й у воді, кислотах і підставах, погано - У спирті. Виділений в 1889 з гідролізату казеїну, синтезований в 1902; входить до складу майже всіх білків тваринного і рослинного походження (у великому кількості лізин міститься в гістонів і протаминах, в малому - в білках злаків. Відсутність лізину в їжі уповільнює ріст у дітей, у дорослих призводить до негативного балансом азоту і порушення нормальної життєдіяльності організму. Добова потреба в лізині у дорослих становить 23 мг/кг маси тіла, у немовлят - 170 мг/кг.
Хімічна формула: C 6 H 14 N 2 O 2
В
2. Хімічна схема виробництва
Хімізм утворення молекули лізину зображений на рис. 1. <В
Рис. 1. Хімізм біосинтезу лізину
При отриманні лізину необхідно виключити небажані побічні процеси. Так, при недостатньою аерації може йти освіта аланіну або молочної кислоти замість синтезу лізину. Дуже важливим фактором є концентрація дефіцитних амінокислот - гомосеріна, метіоніну і треоніну в середовищі. Для нормального росту і біосинтезу лізину культурою Brevibacterium sp. 22 оптимальною вважається концентрація треоніну в 800 мг, метіоніну - 200 мг на літр живильного середовища. Крім того, для розвитку культури необхідний тіамін в концентрації 200 мкг на 1 л середовища. Важливим регулятором процесу є біотин. Одна і та ж культура Brevibacterium sp. 22 при концентрації біотину в середовищі, рівної 1-4 мкг/л, продукує глутаминовую кислоту, а при концентрації 15 - 20 мкг/л - лізин. Вважають, що біотин змінює проникність клітинної оболонки. При концентрації біотину 2,5 мг/л стимулюється також утворення молочної кислоти.
Важливу роль грає треонін, будучи обов'язковим фактором зростання на початковому етапі ферментації. Однак концентрація його не повинна бути великою, так як на подальших етапах ферментації (при синтезі лізину) він може діяти як інгібітор ферменту аспартаткінази. Присутність лізину посилює інгібуючі властивості треоніну.
У виробничих умовах, якщо вихід лізину становить 35,7% від використовуваних цукрів, сумовною перетворення глюкози, аміаку і кисню в лізин та клітинну біомасу можна описати рівнянням:
100C 6 H 12 O 6 + 219O 2 + 86NH 3 35C 6 H 14 N 2 O 2 + 16C 8 H 13 O 4 N + 262CO 2 + 380H 2 O + 1669кДж
У правій частини даного рівняння перший член показує кількість лізину, одержуваного з глюкози. З 1 молекули глюкози утворюється 0,35 молекули лізину. Другий член характеризує утворення біомаси. З рівняння видно, що на переробку кожної молекули глюкози потрібно 2,19 молекули кисню. Це означає, що інтенсивність аерації під час росту культури повинна становити 2-4 г 0 2 на годину на 1 л середовища.
В
3. Технологічна схема виробництва
Залежно від призначення з культуральної рідини можна отримати різні мікробіологічні препарати (рис. 1): рідкий концентрат лізину (ЖКЛ), сухий кормовий концентрат лізину (КЧЛ), кристалічний лізин.
В
Рис. 2. Технологічна схема виробництва препаратів лізину
Для біосинтезу лізину використовують гомосеріндефіцітние мутанти ауксотрофності бактерій пологів Brevibacterium , Micrococcus , Corynebacterium .
В
4. Характеристика сировини, матеріалів
У промислових умовах в якості джерела вуглецю застосовують фуражне зерно, мелясу, гидрол, гідролізати целлюлозосодержащіе сировини, крохмаль, а також оцтову кислоту.
4.1 Приготування стерильних поживних середовищ
Всі продуценти лізину є біотінзавісімимі мікроорганізмами. Кількість біотину в середовищі повинно бути значно вище (29 мкг/л), ніж це необхідно для нормального росту і розвитку мікробної клітини (4-5 мкг/л). Якщо знизити кількість біотину до 1-2 мкг/л, біосинтез лізину сповільнюється, але одночасно посилюється утворення глутамінової кислоти. p> Джерелом біотину, вітамінів і ряду амінокислот є зазвичай кукурудзяний екстракт і бурякова меляса. Максимальний біосинтез лізину спостерігається на середовищах з сахарозою (табл. 1). <В
Таблиця 1.
Вплив джерела вуглецю (концентрація 7,5%) на біосинтез
L-лізину продуцентом Brevibacterium flavum
Джерело вуглецю
АСБ * , г/л
Лізин, г/л
Ассімілляція цукру,%
Y P / S
Глюкоза
15,2
22,0
7,6
0,37
С...
