Биология » Биотехнология глутамата натрия » Технологические усовершенствования

Технологические усовершенствования

К эффективным методам улучшения процесса относится метод подпитки. К периодической культуре добавляются компоненты питания - обычно соединения углерода, по мере его исчерпывания. Культура не страдает от избытка углерода в начале роста, что неизбежно в периодической культуре. Поэтому после подпитки сразу начинается бурный рост культуры, который идет с постоянной скоростью до полного исчерпывания всех компонентов питания.

Технологические усовершенствования могут касаться и конструкций используемого оборудования. Следует заменить внутренние змеевиковые теплообменники на плоские ламельные теплообменники, выполняющие одновременно роль отражательных перегородок, либо на высокоэффективные внешние. Возможно осуществить возврат к уплотнениям вала мешалки сальникового типа. Это обусловлено сложностью эксплуатации торцевых уплотнений, с другой стороны, появлением новых уплотняющих материалов, позволяющих создать более грамотные сальниковые уплотнения. Необходимо использование перемешивающих устройств большой мощности с плавным или ступенчатым регулированием числа оборотов. Наиболее эффективный привод с мощностью 2,5 кВт/м3. Во время культивирования меняются реологические свойства и потребность продуцента в кислороде, поэтому очень важно иметь привод с регулируемым числом оборотов мешалки. Максимальный расход мощности требуется в первые двое суток культивирования. При проектировании новых предприятий нужно предусматривать возможность понижения расхода снижением числа оборотов мешалки, а также изменения геометрии самой мешалки за счет сдвига лопастей к диску. Этим достигается экономия энергии, максимально обеспечиваются потребности культуры в кислороде. Для эффективности перемешивания среды кислород следует подавать через барботеры.

3)В промышленности глутаминовую кислоту можно получить и другими способами: многостадийным химическим синтезом из акрилонитрила и микробиологическим по двухступенчатой технологии, выделением из свекловичной мелассы или из белковых гидролизатов.

Двухступенчатый способ получения. Его можно осуществить из α-кетоглутаровой кислоты с помощью ферментов трансамилазы или глутаматдегидрогеназы в результате следующих превращений:

1 вариант – переаминирование кислот (фермент - трансамидаза)

α-кетоглутаровая кислота + а/к → L-глутаминовая кислота + α-кетокислота;

2 вариант – восстановительное аминирование (фермент - глутаматдегидрогеназа)

α-кетоглутаровая кислота + NH4+ + НАДН → L-глутаминовая кислота + Н2О + НАД+

В каждом из этих процессов α-кетоглутаровая кислота играет роль предшественника.

Для осуществления любого из этих превращений необходимы источники α-кетоглутарата и соответствующей ферментной системы. Первую из этих задач решают с помощью подбора м/о, способных продуцировать значительное количество α-кетоглутаровой кислоты из доступных источников сырья. Продуцентами α-кетоглутарата могут быть Pseudumonas и Escherichia, а при культивировании продуцента Kluyverd citrophila α-кетоглутаровая кислота была получена с 57%-ным выходом. Дрожжи рода Candida при выращивании на н-парафинах продуцируют α-кетоглутарат совместно с пируватом в соотношении 6:1. Экономический коэффициент процесса биосинтеза достигает 90% от количества потребленных углеводородов.

В роли продуцента фермента трансамидазы могут выступать различные м/о, например E. Coli. Донором аминогрупп может быть аспарагиновая кислота или аланин.

Восстановительное аминирование возможно осуществить с помощью Pseudomonas или Aeromonas, причем некоторые штаммы этих м/о в качестве субстрата могут использовать D,L-α-оксиглутаровую кислоты, производимую химическим синтезом.

В последние годы внимание исследователей привлекают методы получения аминокислот с использованием иммобилизованных ферментов. Способ имеет ряд преимуществ, в частности, конечный продукт отличается высокой концентрацией и чистотой, нет опасности заражения в ходе реакции посторонними микроорганизмами, в результате синтеза образуются только природные изомеры, имеется возможность осуществления непрерывных технологических процессов.

Микроорганизмы являются основными источниками ферментов, переводимых в иммобилизованную форму. Имея в виду преимущества иммобилизованных ферментов, необходимо учитывать, что они всегда будут дороже растворимых, но их внедрение экономически оправдано при удовлетворении даже одного из приводимых ниже условий: повышение стабильности фермента, обеспечивающее его многократное применение и тем самым сокращение расходов на препарат; улучшение качества продукта благодаря отсутствию в нем следов фермента и предотвращению нежелательных побочных реакций.

Статьи и публикации:

Предмет и структура естествознания. Понятие естествознания
Стремление человека к познанию окружающего мира выражается в различных формах, способах и направлениях исследовательской деятельности. Каждая из основных частей объективного мира — природа, общество и человек — изучается своими отдельными ...

Почему В.И.Вернадский считал живое вещество наиболее могущественной силой в преобразовании биосферы?
Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной по ...

Дискретные модели циклов жизни
Важные свойства систем, элементы которых претерпевают индивидуальное развитие, могут быть изучены даже на простых дискретных моделях. В простейшем случае жизненный цикл состоит только из двух стадий – молодость и зрелость, которые мы обоз ...

Разделы