Способ получения l-триптофана

Способ получения l-триптофана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: биотехнология, производство кормовых добавок. Сущность изобретения: способ получения L-триптофана, характеризующийся тем, что в период активного роста и биосинтеза увеличил-- ют режим аэрации расходом воздуха и числом оборотов мешалки ферментера так, чтобы концентрация растворенного кислорода находилась в пределах 2-30% от насыщения , а подачу подпитки начинают при увеличении концентрации растворенного кислорода при постоянном режиме аэрации в количестве, обеспечивающем под держание растворенного кислорода среде в пределах 10-40% от насыщения i табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 12 Р 13/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l0CflATEHT CCCP) МЭНДИ

1:И" ЧРи,:.", j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 (Х

О(Я Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897266/13 (22) 28,12,90 (46) 23.06.93. Бюл. ЬВ 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеэа белковых веществ (72) В.Н.Сенаторова, Л.Л.Альховская, Л.А.Музыченко, Т,В,Горлова, T.À.Ïàsëoâà, В.А,Русинов и Е,Ф,Сорвихина (56) Авторское свидетельство СССР

М 990814, кл. С 12 Р 13/22, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ТРИПТОФАНА (57) Использование: биотехнология, производство кормовых добавок. Сущность изоИзобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу получения L-триптофана незаменимой аминокислоты, используемой в качестве добавки при балансировании кормов по аминокислотному составу, и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и медицине.

Целью изобретения является повышение скорости биосинтеза L-триптофана.

Поставленная цель достигается тем, что культивирование штамма-продуцента триптофана проводят при переменном режиме аэрации до подачи подпитки. В период активного роста и биосинтеза увеличивают число оборотов мешалки и расход воздуха таким образом, чтобы концентрация pOz находилась в пределах 2-30 ) от насыщения, и подача подпитки начинается при увеличении концентрации рОг при постоянном числе оборотов мешалки и расхода воздуха (что свидетельствует о снижении биосинтетической активности продуцента) таким обра„„ „„1822884 А1 бретения: способ получения L-триптофана, характеризующийся тем, что в период активного роста и биосинтеза увеличил-ют режим аэрации расходом воздуха и числом оборотов мешалки ферментера так, чтобы концентрация растворенного кислорода находилась в пределах 2 — 30ф, от насыщения, а подачу подпитки начинают при увеличении концентрации растворенного кислорода при постоянном режиме аэрации в количестве, обеспечивающем под,— держание растворенного кислорода среде в пределах 10-40 ф, от насыщения. табл. зом, чтобы р02 поддерживалось в пределах

10 — 40 ф>.

Сущность предлагаемого метода заключается в применении переменного рсжима аэрации в процессе ферментации В период активного роста культурhl, кof p:» концентрация р02 в среде снижаетс- (вследствие активного потребления раство ренного кислорода), эту величину поддерживают в пределах 2-30 р от насыщения путем увеличения числа оборотов и расход:, воздуха. Далее по мере исчерпывания пи а тельных веществ в среде снижается скоро сть поглощения кислорода, что приводи- к возрастанию знач"ния рОг при постоянном расходе воздуха и числе оборотов, В этот период начинается подача подпитки, которая осуществляется как в известном способе, т,е. в количестве, обеспечивающем поддержание р02 в среде в пределах 10-40ф от насыщения. Отличие оптимальных пределов в концентрации р02 на этапе н тенсивного биосинтеза до подачи подпиткi.

1822884 и в период снижения биосинтетической ак1ивности при подаче подпитки объясняется разным физиологическим состоянием культуры на этих фазах процесса.

Поддержание концентрации р02 в пвриод активного роста культуры в пределах

2-30ф обьясняется тем, что значение р02 ниже 27, близко к нулю, и при низкой точности регистрирующего прибора может привести к лимитации культуры по кислороду, Концентрация р02 выше 30 требует нерациональных затрат энергии на перемешивание, не давая должного эффекта.

Увеличение аэрации в период активного синтеза триптофана в пределах 2-30;(, никогда ранее в подобных способах не применялось, это является новым приемом, в результате которого имеет место положительный эффект.

Следующие примеры иллюстрируют, но 20 не ограничивают предлагаемый способ.

Пример 1 (контроль). Ферментацию ведут в ферментере емкостью 3 л. оснащенНоМ системами регулирования температуры, аэрации, перемешивания, датчиками рОг и рН, Начальные условия перемешивания и аэрации обеспечивают сульфитное число 2,5 г 02 л/ч.

Штамм-продуцент триптофана Bacillus

subtilis ВКПМ-В-2306, выращенный на ага- 30 риэованной питательной среде Хоттингера в течение 1 сут. при температуре +37 С, переносят в посевные колбы со стерильной питательной средой следующего состава, г/л: 35

Сахар технический 50,0

Кукурузный экстракт 20,0

{по техническому весу)

КНгр04 0,6

К2Н РО4 1,4 . 40

Остальное вода, рН 7,0 0,1.

Культуру выращивают в колбе на качалке в течение 16-20 ч при +28-30 С, затем переносят в ферментер, предварительно заполненный 1.5 л стерильной питательной 45 среды следующего состава, г/л:

Сахар технический 100,0

Кукурузный экстракт 25,0 (no техническому весу)

КН2Р04 06 50

К2Н Р04 1,4

MgSO4 7НгО 1.0

NaCI 0,5

Мочевина 5,0

Пеногаситель 1,0 55

Остальное вода, рН 7.0+0,1, Мочевину стерилизуют отдельно при

0,5 ати в течение 30 мин и добавляют в стеоильную среду перед посевом.

Ферментацию ведут при +37 С, скорость аэрации 1 объем воздуха на объем питательной среды в минуту, скорость вращения мешалки 521 об/мин (с,ч, 2,5 r 02 л/ч).

В ходе ферментации содержание р02 в среде снижается со 1007ь от насыщения при посеве до 0 в период активного роста и биосинтеза, а затем по мере исчерпывания питательных веществ, вследствие чего снижается скорость потребления кислорода, р02 резко возрастает, При достижении р02

40ф, от насыщения начинают дробную подачу подпитки в количестве, вызывающем снижение р02 до 10 (>. Подпитка имеет следующий состав, (,:

Сахар технический 35,0

Кукурузный экстракт 15,0

NaCI 1,0

MgS04 7НгО 1,0

К2Н Р04 0,42

КН2Р04 0,18

Мочевина 2,5

Пеногаситель 0,1

Остальное вода рН 6 8-7 2

Подпитку стерилизуют при 0.8 ати в течение 30 мин, Мочевину стерилизуют отдельно в виде 25 -ного раствора при 0,5 ати в течение 30 мин.

Подачу подпитки начинают через 19 — 30 ч ферментации. Через 36 ч ферментации в среде накапливается 8,6 г/л триптофана (за

48 ч — 10,7 г/л триптофана), скорость накопления конечного продукта 0,22 г/л-ч (динамика процесса представлена в таблице).

Пример 2. Штамм-продуцент, состав посевной, ферментационной и подпиточной сред; начальный режим аэрации, условия проведения эксперимента те же, что и в примере 1.

При снижении р02 до 27, от насыщения постепенно увеличивают расход воздуха до

2,0 объемов на объем среды и число оборотов мешалки до 600, 650, 700...1000 об/мин таким образом, чтобы концентрация р02 находилась в пределах 2 — 5 . Подачу подпитки начинают при увеличении р02 до 40 (.

Через 36 ч ферментации в среде накапливается 11,5-12,0 г/л триптофана, скорость накопления 0,25 г/л ч (таблица).

Пример 3. Штамм-продуцент, состав посевной. ферментационной и подпиточной сред, начальный режим аэрации, условия проведения эксперимента те же, что и в примере 1, При снижении р02 до 15 от насыщения постепенно увеличивают расход воздуха до 2,0 объемов на объем среды и число оборотов мешалки до 600, 650, 700...1000

o6/мин таким образом, чтобы значение р02

1822884

Динамика накопления триптофана находилось в пределах 15-20 (. Подачу подпитки начинают при увеличении pOz до

40 . Через 36 ч ферментации накапливается 10,5 г/л триптофана. Скорость накопления конечного продукта 0,29 г/л (таблица).

Пример 4. Штамм-продуцент, состав посевной, ферментационной и подпиточной сред, начальный режим аэрации, условия проведения эксперимента те же, что и в примере 1, При снижении pOz до 30 от насыщения постепенно увеличивают расход воздуха до 2,0 объемов на объем питательной среды и число оборотов мешалки до 600, 650, 700...1000 об/мин таким образом, чтобы концентрация pOz в среде находилась в пределах 25-30ф, от насыщения. Подачу подпитки начинают при увеличении pOz до

407,. Через 36 ч ферментации в среде накапливается 11,3 г/л триптофана. Скорость накопления составила 0,31 г/л ч (таблица).

Как видно иэ представленных в таблице данных, в результате дополнительной аэрации до подачи подпитки при концентрации

pOz в среде в пределах 2-30 от насыщения наблюдается повышение скорости накопления триптофана и увеличение выход; конечного продукта.

В результате применения предлагаемо го способа концентрация триптофана повы

5 шается с 8,6 до 11,3 г/л эа 36 ч ферментации т.е. на 307,.

Формула изобретения

Способ получения L-трипгофана путеь . глубинного культивирования штаммом бак

10 терий ВасН!оз subtills ВКПМ-В-2306 в усло виях аэрации на питательной среде содержащей углеводы, источники азота фосфора, минеральные соли и ростовые ве щества. с введением с момента увеличени

15 концентрации растворенного кислорода дс

40 от насыщения подпитки концентрирован уой питательной средой в количестве, обеспе чивающем поддержание концентраци растворенного кислорода в среде 10 — 40, <

20 последующим выделением целевого пролукт; из культуральной жидкости, о т л и ч а ю:.< и и с я тем, что, с целью повышения скорость накопления конечного продукта, в период ак тивного роста культуры до подачи подпитк

25 аэрацию проводят в режиме, обеспечивающем концентрацию растворенного ки<:лоро да в среде на уровне 2-307, or насыщения,