Pplysin

Lysine và qui trình lên men
Nguyễn Thị Kim Hải
Phan Thị Lệ Chi
Vũ Thị Mỹ Linh
Nguyễn Thị Truyền
Trần Thu Trang
Nguyễn Phương Hà (017)


Tổng quan về lysine
Qui trình tổng hợp lysine
Khái niệm
Tên hệ thống: 2,6-diaminohexanoic acid

Công thức hóa học: C6H14N2O2 

Khối lượng phân tử gam: 146.188 g/mol

Lysine là một α-amino acid
Lysine là một axit amin có chứa 2 nhóm (-NH2) và một nhóm (-COOH). Chúng có công thức hoá học như sau:
CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH – COOH
| |
NH2 NH2
Lysine là một axit amin thuộc họ aspartat, được tổng hợp qua con đường trao đổi chất (phân nhánh).
Đặc tính
Loại axit amin không thay thế
Thiếu lysine cơ thể sẽ khó hoạt động bình thường
Có nhiều trong trứng, thịt, sữa…nhưng dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
Là axít amin thường được thêm vào khẩu phần ăn của trẻ em và gia súc.
Lịch sử
Việc sản xuất qui mô lớn với Corynebacterium glutamicum đã bắt đầu vào đầu năm 1958 ở thực vật của Kyowa Hakko ở Nhật Bản

Những công ty khác tham gia việc thương mại và sau đó suốt 4 thập kỉ sản xuất với Corynebacterium glutamicum

Công nghệ sinh học chế tạo ra L-Lysine đã được cải thiện không ngừng và sự tiến bộ về kỹ thuật đã tạo ra số lượng lớn lysine đáp ứng nhu cầu ngày nay
Micrococcus glutamicum
Brevibacterium flavum
Brevibacterium lactofermentum
Corynebacterium acetophilum
Corynebacterium glutamicum
Gleocladium sp
Ustilago maydis


Khi sản xuất L-lysine HCL gồm các chủng:


Chủng điều kiện nuôi cấy sản lượng(g/l)
C.glutacium b-6 molasses, 32 độ, 48h 100
C.glutacium H-8241 sucrose 10%,32 độ ,72h 48
C.glutamicum glucose 18%,27độ, 70h 60
C.lactofermentum AJ 12592 glucose 3,6, 31,5 độ, 48h 11,8
B.lactofermentum AJ 12937 glucose ,31,5 độ,58h 120,5
B.lactofermetum glucose 10%,31,5 độ ,72h 48,8
Phần II. QUI TRÌNH SẢN XUẤT LYSINE
Lysine biosynthesis
Chú thích :
EC 1.2.1.11 aspartate-semialdehyde dehydrogenase

EC 1.3.1.26 dihydrodipicolinate reductase

EC 2.7.2.4 aspartate kinase

EC 4.2.1.52 dihydrodipicolinate synthase

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp
Nguồn hydrocacbon:dung dịch đường từ quá trình thuỷ phân bột ngô, bột sắn. Ngoài ra người ta còn sử dụng cả mật rỉ.
Các giống vi khuẩn tham gia tổng hợp lysine đều có khả năng đồng hoá glucose, fructose, maltose, saccharose. Chúng không có khả năng đồng hoá lactose, rafinose, pentose.
Nồng độ đường khoảng 10 – 12%.
Nguồn nitơ
Nguồn nitơ thường được sử dụng trong sản xuất là ure, các loại muối amon hoặc nước amoniac.
Nguồn muối khoáng
Muối khoáng được sử dụng nhiều nhất là các dạng muối photpho. Nồng độ photpho thích hợp là: 0,008 – 0,02mg/l.
Ngoài muối photpho ra, trong sản xuất, người ta phải bổ sung thêm MgSO4.7H2O với hàm lượng 0,03 – 0,5%
Điều kiện lên men
Nhiệt độ trong quá trình lên men duy trì ở 28 – 300C.
pH trong quá trình lên men duy trì ở 7,0 – 7,6.
Lượng không khí đưa vào bằng dung dịch lên men/1 phút.
Quá trình lên men phải được thực hiện trong các thiết bị lên men có cánh khuấy và thổi khí liên tục.
Trong suốt quá trình lên men xảy ra hai pha rất rõ rệt:
Pha tạo thành sinh khối
Pha tạo thành lysine
Các yếu tố điều hoà quá trình lên men
Trong quá trình nuôi cấy,homoserin, threonine và methionine có vai trò rất quan trọng.
Lysine – Drosophila pseudoobscura
Lysine – Asp.niger
Corynebacterium glutamicum
Và bây giờ xin giới thiệu với các bạn một chủng VSV dễ thương nhất trong quá trình sản xuất lysine
44 g/l
Gram (+), không di động, không sinh bào tử hiếu khí, dạng que.
Nuôi cấy trên môi trường LB5G agar
Môi trường lên men PMB : 80mM glucose 1.3mM methionine, 0.2mM threonine hoặc trên môi trường chứa homoserine rất thấp
pH = 7.00±0.005
Tốc độ cung cấp khí nén=125ml/phút
Trong đó :
AK = aspartokinase ; HSD=homoserine dehydrogenase ;
Lysine – C. glutamicum
FIG. 2.
Tốc độ khử glucose (qGlc) và tốc độ sản xuất lysine (qLys) mmol/(g*h),trong suốt quá trình lên men theo mẻ của chủng C. glutamicum ATCC 13287.
FIG. 5.
Mối tương quan giữa biểu hiện gen và metabolic fluxes trong quá trình glycolysis (A), the TCA cycle (B), and lysine biosynthesis (C) trong suốt quá trình lên man theo mẻ của chủng C. glutamicum ATCC 13287.
Tóm tắt qui trình lên men
Nạp môi trường nuôi cấy
Tiệt trùng nồi lên men cùng môi trường nuôi cấy
Cấy giống
Lên men
Thu canh trường nuôi cấy
Ly tâm
Sấy phun
Đóng gói
TABLE 1.
Sinh khối và những sản phẩm liên quan trong quá trình sản xuất lysine của chủng C. glutamicum ATCC 13287 tại những thời điểm khác nhau trong nuôi cấy theo mẻ
Yield (mmol mol−1) at indicated timea

Tài liệu tham khảo
Vi sinh vật học công nghiệp _ Nguyễn Đức Lượng
Công nghệ vi sinh _ Trần Thị Thanh
In-depth profiling of Lysine-producing Corynebacterium Glutamicum by Combined Anlysis of the Transcriptome, Metabolome, and Fluxome , 2003.