Quá trình sản xuất acid glutamic bằng chủng corynebacterrium glutammicum

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ACID GLUTAMIC BẰNG CHỦNG CORYNEBACTERRIUM GLUTAMMICUM Sinh viên : Vũ Phạm Gia Thuận MSSV: 20035376 Lớp : DH20KH ACID GLUTAMIC NỘI DUNG CHỦNG CORYNEBACTERRIUM GLUTAMACIUM QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHƯƠNG PHÁP THU ACID GLUTAMIC ACID GLUTAMIC Một acid amin quan trọng cho thể Chất trao đổi sơ cấp với nguyên liệu cacbonhydrat Là sản phẩm trình Krebs Tiền chất để sản xuất MSG CHỦNG CORYNEBACTERRIUM GLUTAMACIUM • Dạng trực khuẩn có hình dạng giống que với đầu sưng dạng vồ gậy Có nhiễm sắc thể plasmium trịn • Gram dương • Kỵ khí tùy tiện • Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 32-38oC • pH tối ưu 7.8-8 • Có khả lên men cacbonhydrate thành axit amin • BREVIBACTERIUM, ARTHROBACTER, MICROBACTERIUM, CORYNEBACTERIUM CƠ CHẾ Tinh bột glucose Acetyl coenzyme A Acid pyruric Khơng O2 Oxaloaxetat  Qúa trình sống chủng Corynebacterrium glutamicum có giai đoạn :  Đường phân : kỵ khí tuyết đối (khơng có O2)  Chu trình Krebs : hiếu khí (có O2) Glutamat Acid amin khác AlphaKetoglutarat Có O2 Fumarat SucxiaylCoA Các yếu tố tác động  Thiếu enzym ampha-ketoglutarate-dehydrogenaza Khi có mặt enzyme xảy q trình amin hóa khử amin CƠ CHẾ  Khép kín chu trình Krebs nhờ phản ứng phản ứng tạo thành oxalaxetat hay phản ứng tổng hợp axit C4-dicacboxylic  Tính thẩm thấu màng tế bào thay đổi thiếu biotin Ngồi người ta cịn sử dụng chất hoạt động bề mặt : • Tween 60-polyoxyetylensocbitanmonostearat • Tween 40-polyoxyetylensobitanmonopalmiat • Penixilin CƠ CHẾ Cell membrane Cell wall Acetyl CoA Biotin C14-C16 Fatty acid Glycerol Glucose Inositol Mannose L-Glutamic acid Excretion L-Glutamic acid Oleic acid Phospholipid penicilin • Q trình : Đường phân Krebs • Để tổng hợp L-Glutamic cần : Đường, NH3 , O2 ( trình lên men ) chủng giống Chọn giống Q TRÌNH LÊN MEN Mơi trường Q trình lên men Thông số kĩ thuật Giống đột biến CHỌN GIỐNG Sử dụng phương pháp pha loãng nhằm tách khuẩn lạc có suất cao Giống khiết, có hiệu suất cao, tốc độ sinh trưởng nhanh, tính ổn định cao chịu môi trường axit Môi trường bảo quản MÔI TRƯỜNG Thành phần: 2g/l yeast extract,1g/l beef extract, 5g/l peptone, g/l sodium chloride, 15g/l agar at pH of 6.5 Mơi trường lên men MƠI TRƯỜNG 2.5g/l yeast extract, 1.5g/l K2HPO4, 0.2g/l MgSO4.H2O, 0.02g/l FeSO4.7H2O, 0.01g/l MnSO4.H2O, 0.8% urea, 5.10-6 g/l biotin, 80mg/l thiamine HCl, 11% sugarcane juice  Vì chủng đột biến nên phương pháp lên men sử dụng phương pháp lên men chìm theo mẻ có bổ sung Q trình lên men  Nhân rộng quy trình • Bắt đầu q trình, C.glutamicum sẽ cấy vào bình lắc (nhân giống cấp 1) Sau thời gian tăng trưởng, nguồn giống chuyển sang hàng loạt bể ni cấy giống trung gian tích tăng dần (nhân giống cấp 2) Các bể trung gian thường tích từ 200 đến 1000 lít Cuối cùng, nguồn giống bể sản xuất chủng từ bể trung gian (nhân giống cấp 3) Các bể tích dao dộng từ 50 000 đến 500 000 lít Q trình lên men  Lên men • Khi bắt đầu trình lên men, axit oleic 0,00065% (v/v) thêm vào để kích thích tiết L-glutamate Nhiệt độ thiết đặt 33° C Ban đầu trình lên men bắt đầu pH 8.5, sau hạ xuống trì pH 7.8 q trình • Sau 14 lên men, nhiệt độ nâng lên đến 38° C Đường bắt đầu thêm vào môi trường nuôi cấy  nồng độ 16% (w/v). C glutamicum sử dụng glucose sản sinh nhiều L-glutamate, tiết vào dịch mơi trường Q trình tiếp tục nồng độ L-glutamate đáp ứng yêu cầu nhà sản xuất Q TRÌNH LÊN MEN THƠNG SỐ KĨ THUẬT • • • • • • • Cung cấp O2 Nhiệt độ : 32-38oC Thời gian lưu : 38-40h Vkhuấy= 450 vịng/p Liên tục bổ sung ammoni ( khơng 0.8%) pH : 6.7-7.8 Qúa trình lên men kết thúc % acid glutamic = 50-60g/l PHƯƠNG PHÁP THU ACID GLUTAMIC A) Phương pháp trao đổi ion • Cột chứa rezin: rezin dương ( acid ) rezin âm ( kiềm ) • Tốc độ dịng : 150-180 l/p • Thời gia lưu : 150-180p • Nhiệt độ : 600-650oC • Cuối trình dùng NaOH 4-5% để rửa • Hiệu suất q trình : khơng cao, cịn chứa nhiều tạp chất PHƯƠNG PHÁP THU ACID GLUTAMIC B) Phương pháp điểm đẳng nhiệt • Điều chỉnh đến pH = 3.2 • Giảm nhiệt độ khoảng từ 50-60oC • Áp suất chân khơng • Có thể dung than hoạt tính để khử màu • Acid glutamic thu dạng tinh thể • Hiệu suất trình : 75%-85% cao Thank you For listening