CS216762B1 - Způsob fermentační přípravy L-lysinu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu fermentační přípravy L-lysinu kultivací produkčních mikroorganismů Brevibacterium flavum nebo Corynebacterium, za submerzních podmínek, S použitím kyselého hydrolyzátu odpadních zemědělských surovin nebo sušeného mléka nebo krmného droždí jako zdroje esenciálních aminokyselin, nezbytných pro růst mikroorganismu.

Description

Vynález ee týká způsobu fermentační přípravy L-lysinu, a to kultivací produkčních mikroorganismů kmenů Brevibacterium flavum nebo Corynebacterium glutamicum v tekuté živné půdě obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku a dusíku, minerální živné soli, vitaminy a další biofaktory, za submerzních podmínek.

Fermentační příprava L-lysinu pomocí produkčních mutant Brevibecterium flavum a Corynebacterium glutamicum je známa z mnoha literárních údejů, zejména z pat. spisů, kde bylo popsáno použití různých médií, lišících se většinou jen kvantitativními poměry mezi uhlíkatou a dusíkatou složkou, které zabezpečují růst mikroorganismů. Tak je například popsán fermentační ppůsob přípravy L-lysinu pomocí kmenů Corynebacterium glutamicum s použitím hydrolyzátu extrahované bílkoviny sojové nebo arašídové mouky /americké pat.spisy č. 3 535 831 a 3 687 810/. Při dalším způsobu se používá jako komplexního zdroje dusíku tzv. NZ-aminu /švýcarský pat.spis č. 515 77/. Jsko další vhodné komplexní zdroje dusíku jsou uváděny například krevní moučka, odpady po zpracování masa, rybí moučka apod/americký pat. spis č. 3 595 751; australský pat. spis č. 432 304/. Produkční kmeny mikroorganismů flavum a Corynebacterium glutamicum jsou většinou auxotrofní mutanty, vyžadující k růstu homoserin nebo threonin a methionin, některé leucin, a dále se vyznačují rezistencí k analogům aminokyselin, jak je charakteristické pro regulační mutanty. Proto jako zdroj aminokyselin, nezbytných pro růst mikroorganismů, byl výhradně používán hydrolyzát komplexního zdroje dusíku, představovaného arašídovou moukou. Tato surovina je z ekonomického hlediska málo výhodné a proto se objevovaly snahy nahradit ji surovinou nebo surovinami levnějšími a snadno dostupnými..

Výhodný, snadno dostupný a levný komplexní zdroj aaimilovatelného dusíku byl nalezen v hydrolyzátech různých odpadních zemědělských surovin rostlinného původu, jako jsou šroty olejní například řepkový, bavlníkový nebo lněný, popřípadě výrobků potravinářského průmyslu, jako je sušené odtučněné mléko nebo krmqé droždí. Tyto suroviny se zpracovávají takto: ke 450 g výchozího materiálu se přidá 600 ml vody a 60 ml konc. kyseliny sírové, rozmíchá se a směs se nechá stát při teplotě místnosti 6 až 8 h. Potom se teto směs zahřívá v uzavřené nádobě 3 až 4 h na 120 °C, po vychladnutí se zfiltruje a ve filtrátu se stanoví obsah celkového dusíku, který činí 7 až 8 % hmotn. V této formě ae hydrolyzát používá jako součást fermentačních půd, jsko komplexní zdroj dusíku.

V následující tabulce jsou uvedena množství threoninu a methioninu v různých typech hydrolyzátů, získaných výše popsaným postupem /v mg/ml hydrolyzátu/:

Amino-	Řepkový	Bavlníkový	Krmné	Lněný	Arašídové	Sušené
kyselina	šrot	šrot	droždí	šrot	mouka	mléko
threonin	1,31	0,74	0,83	0,90	0,70	0,83
methionin	0.76	0.74	0.44	0.52	..... 0.57	1.34
Celkem	2,07	1,48	1,27	1,42	1,27	2,17

Popsané suroviny jsou uvedeny pouze jako příklad bez limitujícího významu. Jsou samozřejmě použitelné i další, pokud jejich hydrolyzáty, připravené výše popsaným způsobem, svými vlastnostmi vyhovují požadavkům pro komplexní zdroj dusíku a pokud se neprojevuje nějaký nepříznivý vliv na průběh fermentace a na dosažené výtěžky L-lysinu.

předmětem vynálezu je tedy způsob fermentační přípravy L-lysinu kultivací produkčních mikroorganismů kmenů Brevibacterium flavum nebo Corynebacterium glutamicum v tekuté živné půdě obsahující zdroje aeimilovatelného uhlíku a dusíku, minerální živné soli, vitaminy a další biofaktory, za aubmerzních podmínek, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se kultivace provádí v živné půdě, obsahující jako zdroj esenciálních aminokyselin, nezbytných pro růst mikroorganismu, kyselý hydrolyzát odpadních zemědělských surovin rostlinného původu, jako jsou šroty olejnin, zejména řepkový, bavlníkový nebo lněný šrot, nebo výrobků potravinářského průmyslu, zejména sušeného odtučněného mléka nebo krmného droždí, obsahující 7 až 8 % hmotn. celkového dusíku, v množství 10 sž 30 % obj., vztaženo na objem živné půdy.

Jak vyplývá z údajů v uvedené tabulce, jsou hydrolyzáty z jednotlivých surovin více než rovnocennými zdroji threoninu a methioninu ve srovnání se standardně užívaným hydrolyzátem arašídové mouky. Rovněž výtěžky L-lyainu, samozřejmě v závislosti na použitém produkčním kmeni, jsou uspokojující, bez větších výkyvů.

Způsob podle vynálezu představuje tedy významnou ekonomizaci fermentační výroby L-lysinu. Sližší podrobnosti vyplývají z příkladů podle vynálezu, které způsob pouze ilustrují, ale nijak neomezují.

Příklad 1

Produkčním kmenem Brevibacterium flavum, který vyžaduje k růstu homoserin a který je rezistentní vůči S-aminoethyl-L-oysteinu, se zaočkuje 50 ml inokulačního médie, umístěného v 500 ml varné baňce, jež má toto složení: sacharosa techn. 30 g, octěn sodný kryst. 20 g, kukuřičný extrakt /60 % hmotn. sušiny/ 30 g, voda do 1000 ml. Po zaočkování se dále kultivuje na rotační třepačce /240 ot/min/ při teplotě 29 °C po dobu 18 až 24 h. Vyrostlou kulturou se v množství 10 % obj. zaočkuje 20 ml fermentačního měéía, umístěného v 500 ml varné baňce, jež má toto složení: sacharosa techn. 180 g, hydrolyzát bávlníkové mouky nebo šrotu 200 ml, kukuřičný extrakt /60 % hmotn. sušiny/ 10 g, síran amonný kryst. 1 g, fosforečnan draselný sek. 1 g, síran hořečnatý kryst. 0,1 g, uhličitan vápenetý mletý 30 g, voda do 1000 ml; pH media po sterilizaci 6,8 až 7,0. Kultivace probíhá dále na rotační třepačce při 29 °C, po dobu 96 až 120 h.

V průběhu kultivace ae pH kultury upravuje pomocí 10 % obj. roztoku čpavku na hodnotu kolem 7,0. Po ukončení kultivace činí produkce L-lysinu u kmene Brevibacterium flavum 36 až 42 g/litr media; u kmenů Corynebacterium glutamicum činí za tsejných podmínek produkce L-lysinu 36 až 38 g/litr media.

Příklad 2

Stejně jako v příkladu 1 se inokulem produkčního kmene Brevibacterium flavum zaočkuje medium stejného složení jako v příkladu 1, jen a tím rozdílem,že jako komplexního zdroje dusíku se použije hydrolyzátu řepkmvého šrotu, a to ve stejném množství jeko u bavlníkovéno hydrolyzátu.

Za fermentačních podmínek jako v příkladu 1 se po 96 sž 120 h dosáhne produkce L-lysinu 37 sž 43 g/litr media; při aplikaci produkčních kmenů Corynebacterium glutamicum se za stejných podmínek a za stejnou dobu fermentace dosáhne produkce L-lysinu 40 až 45 g/litr media.

Příklad 3

Stejně jako v příkladu 1 se inokulem produkčního kmene Brevibacterium flavum zaočkuje fermentační medium stejného složení jako v příkladu 1, jen s tím rozdílem, že se jako komplexního zdroje dusíku použije hydrolyzátu lněného šrotu v množství 20 % obj. Za fermentačních podmínek jako v příkladu 1 ae po 96 až 120 h kultivace dosáhne produkce L-lysinu 40 až 45 g/litr media; při aplikaci produkčních kmenů Corynebacterium glutsmicum ae dosáhne produkce L-lysinu 42 sž 4> g/litr media.

Příklad 4

Stejné jako v přikladu 1 se inokulem produkčního kmene Brevibacterium flavum zaočkuje fermentační medium stejného složení jsko v příkladu 1, jen s tím rozdílem, že jeko komplexního zdroje dusíku se použije hydrolyzátu odtučněného sušeného mléks v množství 20 % obj. Za fermentačních podmínek jako v příkladu 1 ae po 96 h kultivace dosáhne produkce L-lysinu kolem 27 g/litr media; u kmene Corynebacterium glutamicum činí produkce 28 ež 30 g L-lysinu/litr media. Přiklad 5 o tejně jako v příkladu 1 se inokulem produkčního kmene Brevibacterium flavum zaočkuje fermentační medium stejného složení jBko v příkladu 1 s tím rozdílem, že se jsko komplexního zdroje dusíku použije hydrolyzátu krmného droždí v množství 20 % obj. Za fermentačních podmínek jeko v příkladu 1 se po 96 h kultivace dosáhne produkce L-lysinu kolem 20 g/litr media; u produkčníc kmenů Corynebacterium glutamicum se produkce L-lysinu pohybuje mezi 40 až 44 g/litr media za stejnou dobu.

Claims (1)

1. Způsob fermentační přípravy L-lysinu kultivací produkčních mikroorganismů kmenů Brevibacterium flavum nebo Corynebacterium glutamicum v tekuté živné půdě obsahující zdroje asimilovetelného uhlíku a dusíku, minerální živné soli, vitaminy a další biofaktory, za submerzních podmínek, vyznačující se tím, že se kultivace provádí v živné půdě, obsahující jako zdroj esenciálních aminokyselin, nezbytných pro růst mikroorganismu, kyselý hydrolyzét odpadních zemědělských surovin rostlinného původu, jako jsou šroty olejnin, zejména řepkový, bavlníkový nebo lněný Šrot, nebo výrobků potravinářského průmyslu, zejména sušeného odtučněného mléka nebo krmného droždí, obsahující 7 až 8 4 hmptnostních celkového dusíku, v množství 10 až 30 % obj., vztaženo na objem živné půdy.