PL94291B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania L-lizyny na drodze fermentacji glebinowej.Znanych jest wiele sposobów wytwarzania L-lizyny przy uzyciu drobnoustrojów, nalezacych do róznych gatunków, na pozywkach, zawierajacych przyswajalne zródlo azotu i wegla. Szczególna zdolnoscia wytwarzania L-lizyny odznaczaja sie mutanty auksotroficzne, takie jak np. Micrococcus glutamicus ATCC 13287 i Brevibacterium flavum ATCC 21129. Otrzymywanie wysokich wydajnosci L-lizyny nie tylko zalezy od aktywnosci szczepu, lecz równiez od skladników pozywki produkcyjnej zapewniajacych wlasciwy wzrost drobnoustróju-producenta i równoczesnie stymulujacych wytwarzanie pozadanego aminokwasu. W produkcji L-lizyny podstawowym warunkiem uzyskania wysokich wydajnosci jest dobór odpowiedniego zródla azotu pochodzenia naturalnego.Dotychczas wysokie wydajnosci L-lizyny otrzymywano na pozywkach, zawierajacych jako zródlo azotu pochodzenia naturalnego hydrolizaty maki sojowej i maki arachidowej. Zarówno substrat, jak i sam proces hydrolizy, który prowadzi sie w 120°C w srodowisku 6n H2S04l sa stosunkowo drogie. Ponadto maka sojowa i arachidowa sa produktami importowanymi.W sposobie wedlug wynalazku hydrolizaty maki sojowej i arachidowej zastepuje sie latwo dostepnym sokiem komórkowym ziemniaka, który jako zródlo azotu pochodzenia naturalnego nie ustepuje pod wzgledem wartosci produkcyjnej wymienionym hydrolizatom. Na pozywkach z sokiem ziemniaczanym uzyskuje sie wydajnosci L-lizyny co najmniej tego samego rzedu, co na pozywkach z hydrolizatami maki sojowej lub arachidowej.Sok komórkowy ziemniaka dostepny jest w kraju w olbrzymich ilosciach. Przy produkcji krochmalu 75% przerabianych ziemniaków stanowi sok komórkowy, który jako produkt odpadowy zaliczany jest do uciazliwych scieków. Wody sciekowe z krochmalni w pewnej czesci wykorzystywane sa w rolnictwie do nawadniania roli i lak. Pozbywanie sie w ten sposób uciazliwych scieków ma jednak ograniczony zasieg. Tereny nawadniane musza byc dokladnie zniwelowane i ilosc doprowadzonych wód sciekowych z krochmalni dokladnie obliczona.Istnieje bowiem niebezpieczenstwo szkodliwego przesycenia ziemi substancjami soku ziemniaczanego a tym samym zaniepzyszczania naturalnego srodowiska czlowieka.2 94 291 Wykorzystanie z wielkotonazowej produkcji L-lizyny soku ziemniaczanego otwiera olbrzymie perspektywy utylizacji uciazliwych scieków przemyslowych i prowadzi do uzyskania duzych efektów ekonomicznych, wynikajacych z zamiany scieków na cenny, majacy szerokie zastosowanie egzogenny aminokwas, L-lizyne.Sklad chemiczny nierozcienczonego soku ziemniaczanego waha sie w nastepujacych granicach: sucha masa ,38-6,1% w tym: cukry redukujace okolo 2,15% azot ogólny 1,65-1,95% azot aminowy okolo 0,08% popiól okolo 0,9%. Obok bialka, reszte substancji azotowych stanowia peptony 13,4% aminokwasy 22,3%, amidy 12,3% i zwiazki amonowe 2,8%. Z aminokwasów w soku ziemniaczanym w wiekszych ilosciach wystepuja: kwas asparaginowy i glutaminowy, walina, arginina i tyrozyna, a w mniejszych-lizyna, leucyna, metionina, treonina, fenyloalanina i tryptofan. Z weglowodanów wystepuja w soku ziemniaczanym: skrobia, glukoza, sacharoza i galaktoza, a ze zwiazków nieorganicznych wiekszosc bardzo wartosciowych mikroelementów. Ponadto sok ziemniaczany zawiera witaminy A, Bi, B2, B6, PP, C, enzymy i kwasy organiczne.Z powyzszej analizy wynika, ze sok ziemniaczany zawiera wartosciowe skladniki dla rozwoju szczepu produkujacego i dla wytwarzania L-lizyny.Wedlug wynalazku biosynteze L-lizyny prowadzi sie przy uzyciu mutantów drobnoustrojów z blokami genetycznymi, sprzyjajacymi wytwarzaniu L-lizyny, takich jak np. Micococcus glutamicus ATCC 13287, na pozywkach, zawierajacych jako zródlo azotu pochodzenia naturalnego sok komórkowy ziemniaka, otrzymywany przy produkcji krochmalu oraz przyswajalne zródla wegla i sole mineralne, w temperaturze ponizej 40°C, przy równoczesnym mieszaniu i napowietrzaniu w czasie, potrzebnym do wytworzenia L-lizyny z której przygotowuje sie znanymi sposobami preparaty do celów leczniczych, spozywczych i paszowych.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze pozywka produkcyjna jest prosta i tania. Sklada sie ona z soku ziemniaczanego, wzbogaconego tanimi zródlami wegla i solami mineralnymi. Sposród zródel wegla stosuje sie rozpuszczalne weglowodany np. glukoze techniczna sacharoze, melase i inne cukry proste oraz ich mieszaniny.Jako zródlo wegla stosuje sie równiez alkohole, np. etanol, metanol, oraz kwasy organiczne i ich sole, np. kwas octowy i/lub octan sodu. Sposród soli mineralnych korzystny jest dodatek soli amonowych.L-lizyna, wytworzona w pozywkach, zawierajacych sok komórkowy ziemniaka, jest szczególnie dogodnym substratem do otrzymywania preparatów paszowych L-lizyny przez suszenie calej hodowli w suszarce rozpylowej. Metoda ta jest prosta, nie daje scieków i odpadów, a otrzymane preparaty oprócz lizyny zawieraja witaminy, rózne aminokwasy i sole mineralne, wytworzone w czasie biosyntezy L-lizyny.Dalsze szczególy sposobu wedlug wynalazku znajduja sie w przykladzie, który sluzy do objasnienia, nie ograniczajac wynalazku.Przyklad. Hodowla na pozywce stalej.Szczep bakterii Micrococcus glutamicus ATCC 13287 hoduje sie na skosie agarowym o nastepujacym skladzie: pepton-Proteaae - 1,0% NaCI - 0,5%, wyciag wolowy -0,22%, glukoza - 1,0%, agar -2,0%, woda destylowana—do 100%. Przed sterylizacja koryguje sie pH do wartosci 7,4. Sterylizacje pozywki agarowej prowadzi sie w temperaturze 117% przez 30 minut. Agary skosne szczepi sie komórkami bakterii, pobranymi oczkiem z 48 godzinnej hodowli, przechowywanej w chlodni w temperaturze +4°C. Zaszczepione agary skosne umieszcza sie w termostacie o temperaturze 28°C na 48 godzin. Komórki bakterii zmywa sie z hodowli agarowej 2 ml 0,85% roztworu NaCI w wodzie. Otrzymana zawiesine komórek szczepi sie pozywka posiewowa w kolbach.Hodowla na pozywce posiewowej. Hodowle posiewowa szczepu bakterii Micrococcus glutamicus ATCC 13287 prowadzi sie w kolbach stozkowych o objetosci 500 ml zawierajacych po 50 ml pozywki posiewowej o nastepujacym rkladzie: melasa - 4,0%, WNK (50 sm) - 1,0%, (NH4)2S04 - 1,5%, drozdze suszone pastewne — 0,25%, CaC03 techniczny 0,5% woda wodociagowa -do 100%. Przed sterylizacja koryguje sie pH pozywki do wartosci 7,2. Sterylizacje prowadzi sie w temperaturze 117°C przez 30 minut. Tak przygotowana pozywke posiewowa szczepi sie zawiesina komórek z hodowli na pozywce stalej w ilosci 0,2 ml zawiesiny na 50 ml pozywki. Hodowle posiewowa prowadzi sie przez 24 godziny na trzesawce obrotowej o 220 obr/minute, umieszczonej w termostacie o temperaturze 28°C.Hodowla na pozywce produkcyjnej.Hodowle produkcyjna szczepu bakterii Micrococcus glutamicus ATCC 13287 prowadzi sie w kolbach stozkowych a 500 ml z lamaczami i wydluzona szyjka, zawierajacych 30 ml pozywki o nastepujacym skladzie: CaC03 techn -2,0% (NH4)2S04 - 4,0%, melasa buraczana - 30%, sok ziemniaczany - do 100%. Melase buraczana wyjalawia sie oddzielnie. Roztwór pozostalych skladników pozywki wyjalawia sie w temperaturze 117°C przez 30 minut. Po sterylizacji pozywke uzupelnia sie melasa i szczepi hodowla posiewowa w ilosci 5%.Hodowle produkcyjna prowadzi sie przez 48—96 godzin na trzesawce obrotowej o 220 obr/minute, umieszczonej w termostacie o temperaturze 30°C. Po zakonczeniu procesu biosyntezy hodowla zawiera 37000-41000 mcg L-lizyny w 1 ml.94 291 3 PL

Claims (1)

1. Z astrzezenie patento we Sposób wytwarzania L-lizyny na drodze fermentacji glebinowej przy zastosowaniu mutantów drobnoustrojów z blokami genetycznymi, spi zy ja jacy mi wytwarzaniu L-lizyny, takich jak Micrococcus glutamicus ATCC 13287, na pozywkach, zawierajacych przyswajalne zródla azotu i wegla oraz sole mineralne, znamienny tym, ze Stosuje sie pozywke produkcyjna zawierajaca jako zródlo azotu pochodzenia naturalnego sok komórkowy ziemniaka, otrzymywany jako produkt odpadowy przy produkcji krochmalu oraz przyswajalne zródla wegla i sole mineralne, w temperaturze ponizej 40°C, przy równoczesnym mieszaniu i napowietrzaniu, w czasie potrzebnym do wytwarzania L-lizyny. PL