RO120203B1 - Procedeu biotehnologic de obţinere a acidului l-aspartic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a acidului L-aspartic, destinat industriei alimentare şi farmaceutice. Procedeul conform invenţiei constă în aceea că, cuprinde fazele de obţinere a inocului, prin cultivarea tulpinii pe un mediu care conţine extract de porumb şi săruri minerale, la temperatura de 30...32°C, timp de 18...20 h, faza de bioproces, pentru dezvoltarea culturii pe un mediu asemănător, dar îmbogăţit în extract de porumb, la temperatura de 30...32°C, timp de 22...24 h, separarea biomasei, prin centrifugare sau filtrare, după adaus de floculant CS 2 0,08...0,1 ml%, obţinându-se o biomasă cu o activitate enzimatică de 2000...2500 Ui/g umed, bioconversia acidului fumaric, în acid L-aspartic, cu ajutorul enzimei aspartaza, cu un randament de minimum 95%.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a acidului L-aspartic cu ajutorul unui biocatalizator obținut prin cultivarea celulelor de Escherichia coli, destinat industriei alimentare și farmaceutice.

Produsul intră în compoziția aspartamului, îndulcitor folosit cu succes ca înlocuitor al zahărului, zaharinei, ciclamatului.

Acidul L-aspartic este un aminoacid esențial pentru organism; de aceea, se folosește ca substanță activă în compoziția unor produse energizante, medicamente de uz hepatic, cardiovascular etc.

Se cunoaște un procedeu de obținere a acidului D-L-aspartic obținut prin sinteză chimică care este laborios, greu de realizat, cu faze multe de lucru și costuri ridicate.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea, că este mai rentabil, ușor de realizat și mai puțin costisitor din punct de vedere economic.

Se cunosc o serie de microorganisme cu activitate aspartazică ca; Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Brevibacterium flavum.

Pentru obținerea acidului L-aspartic din acid fumărie cu ajutorul aspartazei, s-a folosit o mutantă de Escherichia coli ICCF₂₅ obținută prin iradieri repetate cu agenți fizici - radiații gama și neutroni rapizi din tulpina parentală ATCC₉₆₃₇.

Pentru obținerea acidului L-aspartic, s-a studiat compoziția mediului de inocul și bioproces, în scopul obținerii unei activități enzimatice cât mai ridicate, condițiile obținerii și izolării produsului. S-a studiat în principal concentrația de extract de porumb care este materia primă de bază a unui proces de biosinteză, fiind o sursă bogată în factori de creștere și o sursă slabă de C.

Procesul de obținere a acidului L-aspartic contă în următoarele:

- faza de inocul - prin cultivarea sub agitare a tulpinii de Escherichia coli ICCF₂₅ pe un mediu care conține extract de porumb și săruri minerale la 3O...32°C timp de 18...20 h;

- faza de bioproces - constă în dezvoltarea microorganismului pe un mediu de cultură îmbogățit în extract de porumb și cu adaos de săruri minerale la 3O...32°C timp de

22.. .24 h, urmată de fază de decantare a biomasei prin răcire și adaos de CS₂, ca floculant în proporție de 0,08...1 ml%.

-faza de bioconversie constă în transformarea acidului fumărie în acid L-aspartic cu ajutorul aspartazei produsă de Escherichia coli cu un randament de minimum 95%.

Prin realizarea invenției se obțin următoarele avantaje:

-obținerea unui produs folosit ca substanță activă în componența aditivilor alimentari și medicamentelor de uz uman.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției:

Se prepară un mediu de inocul compus din extract de porumb 2 g (50% s.u.), sulfat de amoniu 0,1 g, apă comună ad. 100 ml pH= 6,5...6,7, sterilizare 30 min la 120°C.

Mediul sterilizat se însămânțează cu cultură vegetativă de Escherichia coli sub formă de suspensie în apă distilată.

Dezvoltarea culturii are loc la 3O...32°C timp de 18...20 h. în final, inoculul are pH =

7.5.. .7.8 și conține bacili mici nesporulați în număr mare.

Cu acest inocul se însămânțează în proporție de 1 % v/v mediul de bioproces format din extract de porumb 2,5...4 g (50% s.u.), sulfat de amoniu 0,1 g, apă comună 100 ml, pH mediu 6,5...6,7, sterilizare 30 min la 125°C. Bioprocesul decurge într-un vas metalic la parametrii stabiliți în funcție de capacitatea vasului: temperatura 3O...32”C, p= 0,5 at, aer 0,4...0,5 l/l med/min, agitare 220...240 rpm.

RO 120203 Β1 în momentul în care valoarea densității optice s-a plafonat, iar pH-ul culturii este 1 peste 8, mediul se răcește, se adaugă floculant CS₂ (cationit slab bazic sulfonat) în cantitate de 0,08...0,1 ml%, se lasă la decantat sub răcire 2...3 h. 3

Se separă biomasa bacteriană prin centrifugare la o centrifugă de turație mare de circa 6000 ture/min, sau se filtrează pe filtru nuce folosind un adjuvant de filtrare (celită, 5 perlită etc).

Biomasa separată are o activitate enzimatică apreciabilă de 2000...2500 Ui/g umed, 7 corespunzătoare unui nivel ridicat de biosinteză a aspartazei.

Biomasa umedă care conține enzima aspartază se folosește la bioconversia acidului 9 fumărie în acid L-aspartic.

Bioconversia are loc la temperatura de 35...40“C, în condiții de agitare prin 11 suspendarea biomasei enzimatice într-o soluție de fumarat de amoniu de concentrație 1-2 M în prezența ionilor de Mg²⁺ în concentrație de 1 -2 mM. 13

Durata bioconversiei este de 10...20 h pentru obțin, randament de transformare de minimum 95%. 15

Claims (1)

1. Revendicare

   Procedeu de obținere a acidului L-aspartic produs de uz uman obținut prin bioconversia acidului fumărie cu ajutorul microorganismului Escherichia coli ICCF₂₅, mutantă 21 derivată din E.coli ATCC₉₆₃₇, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde fazele de obținere a inoculului prin cultivarea tulpinii, pe un mediu care conține extract de porumb și săruri 23 minerale la temperatura de 3O...32°C, timp de 18...20 h, faza de bioproces pentru dezvoltarea culturii pe un mediu asemănător, dar îmbogățit în extract de porumb la temperatura 25 de 3O...32°C timp de 22...24 h, separarea biomasei prin centrifugare sau filtrare după adaos de floculant CS₂ 0,08...0,1 ml%, obținându-se o biomasa cu o activitate enzimatică de 27

   2000...2500 Ui/g umed, bioconversia acidului fumărie în acid L-aspartic cu ajutorul enzimei aspartaza cu un randament de minim 95%. 29