Навигация
4.3 Условия культивирования
Общая схема производства препаратов лизина представлена на рис. 2
Процесс получения лизина требует строгих асептических условий.
Выращивание производственной культуры продуцента лизина обычно осуществляется периодическим способом в ферментаторах, объем которых составляет 50, 63 или 100 м3. Посевной материал в количестве 5–10 об. % от объема питательной среды поступает в ферментатор. Сразу после засева в него подается воздух, нагретый до 50 °С, из расчета 1 объем воздуха на 1 объем питательной среды в минуту при давлении 0,12–0,13 МПа.
Продолжительность ферментации составляет 55–72 ч, процесс проводят при интенсивном перемешивании среды, температуре 28–32 °С, рН = 7,0÷7,5 (поддерживается добавлением в среду аммиачной воды) и периодической подачей стерильного пеногасителя.
Процесс культивирования состоит из двух стадий. В первые сутки клетки потребляют около 25 % углеводов и азотистых веществ; в это время накапливается почти вся биомасса. На второй стадии скорость накопления биомассы резко снижается, но в КЖ происходит накопление лизина. По окончании процесса перестает потребляться титрующий агент (аммиачная вода) и концентрация лизина составляет 60–100 г/л, биомассы накапливается 10–15 г/л (СВ), коэффициент потребления сахара в расчете на лизин составляет 25–35 %.
5. Получение препаратов лизина
В зависимости от назначения из КЖ можно получить различные микробиологические препараты (рис. 2): жидкий концентрат лизина (ЖКЛ), сухой кормовой концентрат лизина (ККЛ), кристаллический лизин.
5.1 Жидкий концентрат лизина
Для получения ЖКЛ и ККЛ культуральную жидкость, содержащую 10–13 % СВ, подкисляют HCl до рН = 5,0 и добавляют 0,15% раствор гидросульфита натрия для стабилизации лизина. Стабилизированную культуральную жидкость упаривают под вакуумом до 35–40 % СВ.
5.2 Сухой концентрат лизина (ККЛ) получают, высушивая ЖКЛ в распылительных сушилках до влажности 5–6 %. Сухой ККЛ очень гигроскопичен, поэтому сразу после сушки его упаковывают в полиэтиленовые мешки.
Менее гигроскопичный ККЛ получают, высушивая ЖКЛ вместе с наполнителями (костной мукой, кормовыми дрожжами, пшеничными отрубями и др.).
В состав кормовых препаратов входят помимо лизина и другие аминокислоты, а также витамины, макро- и микроэлементы (табл. 3).
Таблица 3.
Химический состав кормовых препаратов лизина
| Компонент | Содержание |
| Аминокислоты, масс. % от массы СВ | |
| Лизин | 15–20 |
| Глутаминовая кислота | 2,5–3,7 |
| Валин | 1,2–4,8 |
| Аланин | 1,3–3,1 |
| Аспарагиновая кислота | 0,8–1,4 |
| Лейцин | 0,6–1,1 |
| Пролин | 0,3–2,8 |
| Глицин | 0,6–0,9 |
| Аргинин | 0,3–0,8 |
| Тирозин | 0,4–0,7 |
| Метионин | 0,4–0,6 |
| Изолейцин | 0,4–0,6 |
| Фенилаланин | 0,2–0,6 |
| Триптофан | 0,5–0,6 |
| Серин | 0,4–0,6 |
| Треонин | 0,3–0,6 |
| Гистидин | 0,2–0,3 |
| Цистеин | 0,2–0,3 |
| Азотистые вещества, масс. % от массы СВ | |
| Общий азот | 5,2–7,9 |
| Протеин (N6,25) | 37,5–49,4 |
| Азот: | |
| белковый | 1,9–3,6 |
| α-аминный | 0,9–2,0 |
| аммиачный | 0,3–1,4 |
| Бетаина | 0,82–1,66 |
| Бетаин | 6,0–13 |
| Витамины, мкг/г | |
| Тиамин (витамин В1) | 1,7–9,7 |
| Рибофлавин (витамин В2) | 84,2–160 |
| Пантотеновая кислота (витамин В3) | 30–60 |
| Фолиевая кислота (витамин В4) | 10–20 |
| Пиридоксин (витамин В6) | 100–340 |
| Никотиновая кислота (витамин РР) | 8–10 |
| Другие органические вещества, масс. % от массы СВ: | |
| редуцирующие вещества | 4,6–12,7 |
| Жиры | 1,3 |
| клетчатка | 0,3 |
| Минеральные вещества, масс. % от массы золы | |
| Зола, масс. % от массы СВ | 19,0–28 |
| Кальций | 5,2–12,5 |
| Калий | 28,6–33,6 |
| Натрий | 0,8 |
| Магний | 1,1–1,5 |
| Железо | 0,1–0,25 |
| Фосфор | 2,2–4,4 |
| Кремний | 10,9–11,5 |
| Микроэлементы, мг/100 г | |
| Цинк | 1821 |
| Кобальт | 67,8 |
| Кадмий | 476,7 |
| Молибден | 545,9 |
| Марганец | 3071 |
| Медь | 280 |
5.3 Кристаллический лизин выделяют из КЖ после отделения биомассы.
Для получения кормовых продуктов пригодны препараты лизина с содержанием основного вещества (лизинмонохлоргидрата) от 70 % и выше. При этом допускается окраска кристаллов в желтый и светло-коричневый цвета. К препаратам медицинского назначения предъявляются более жесткие требования; для парентерального питания содержание основного вещества должно быть не ниже 99 %.
При нормальном течении процесса доля побочных аминокислот не превышает 3 % от содержания лизина, доля микробных клеток — 1,5 %. Для отделения биомассы от КЖ используют саморазгружающиеся сепараторы, а также фильтрование с намывным слоем либо на барабанном вакуум-фильтре, либо на рамных фильтр-прессах с последующей промывкой осадка водой.
Растворы, содержащие лизин, после подкисления соляной кислотой (рН = 5,0÷5,2) и введения стабилизатора (NaHSO3) концентрируют выпариванием в вакууме до 45–50 % СВ. Полученный концентрат подвергают кристаллизации, которую проводят при 5–12 °С в течение 1–2 сут. Осадок отделяют от маточника в проточных промышленных центрифугах и далее высушивают в распылительной сушилке или в кипящем слое. Готовый продукт, как правило, окрашен в коричневый цвет и содержит не менее 70 % основного вещества.
Другим способом выделения лизина является ионообменный процесс. Для этого раствор продукта подкисляют H2SO4 до рН = 1,6÷2,0, в результате чего образуется дикатион аминокислоты. После хемосорбции на катионите (КУ-2х8), используемом в Н+ илиNH4+ форме, отделяются примеси нейтральной и кислотной природы. Аминокислоты элюируют из катионита 0,5–5 % гидроксида аммония, раствор упаривают, подкисляют HCl до рН = 4,9÷5,0, а концентрат кристаллизуют при 5–12 °С, получая кристаллы монохлоргидрата лизина светло-желтого или светло-коричневого цвета, которые после высушивания содержат 90–95 % основного вещества и 1,0–12,5 % золы. Для получения препарата более высокой степени чистоты в схему очистки включают стадию обработки раствора активным углем, перекристаллизацию из 50% этанола и др.
Похожие работы
... °С с выдержкой 30 мин; кратковременная пастеризация при температуре (76 ± 2) °С с выдержкой 15...20 с. В районах с неблагополучной эпидобстановкой для повышения гарантии эпидемиологической безопасности молока на завоз. 2.3 Технология получения молока и сливок Человек в сутки должен потреблять молочных продуктов (в пересчете на молоко) почти 1,5 л; в том числе молока 0,5 л, масла коровьего - ...
... микроб - продуцент культивируют в среде, где он получается и синтезирует все необходимые ингредиенты для последующего синтеза ( в идиофазу ) целевого продукта. Если ферменты биосинтеза аминокислоты накапливаются внутриклеточно, но после 1 - ой ступени клетки сепарируют, дезинтегрируют и применяют клеточный сок. В других случаях для целей биосинтеза целевых продуктов применяют непосредственно ...
... получения сырья от мест сбыта этих продуктов, сравнительно высокая стоимость кормовой единицы сыворотки и затруднения, связанные с ее транспортировкой [2]. 2. Использование сыворотки за рубежом Использование отходов молочной промышленности за рубежом в разных странах различно. Наибольший интерес представляет опыт использования отходов в США, ФРГ и некоторых других странах. В штате ...
... июнь июль август август К-701 БДТ-7 Т-150 ПЛН-5-35 МТЗ-80 КПС-4 БЗСС-1 МТЗ-80 СЗ-3,6 8-12 см 20-22 см 5-6 см 4-5 см 4-5 см Как видно из предыдущей таблицы 7 существующая технология возделывания озимой ржи в хозяйстве сведена до минимума по количеству обработок. При таких условиях озимая рожь не может проявить свой потенциально возможный урожай. ...
0 комментариев