Исследование некоторых параметров аутэкологии продуцента лизина - Курсовая работа

3.2 Исследование морфологии клетокЛизин входит в триаду аминокислот, особо учитываемых при определении общей полноценности питания (лизин, триптофан, метионин). При наблюдении за людьми не получавшими в рационах достаточного количества лизина у них отмечалось нарушение азотистого равновесия, истощение мышц и нарушение кальцификации костей, а также ряд изменений в печени и легких. Лизин участвует в утилизации жирных кислот, необходимых для производства энергии. В процессах ферментации е-аминогруппа радикала лизина осуществляет прикрепление субстрата, подвергающегося ферментативному превращению, к ферменту. Лизин входит в состав нуклеотидпептидов, являющихся промежуточным продуктом в синтезе белка.Производство аминокислот в промышленных масштабах является третьим наиболее важным направлением в белой биотехнологии, не превосходящим по своим объемам лишь этанол и антибиотики[…]. Двумя наиболее важными аминокислотами в производстве являются L-глутамат и L-лизин, стоимость продаж которых составляет более 1,5 миллиардов долларов в год. В дополнение к лизину продуценты рода Corynebacterium также используется в качестве платформы для производства других аминокислот, таких как L-треонин, L-метионин, L-серин, L-гистидин, L-валин, L-триптофан, L-фенилаланин и L-тирозин, L-лейцин и L-изолейцин. Обзор двух возможных путей синтеза лизина указанным продуцентом Corynebacterium glutamicum представлен на рисунке 1.2.1. Лизин является конечным продуктом семи или десяти реакций, начиная от его предшественника - оксалоацетата, и в зависимости от используемого маршрута.Синонимы: Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium lilium, Corynebacterium lactofermentum, Brevibacterium chang-fua, Brevibacterium divaricatum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium glutamigenes, Brevibacterium lactofermentum, Brevibacterium saccharolyticum, Brevibacterium seonmiso, Brevibacterium taipei, Micrococcus glutamicus, Brevibacterium thiogenitalis, Micrococcus maripuniceus[…]. Род Corynebacterium включает около 50 видов фенотипически различных групп бактерий. Вид Corynebacterium glutamicum является хорошо изученной почвенной бактерией и представляет большое значение в области биотехнологии, в частности, для ферментативного производства L-аминокислот для пищевой и кормовой промышленности.Corynebacterium glutamicum имеет при себе круговую хромосому и несколько плазмид.Через 3-5 сутки роста при стандартной температуре на МПА образует колонии диаметром 2-4 мм, желтовато-кремовые, поверхность гладкая, форма выпуклая, край ровный, структура однородная. Corynebacterium glutamicum расщепляет углеводы в процессе брожения. Изза разнообразия в наличие питательных веществ и источников углерода, C. glutamicum насчитывает 127 белков, связанных с регулирующей функцией в транскрипции, которая в свою очередь, связана с контролем метаболизма.Она не патогенна, не образует спор, быстро растет, относительно мало требует для своего развития, не склонна к внеклеточной секреции протеазы и имеет относительно стабильный геном. Другое возможное применение для C. glutamicum, помимо вышеуказанных, можно отыскать в биоремедиации веществ, таких как мышьяк. При дальнейших экспериментах, исследователи надеются, что смогут в конечном итоге использовать эту бактерию для связки мышьяка в окружающей среде.Производство аминокислот в виде высокоочищенных кристаллических препаратов строится по схеме, типичной для получения и выделения вторичных метаболитов. Наиболее распространенный одноступенчатый микробиологический синтез любой аминокислоты предполагает размножение в несколько стадий исходной культуры продуцента на агаризованной среде, выращивание в маточных колбах, размножение культуры в системе инокуляторов и посевных аппаратах. После завершения ферментации проводят, как правило, после предварительной обработки культуральной жидкости с целью улучшения фильтруемости, отделение клеток продуцента. При выпуске кормовых препаратов аминокислот с невысоким содержанием основного вещества (не более 10%) технология их производства предусматривает только стабилизацию раствора культуральной жидкости перед вакуум-упариванием, концентрирование сухих веществ культуральной жидкости на вакуум-выпарной установке, стандартизацию упаренного раствора путем добавки соответствующего количества наполнителя, сушку готового продукта и его упаковку.Процесс биосинтеза в производственных условиях начинают с получения посевного материала в инокуляторах и посевных аппаратах. Питательная среда для культивирования продуцентов лизина содержит в качестве основного источника углерода мелассу, уксусную кислоту или их смеси. Среди источников азота наиболее часто используют соли аммония и мочевину, а также пшеничный экстракт, гидролизаты кормовых, пекарских дрожжей и казеина. Меласса, являющаяся отходом переработки сахарной свеклы или тростника, включает до 50% сахарозы от сухих веществ (СВ); кукурузный экстракт - не менее 48% сахаров от СВ, оба они представляют собой нестандартное сырье, которое от партии к партии может в з

Оглавление

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Роль лизина в питании человека и животных

1.2 Пути микробного синтеза

1.3 Характеристика Corynebacterium glutamicum

1.3.1 Структура генома

1.3.2 Клеточная структура и метаболизм

1.3.3 Применение в биотехнологии

1.4 Технология биосинтеза лизина

1.4.1 Приготовление и стерилизация питательной среды, технологического оборудования и коммуникаций

1.4.2 Получение посевного материала в производственных инокуляторах или посевных аппаратах

1.4.3 Культивирование продуцента и биосинтез лизина в промышленных ферментерах

1.4.4 Производство кормового препарата ЖКЛ (жидкого концентрата лизина)

1.4.5 Производство высококонцентрированных кормовых препаратов

Глава 2. Объект и методы исследования

2.1 Объект исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Методика оживления и очистки культуры

2.2.2 Методика исследования влияния температуры

2.2.3 Приготовление питательной среды

2.2.4 Приготовление разбавлений

2.2.5 Подсчет и замер колоний микроорганизмов

2.2.6 Методы микроскопического исследования микроорганизмов

2.2.7 Статистическая обработка результатов

Глава 3. Результаты исследования