Биотехнологическая конверсия углеводсодержащего сырья при биосинтезе лизина
ВВЕДЕНИЕ
Актуальная проблема животноводства во всем мире - несбалансированность белков в растительных кормах по аминокислотному составу. Увеличение рациона в этом случае не способствует повышению усвояемости корма и его питательности, а себестоимость продукции при этом возрастает.
Аминокислота L-лизин, является для свиноводства №1, а для птицы №2 после метионина. Природно-климатические условия нашей страны и промышленные технологии содержания птицы, отличающиеся скоростью роста, не позволяют обеспечить отрасль качественными белковыми концентратами, что приводит к резкому снижению генетического потенциала птицы.
Создание рентабельного производства L-лизина с помощью микробного продуцента Corynebacterium glutamicum требует оптимизации как отдельных компонентов производственно-коммерческого цикла, так и мобилизации всего ресурсного потенциала.
1.1. Общие сведения о растительном сырье, используемом в биотехнологических процессах 5
1.2. Химический состав зерносырья 19
1.3. Питательная ценность крахмалсодержащего сырья 26
1.4. Биологические методы конверсии растительного сырья 30
1.4.1. Подготовка растительного сырья к биоконверсии 32
1.4.2. Биоконверсия растительного сырья ферментами 34
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 43
2.1. Описание процесса ферментации 43
2.2. Физико-химические методы определения показателей качества ферментации 45
2.3. Расчеты продуктивности лизина 46
- «Биоконверсия целлюлозсодержащего сырья» Тр. Коми научного центра УрО РАН. − Сыктывкар, 1992. − №125
- Айбазов О.А. Ферментативный способ обработки соломы. − М.: Россельхозиздат, 1984.
- Ахмадолиев М. Определение компонентного состава кубового остатка фурфурола// Гидролиз. и лесохим. пром-сть. − 1991. − № 6.
- Бабицкая В.Г., Стахеева И.А., Плавская А.И.// Микология и дентология. − 1979. − Т. 13, вып. 2.
- Балашевич И.И. Взаимосвязь некоторых параметров культивирования кормовых дрожжей на гидролизате древесины. Автореф. дис. … канд. техн. наук/ И.И.Балашевич. - Ленинград, 1974.
- Березин, И.В., А.А. Клесов А.А., Швядас В.К и др. Инженерная энзимология. - М.: Высш. шк., 1987. - Т. 8.
- Биоконверсия целлюлозсодержащего сырья / под редакцией В.В. Володина // Труды Коми науч. центра УрО РАН, №129 - Сыкт.: Сыктавк. ун-тет, 1992.
- Бутова С.Н. Биотехнологическая деградация отходов растительного сырья. - М.: Россельхозакадемия, 2004.
Биосинтез проводят в РФ-525м3 при температуре (32±1) 0С, парциальном давлении кислорода в среде – не менее 20 %, рН в диапазоне от 6,8 до 7,2, продолжительность биосинтеза – от 48 до 52 ч.
Устанавливают перемешивание – (600±101) мин-1 и аэрацию (1,0±0,1) л/мин. Проверяют включение вентиля «вход воздуха». Проверяют, диагностирует ли система - DCU3 какие-либо ошибки и устраняют их причину.
Отбирают пробу среды объемом (0,002±0,001) л для измерения рН.
Если значения рН питательной среды, измеренные на рН-метре отличаются от значений рН на ферментере, проводят рекалибровку датчика рН ферментера в меню «Recalibration» системы управления DCU3.
Значение рН питательной среды после стерилизации доводят до (7,0±0,2) с помощью 12,5 %-ного раствора аммиака или 6 % раствора серной кислоты. В головку перистальтического насоса, установленного на ферментере с маркировкой «Base», вставляют шланг от флакона с 12,5 % раствором аммиака, закрепляют его и в ручном режиме работы насоса, заполняют весь шланг раствором. Флаконы с 6 % раствором серной кислоты и ферментационной средой подсоединяют аналогично.
В закрытом виде через асептический соединитель вносят посевной материал в количестве (2,50±0,01) л.
В ходе ферментации в ферментер по мере надобности вносят пеногаситель Лапрол, общий расход которого может достигать (0,040±0,001)л. В головку перистальтического насоса, установленного на ферментере с маркировкой «Antifoam», вставляют шланг от бутыли с пеногасителем, закрепляют его и в ручном режиме работы насоса, заполняют весь шланг пеногасителем. Подачу пеногасителя осуществляют в ручном режиме (кнопка «man»).