Технология получения L-глутаминовой кислоты

Одноступенчатый способ. Посевной материал получают в строго асептических условиях в течение суток.

Состав питательной среды для промышленных штаммов Corynebaсterium glutamicum при производстве посевного материала (в %): меласса – 8, кукурузный экстракт – 0,3 , хлорид аммония – 0,5, фосфат калия двухзамещенный – 0,05, сульфат магния – 0,03, вода – до 100%; pH среды 7,0-7,2.

Накопление биомассы производят в аэробных условиях сначала в инокуляторах объёмом 2 м³, потом в посевных аппаратах объёмом 5 м³ (до 6-8 г ACB/л).

На стадии биосинтеза в питательную среду вводят до 2% мочевины, до 1% мела и до 0,1% синтетического пеногасителя; содержание мелассы увеличивают до 20%.

Биосинтез осуществляют в строго асептических условиях в ферментаторах объёмом 50 м³ с коэффициентом заполнения аппарата 0,7 в течение 48-52 ч и интенсивной аэрации.

Температура культивирования на всех стадиях – 28-30°С. В конце процесса культуральная жидкость содержит до 45 г/л глутаминовой кислоты. Выход её по отношению к потребленным сахарам составляет 45-50%.

Для получения глутаминовой кислоты в качестве пищевой добавки или в виде лекарственных форм технологическую схему добавляют следующими этапами:

· Предварительная обработка культуральной жидкости – добавление негашеной извести или известкового молока, последующее осаждение ионов кальция фосфорной кислотой. Осадок способствует лучшему отделению клеток продуцента и других балластных примесей.

· Отделение осадка – центрифугирование, фильтрация под давлением.

· Осветление фильтрата – активированный уголь, ионнообменная сорбция на анионите).

· Концентрирование осветленного раствора – вакуум-выпаривание при 40-60 °С. При этом из исходного раствора отгоняется 50-80 % воды.

· Осаждение кристаллов глутаминовой кислоты в изоэлектрической точке (рН 3,2) – подкисление концентрата соляной кислотой и охлаждение раствора до 4-15 °С. Многократная перекристаллизация позволяет увеличить чистоту кристаллов до 99,6%.

· Отделение кристаллов глутаминовой кислоты от маточника – центрифугирование, декантанция и возврат маточника на стадию вакуум-выпаривания. Затем кристаллы промывают обессоленной водой.

· Сушка – в вакууме или в токе нагретого воздуха при 60-70 °С.

· Получение глутамата натрия – влажные кристаллы неперекристаллизованной глутаминовой кислоты обрабатывают гидроксидом натрия с последующими этапами согласно НТД. Глутамат натрия пищевой должен иметь следующий состав (в %): основное вещество – не менее 94, хлорид натрия – не более 5, влага – не более 1, общий азот – не менее 7,02.

Двухступенчатый способ. Для этого используют два варианта:

_{трансаминаза}

1. a-КГ + аминокислота L-глутаминовая кислота + a- кетокислота

_{глутаматдегидрогениза}

2. a-КГ + NH₄⁺ + HAДH₂ L-глутаминовая кислота + Н₂О + НАД⁺

Продуценты – Pseudomonas, Escherichia, Kluyverd citrophila и Candida. Продуценты ферментов – различные микроорганизмы, например, E. coli. Доноры аминогрупп – аспарагиновая кислота или аланин.

Завершающие стадии процесса производства аминокислот – фасовка в полиэтиленовые мешки, упаковка и складирование готового продукта.

Технология получения L-лизина и кормовых препаратов на его основе – принципиально аналогичная. Лизин в организме человека и животных определяет биологическую ценность поступающего белка, способствует секреции пищеварительных ферментов и транспорту кальция в клетки, улучшает азотистый баланс.

лизин