SU666874A1 - Method of producing l-lysine - Google Patents

Method of producing l-lysine Download PDF

Info

Publication number
SU666874A1
SU666874A1 SU762384315A SU2384315A SU666874A1 SU 666874 A1 SU666874 A1 SU 666874A1 SU 762384315 A SU762384315 A SU 762384315A SU 2384315 A SU2384315 A SU 2384315A SU 666874 A1 SU666874 A1 SU 666874A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
lysine
activity
concentration
reaching
lactic acid
Prior art date
Application number
SU762384315A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.П. Руклиша
А.К. Саксе
У.Э. Виеструр
Р.А. Хелманис
С.Э. Селга
Я.Я. Лаукевиц
А.К. Седвалдс
Я.Б. Лиепа
Е.Ф. Рейнбаха
Г.А. Удровский
В.М. Богданович
А.А. Лацарс
И.У. Датава
Original Assignee
Институт Микробиологии Им.Августа Кирхинштейна Ан Латсср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Микробиологии Им.Августа Кирхинштейна Ан Латсср filed Critical Институт Микробиологии Им.Августа Кирхинштейна Ан Латсср
Priority to SU762384315A priority Critical patent/SU666874A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU666874A1 publication Critical patent/SU666874A1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ L-ЛИЗИНА путем культивировани  его продуцентов не питательной среде, содержащей источники углерода, азота и не- . обходимые питательные соли, при аэрации среды, перемешивании и поддержании заданного значени  рН с последующим выделением L-лизина, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода L-лизина, в процессе ферментации, начина  с 16 по 30 час культуральной жидкости определ ют концентрацию молочной кислоты или активность лактатдегидроге- назы, при этом при определении концентрации молочной кислоты в культу- ральной жидкости и достижении ее 0,3 - 0,5 мас.% или при определении активности дактатдегидрогеназы и достижении ее 10-30 уд. ед. довод т рН культуральной жидкости до заданного значени  путем регулировани  количества подаваемого воздуха и перемешивани .S(Лff>&05 9Stэо*sj4^A METHOD FOR OBTAINING L-LYSIN by cultivating its producers in a non-nutrient medium containing sources of carbon, nitrogen and non-. required nutrient salts, while aerating the medium, stirring and maintaining the desired pH value, followed by release of L-lysine, characterized in that, in order to increase the yield of L-lysine, during the fermentation process, the milk concentration is determined from 16 to 30 hours acid or lactate dehydrogenase activity, while determining the concentration of lactic acid in the culture fluid and reaching 0.3-0.5 wt.% or determining the activity of dactate dehydrogenase and reaching 10-30 beats. units adjusting the pH of the culture liquid to a predetermined value by adjusting the amount of air supplied and mixing. S (Luff > & 05 9STeo * sj4 ^

Description

1 Изобретение относитс  к микробиологической промьшшенности и может быть использовано дл  управлени  процессом получени  лизинд. Известен способ управлени  процес сом биосинтеза Ь- лизина, при котором рН среды поддерживают в заданных пределах в зависимости от концентрации аниоио-органической кислоты, например уксусной, рН среды регулируют вводом в нее углекислого газа или бикарбоната натри  flj . Наиболее близким из известных способов к изобретению  вл етс  спо соб получени  лизина, заключающимис  в том, что получают L-лизин путем культивировани  его продуцентов на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, и необходимые питательные соли при аэрации среды ;первмешивании и поддержании заданного значени  рН с последующим выделением лизина 2 , При регулировании процесса в ста дии образовани  биомассы в фермента торе услови  близки к полному перемешиванию и регулирование по рОд при концентрации кислорода 30 - 40% насыщени  обеспечивает достаточно точное регулирование по всему аппарату , но в стадии биосинтеза при насыщении кислородом 5 - в аппарате уже не обеспечиваютс  услови полного перемешивани  и нельз  однозначно установить значени  по всему объему, что  вл етс  недойтат ком этого способа. Недостаток кислорода, в клетках переключают метатолизы углеводов от аэробного процесса на анаэробный. В результате этого под действием лактатдегидрогеназы образуетс  молочна  кислота. Таким образом метаболиты углеводов не включаютс  в цепь синтеза лизина, а используютс  на обра зование побочных метаболитов, напри мер молочной кислоты. Целью изобретени   вл етс  повышение точности управлени  процессом получени  лизина, а также увеличени выхода целевого продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем что по предложенному способу в процессе ферментации, начина  с 16 по 30 час в кзльтуральной жидкости определ ют концентрацию молочной кисло ты или активность лактатдегидрогеназы , в клетках продуцента при этом 4 При определении концентрации молочной кислоты в культуральной жидкости и достижении ее 0,3 - 0,5 мас.% ийи при определении активности лактатдегидрогеназы и достижении ее 10 30 уд, ед. довод т рН культуральной жидкости до заданного значени  путем регулировани  количества подава-. емого воздуха и перемешивани . Способ осуществл ют следующим образом. В качестве продуцента L-лизина используют микроорганизмы Brevabacteriura или Micrococcus. После выраш 1вани  культуры в посевном ферментаторе дальнейшее культивирование провод т в производственных ферментаторах на углеводной питательной среде, например мелассной. При ферментации во врем  роста продуцента pOg поддерживают на уровне 20 - . насыщени . Начина  с 16 ч определ ют концентрацию молочной кислоты в культуральной жидкости или активность лактатдегидрогёназы в клетках продуцента. При достижении концентрации молочной кислоты 0,3 - 0,5 мас.% или активности лактатдегидрогёназы 10 - 30 уд. ед., в результате чего снижаетс  значение рН, повышают интенсивность аэрации и перемешивание до достижени  рН 7,4 - 8,0. На 30 - 36 часу при резком снижении рН его поддерживают добавлением аммиачной воды или мочевиной с таким расчетом, чтобы концентраци  азота не превышала 0,2 - 0,4 мас.%. После окончани  культивировани  из культуральной жидкости выдел ют Lлизин известными методами или получают кормовой концентрат лизина. Пример 1. Исходную культуру Brevibacterium sp 22 ЛД размножают вначале на агаровых кос ках, затем в колбах на качалке и в посевном ферментаторе . Затем посевной материал передавливают в производственный ферментатор емкостью 5000 л со стерильной средой 32000 л. Питательна  среда имеет следующий состав: 6500 кг (при соМеласса держании сахара 46 мас.%) Кукурузный 1040 кг (при соэкстракт держании 50% сух.вв.) Аммоний хло700 кг ристый Аммоний фосфорнокислый двухэамещенный До 32000 л Вода Ферментацрпо провод т при 31 + i , в стадии роста рН среды поддерживаетс  в пределах 6,8 - 7,8 рО - на уровне 22% насыщени . На 16 часу культивировани  определ ют активность лактатдегидрогеназы в клетках продуцента. Активность 22 уд. единиц, рН снижалась до 7,0, Увеличивают расход воздуха на 5%, рН устанавливаетс  7,6 и не мен етс , через 3 часа культивировани  оп ть определ ют активность лактатдегидрогеназы - активность 6 уд, ед. Объем воздуха остаетс  прежним. В дальнейшем активность лактатдегидрогеназы определ ют через каждые 3 ч культивировани . При увеличении активности лактатдегидрогеназы увеличивают расход воздуха или интенсивность перемешивани , поддер жива  рН на уровне 7,4 - 8,0 и рО на уровне 20 - 25% насыщени ,. Начина  с 36 часа культивировани  рН среды поддерживают добавлением амми ачной воды. Во врем  ферментации при достиже нии величины РВ 5% добавл ют стерил ную массу в расчете 2 масо% по РВ и продолжают ферментацию до полного использовани  редуцирующих веществ. . На 54 часу ферментации культурал на  жидкость содержит L-лизина 39 г/ биомассы продуцента Ь-лизина - 20 г/ концентраци  сухих веществ в культу ральной жидкости 14,6 масЛ, остаточные сахара - 0,75%, молочна  кис лота - 0,2%. После окончани  фермен тации культуральна  жидкость обраба тываетс  одним из известных способо Пример2. В качестве продуцента L-лизина используют микроорганизмы Micrococcus glutamicus Т-3, Культивирование ведут на среде, аналогичной примеру 2. В качестве стимул торов роста используют гид ролизат белково-витаминного концент рата. Активность лактатдегидрогеназы определ ют начина  с 16 часа культивировани . При превышении активности 10 уд, ед. и снижении рН до 44 7,0 увеличивают число оборотов мешалки или расход аэрирующего воздуха да достижени  рН 7,4 - 7,8 м парциального давлени  кислорода 25% насыщени . После 30 - 36 часа ферментации рН поддерживают аммиачной водой. На 54 часу ферментации культуральна  жидкость содержит L-лизина 38 г/л, биомассы продуцента L-лизина 19 г/л, концентраци  сухих веществ в культуральной жидкости 15,0 мас.%, остаточные сахара 0,6 мас.%, молочна  кислота 0,3%. П р и м « р 3. В качестве продуцента используют культуру Brevibacterium 22. Ферментацию осуществл ют в ферментаторе емкостью 15 л на среде следующего состава: 1,52 кг (при соМеласса держании сахара 46 мас.%}, Кукурузный 0,25 кг (при экстракт сод. 50% вес. сух. в-в) Сульфат аммони  Фосфат аммони  двузамещенный Карбонат кальци  Подсолнечное масло На 4,6 л среды внос т 0,4 л посевного материала, т.е. 8% объемных с содержанием биомассы 18 г/л. Содержание РВ в начале ферментации 12 мас.%, рН - 6,8, температура + 31° + 1°С. Во врем  роста продуцента рО поддерживают на уровне 10% насыщени . На 8 часу рН увеличиваетс  до величины 7j8 и поддерживают на этом уровне до 20 час аэрацией и перемешиванием. После достижени  концентрации РВ в культуральной жидкости 5% производ т периодическое добавление источника углерода (мелассы, уксусной кислоты, сахарозы, спирта, двойной соли гл козы). В начале ферментации аэраци  0,8 : : 1 объем воздуха /объем культуральной жидкости, обороты мешалки 400 об/мин, расход воздуха и интенсивность перемешивани  постепенно увеличивают до 1 : 1 и 800 об/мин к 8 часу ферментации, рОг поддерживают на уровне 20 - 25% насыщени . Регул рно каждые ,3 ч определ ют концентрацию молочной кислоты и по ней суд т об активности лактатдегидрогеназы . При достижении концентрации молочной кислоты в среде 0,4 масД, что соответствует увеличению активности лактатдегидрогеназы в клетках 16 уд. ед. увеличивают интенсивность аэрации и перемешивани . При продолжении ферментации, в частности, после добавлени  источника углерода, pOj снижаетс  до 3 - 5% насыщени , рН уменьшаетс  до 7,0, активность лактатдегидрогеназы увеличиваетс  до 50 уд, еДс и активность биосинтеза L-лизина падает от 0,09 г/л ч до О505 г/л/ч на 1 г биомассы. При этом увеличивают аэрацию до 1,2 s ; 15 активность лактатдегидрогеназы уменьшаетс  до 6 уд. ед, и актив- ность биосинтеза увеличиваетс  до г/л/ч на 1 г биомассы. 46 После 30 часа ферментации рН поддерживают 30%-ным раствором мочевины , котора  одновременно служит источником азота. Во врем  ферментации определ ют содержание азота, содержание которого не должно превьшать 0,2 О ,4 мае.%. К 60 часу ферментации культуральна  жидкость содержит L-лизин 56 г/л, биомассы продуцента 24 г/л, концентраци  сухих веществ 18 мас.%, остаточные сахара - 0,9 мас.%, молочна  кислота -0,1%. . Предлагае1 1ый способ позвол ет увеличить выход L-лизина на 30% за счет снижени  количества побочных продуктов метаболизма и сократить общее врем  ферментации на 10 - 16 ч. При использовании способа повысилс  экономический коэффициент биосинтеза L-лизина.1 The invention relates to the microbiological industry and can be used to control the process of obtaining lysind. A known method of controlling the process of biosynthesis of L-lysine, in which the pH of the medium is maintained within the prescribed limits, depending on the concentration of anio-organic acid, for example acetic acid, the pH of the medium is regulated by the introduction of carbon dioxide or sodium bicarbonate flj into it. The closest of the known methods to the invention is the method of obtaining lysine, which consists in producing L-lysine by cultivating its producers on a nutrient medium containing sources of carbon, nitrogen, and the necessary nutrient salts during aeration of the medium, first mixing and maintaining the desired value pH, followed by the release of lysine 2. When regulating the process in the stage of biomass formation in the enzyme torus, conditions are close to complete mixing and regulation of the pH at an oxygen concentration of 30-40% is saturated. and provides sufficiently accurate regulation throughout the apparatus, but at the stage of biosynthesis with oxygen saturation of 5, the apparatus does not provide conditions for complete mixing and it is impossible to unambiguously establish values throughout the volume, which is a failure of this method. The lack of oxygen in the cells switches the metatolysis of carbohydrates from the aerobic process to the anaerobic. As a result, lactic acid is formed by the action of lactate dehydrogenase. Thus, carbohydrate metabolites are not included in the chain of lysine synthesis, but are used to form side metabolites, for example, lactic acid. The aim of the invention is to improve the accuracy of control over the process of obtaining lysine, as well as increasing the yield of the target product. The goal is achieved by the fact that, according to the proposed method, in the fermentation process, starting from 16 to 30 hours, the concentration of lactic acid or the activity of lactate dehydrogenase is determined in the cultural liquid, while the producer’s cells 4 When determining the concentration of lactic acid in the culture fluid and reaching 0, 3 - 0.5 wt.% AI when determining the activity of lactate dehydrogenase and reaching its 10 30 beats, units. adjusting the pH of the culture liquid to a predetermined value by adjusting the amount of supply. air and mixing. The method is carried out as follows. As a producer of L-lysine, microorganisms Brevabacteriura or Micrococcus are used. After growing in a seed culture fermentor, further cultivation is carried out in production fermenters on a carbohydrate nutrient medium, such as molasses. During fermentation, during growth of the producer, the pOg is maintained at a level of 20 -. saturation. Starting from 16 h, the concentration of lactic acid in the culture fluid or the activity of lactate dehydrogenase in the producer cells is determined. When the concentration of lactic acid is 0.3 - 0.5 wt.% Or the activity of lactate dehydrogenase 10 - 30 beats. units, as a result of which the pH value decreases, the intensity of aeration and mixing is increased until a pH of 7.4 - 8.0 is reached. At 30 to 36 hours with a sharp decrease in pH, it is maintained by the addition of ammonia water or urea so that the nitrogen concentration does not exceed 0.2 to 0.4 wt.%. After the end of cultivation, Llyseen is isolated from the culture liquid by known methods or a lysine feed concentrate is obtained. Example 1. The initial culture of Brevibacterium sp 22 LD is propagated first on agar plates, then in flasks on a rocking chair and in a seed fermenter. Then the seed is squeezed into a 5,000 liter production fermenter with a sterile medium of 32,000 l. The nutrient medium has the following composition: 6500 kg (with a sugar content of 46 wt.% Sugar) 1040 kg of corn (with a 50% dry sugar extract); Ammonium chloe700 kg crusty Ammonium phosphoric acid, two-substituted Up to 32,000 l Water Fermentazrp conduct at 31 + i In the growth stage, the pH of the medium is maintained within 6.8 - 7.8 pO - at the level of 22% saturation. At 16 hours of culture, the activity of lactate dehydrogenase in the producer cells is determined. Activity 22 beats. units, the pH decreased to 7.0, the air flow is increased by 5%, the pH is set to 7.6 and does not change, after 3 hours of cultivation, the activity of lactate dehydrogenase is again determined - activity 6 beats, units. The air volume remains the same. Subsequently, the activity of lactate dehydrogenase is determined every 3 hours of cultivation. With an increase in the activity of lactate dehydrogenase, the air flow rate or intensity of agitation increases, maintaining the pH at the level of 7.4 - 8.0 and pO at the level of 20 - 25% saturation,. Starting from 36 hours cultivation, the pH of the medium is maintained by the addition of ammonia aca water. During the fermentation, when the RV value is 5%, a sterile mass is added at a rate of 2 wt% for the RV and the fermentation is continued until the reducing substances are fully used. . At 54 hours of fermentation, the liquid culture contains L-lysine 39 g / L-lysine producer biomass - 20 g / dry matter concentration in the culture liquid 14.6 masl, residual sugar - 0.75%, lactic acid - 0.2 % After the fermentation is complete, the culture fluid is treated in one of the known methods of Example 2. The microorganisms of Micrococcus glutamicus T-3 are used as the producer of L-lysine. The cultivation is carried out on a medium similar to example 2. Hydrolyzate of the protein-vitamin concentrate is used as growth stimulants. Lactate dehydrogenase activity is determined starting from 16 hours of cultivation. When the activity exceeds 10 beats, units and lowering the pH to 44 7.0 increases the number of revolutions of the mixer or the flow of aerating air and the pH reaches 7.4 - 7.8 m of the oxygen partial pressure of 25% saturation. After 30 to 36 hours of fermentation, the pH is maintained with ammonia water. At 54 hours of fermentation, the culture fluid contains L-lysine 38 g / l, biomass of the producer L-lysine 19 g / l, the concentration of dry substances in the culture fluid 15.0 wt.%, Residual sugar 0.6 wt.%, Lactic acid 0 3%. Example 3. A producer is a Brevibacterium 22 culture. Fermentation is carried out in a 15 L fermenter on a medium of the following composition: 1.52 kg (with sugar content 46% by weight}, Corn 0.25 kg ( with an extract of 50% wt. dry. c) ammonium sulfate ammonium phosphate disubstituted calcium carbonate Sunflower oil 0.4 l of seed are introduced into 4.6 l of medium, i.e. 8% by volume with a biomass content of 18 g / L. The PB content at the beginning of fermentation is 12 wt.%, pH - 6.8, temperature + 31 ° + 1 ° C. During producer growth, pO is maintained at 10% n At 8 o'clock, the pH is increased to a value of 7j8 and maintained at this level for up to 20 hours by aeration and stirring. After reaching a concentration of PB in the culture fluid of 5%, a carbon source (molasses, acetic acid, sucrose, alcohol, double salt goats.) At the beginning of fermentation, aeration 0.8:: 1 volume of air / volume of culture liquid, stirrer speed 400 rpm, air consumption and mixing intensity gradually increase to 1: 1 and 800 rpm by 8 o'clock fermentation, the pOg is maintained at level 20 - 25% saturation. The concentration of lactic acid is determined regularly every 3 h and the activity of lactate dehydrogenase is judged by it. When reaching the concentration of lactic acid in the medium of 0.4 mA, which corresponds to an increase in the activity of lactate dehydrogenase in the cells, 16 beats. units increase the intensity of aeration and mixing. With continued fermentation, in particular, after adding a carbon source, pOj decreases to 3–5% saturation, the pH decreases to 7.0, the activity of lactate dehydrogenase increases to 50 beats, eDs and the activity of L-lysine biosynthesis falls from 0.09 g / l h to O505 g / l / h per 1 g of biomass. At the same time increase the aeration to 1.2 s; 15, the lactate dehydrogenase activity is reduced to 6 beats. units, and the activity of biosynthesis is increased to g / l / h per 1 g of biomass. 46 After 30 hours of fermentation, the pH is maintained with a 30% urea solution, which also serves as a source of nitrogen. During fermentation, the nitrogen content is determined, the content of which should not exceed 0.2 O, 4 wt.%. By 60 hours of fermentation, the culture liquid contains L-lysine 56 g / l, producer biomass 24 g / l, dry matter concentration 18% by weight, residual sugar - 0.9% by weight, lactic acid -0.1%. . The proposed 1st method allows to increase the yield of L-lysine by 30% by reducing the amount of metabolic by-products and reducing the total fermentation time by 10 to 16 hours. With the use of the method, the economic coefficient of L-lysine biosynthesis has increased.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ L-ЛИЗИНА путем культивирования его продуцентов на питательной среде, содержа щей источники углерода, азота и не. обходимые питательные соли, при аэ рации среды, перемешивании и поддер жании заданного значения pH с после дующим выделением L-лизина, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода L-лизина, в процессе ферментации, начиная с 16 по 30 час культуральной жидкости определяют концентрацию молочной кисло ты или активность лактатдегидрогеназы, при этом при определении концентрации молочной кислоты в культуральной жидкости и достижении ее 0,3 - 0,5 мас.Х или при определении активности .лактатдегидрогеназы и достижении ее 10 - 30 уд. ед. доводят pH культуральной жидкости до заданного значения путем регулирования количества подаваемого воздуха и перемешивания.METHOD FOR PRODUCING L-LYSINE BY CULTIVATION OF ITS PRODUCERS IN A NUTRITIONAL MEDIUM CONTAINING SOURCES OF CARBON, NITROGEN AND NON. required nutrient salts, with aeration of the medium, stirring and maintaining a given pH value with subsequent isolation of L-lysine, characterized in that, in order to increase the yield of L-lysine, in the fermentation process, starting from 16 to 30 hours of culture liquid the concentration of lactic acid or the activity of lactate dehydrogenase, while determining the concentration of lactic acid in the culture fluid and reaching it 0.3-0.5 wt.X or determining the activity of lactic dehydrogenase and reaching it 10-30 beats. units adjust the pH of the culture fluid to a predetermined value by adjusting the amount of air supplied and mixing.
SU762384315A 1976-07-05 1976-07-05 Method of producing l-lysine SU666874A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762384315A SU666874A1 (en) 1976-07-05 1976-07-05 Method of producing l-lysine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762384315A SU666874A1 (en) 1976-07-05 1976-07-05 Method of producing l-lysine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU666874A1 true SU666874A1 (en) 1985-10-23

Family

ID=20669927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762384315A SU666874A1 (en) 1976-07-05 1976-07-05 Method of producing l-lysine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU666874A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Патент Англии № 1398337,кл, С 6 F, опублик. 1975.2. Авторское свидетельство СССР № 413183, кл. С 12 В 1/08, 1971. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5912113A (en) Method and apparatus for controlling carbon source concentration in aerobic cultivation of a microorganism
CN101967501B (en) Method for producing lysine by feedback supplement based on pH
SU666874A1 (en) Method of producing l-lysine
JP4623766B2 (en) Osmolarity controlled fermentation method for acarbose preparation
CN110885774A (en) Method for optimizing glutamic acid fermentation
SU675980A1 (en) Method of producing l-lysine
SU498940A1 (en) Method for producing lysine
CN112746030B (en) Culture method of nitrifying bacteria
SU778256A1 (en) Method of obtaining l=lysine
RU1314667C (en) Method for cultivating of methanol oxidizing bacteria
RU1218672C (en) Method of obtaining yeast biomass
RU2022020C1 (en) Method of ubiquinone-10 preparing
SU1157059A1 (en) Method of obtaining l-lysine
RU1822884C (en) Method of l-tryptophan preparing
SU767191A1 (en) Method of culturing microorganisms
RU2125608C1 (en) Method of l-lysine producing
RU2241038C1 (en) Method for biosynthesis of cephalosporin c
SU294321A1 (en)
SU753895A1 (en) Culture medium for culturing russula decolorans milk coagulating enzyme producent
SU1124027A1 (en) Culture medium for culturing producer of l-alpha-amino-epsilon-carbolactam hydrolase
Nhan et al. Studies on the rate of lysine production by Brevibacterium lactofermentum from glucose
SU421200A3 (en)
SU1073282A1 (en) Method of producing cellulose-litic enzimes
RU2099416C1 (en) Method of baker's yeast producing
SU912753A1 (en) Process for producing glucoamilase