40 мг/л-ч, а источников углерода -

со скоростью 2-4 г/л ч.