SẢN XUẤT LÊN MEN CỦA L-LYSINE LÀM THÊM VÀO THỨC ĂN CHĂN NUÔI Giới thiệu Tầm nhìn nằm quy trình công nghệ sinh học trình bày phát triển quy trình sản xuất phụ gia thức ăn gia súc - trường hợp Llysine amino axit, đáp ứng tiêu chí sau: Dựa vào khái niệm bảo vệ môi trường tổng thể phát triển bền vững, sản phẩm phải sản xuất từ nguyên liệu tái tạo quy trình đơn giản tiết kiệm chi phí mà không tạo chất thải vật liệu dư Sản phẩm nên cung cấp cho khách hàng lợi ích kinh tế sinh thái Các lĩnh vực áp dụng Trước thảo luận quy trình cụ thể, việc sử dụng L-lysine, có thị trường giới hàng năm khoảng 400.000 t trình bày ngắn gọn Protein thành phần thiết yếu thức ăn gia súc Chúng bao gồm 20 axit amin proteinogenic giải phóng protein thức ăn tiêu hóa Từ khối xây dựng này, động vật tổng hợp protein điển hình nó, tức gia cầm, lợn, cá có phân tử amino axit cụ thể Nhiều axit amin tổng hợp vật Trong trường hợp khác, gọi axit amin thiết yếu, động vật dựa vào axit amin cung cấp thực phẩm Các thức ăn gia súc có đặc trưng riêng axit amino chúng, mà bữa tiệc từ động vật Thường thấy axit amin thiết yếu, methionine, lysine threonine có số lượng hạn chế nguyên liệu thức ăn thô cho thấy hàm lượng methionine, lysine, threonine thức ăn thô chọn Bã đậu nành giàu lysine nguồn cung cấp lysine cạnh tranh từ trình lên men Trong số nguyên liệu thức ăn thô không chế biến, đậu Hà Lan giàu tương đối lysine chứa khoảng 1,47% axit amin Nhu cầu axit amin lợn thể phụ thuộc vào độ tuổi Ban đầu, nhu cầu lysine 1,1% giảm xuống khoảng 0,6% giai đoạn cuối giai đoạn vỗ béo Mặc dù thực tế số thức ăn thô sống tương đối giàu lysine, nồng độ lysine tổng lượng thức ăn hỗn hợp hạn chế Sự khác biệt cung cấp axit amin từ thức ăn nhu cầu amino acid động vật dẫn đến vấn đề sau Động vật phải tiếp tục cho ăn thức ăn đáp ứng nhu cầu axit amin hạn chế Các axit amin có dư thừa biến đổi thành protein động vật việc sử dụng thức ăn chăn nuôi Các chất dinh dưỡng dư thừa bị phá vỡ làm cho lượng nitrogen thải cao không tốn cách không cần thiết kết lượng nitơ sinh thái gây hại cho môi trường Vấn đề có hậu môi trường tài Làm hai khía cạnh vấn đề giải cách sử dụng bổ sung axit amin thể hình Con số cho thấy gia tăng trọng lượng heo gram lượng nitrogen thải hàng ngày Sử dụng thức ăn gia súc có hàm lượng protein thô 18% giai đoạn vỗ béo sớm 16% giai đoạn vỗ béo cuối cùng, tăng trọng hàng ngày 670g với lượng giải phóng nitơ 4,5 kg / vỗ béo Giảm hàm lượng protein thô xuống 16% 14% giai đoạn vỗ béo sớm giai đoạn béo muộn, kết làm giảm đáng kể việc giải phóng nitơ giảm đáng kể đáng kể tốc độ tăng trưởng Bằng cách bổ sung chế độ ăn uống với HCl 0.2% L-lysine, tăng trọng trở lại mức trước phóng thích nitơ tiếp tục giảm nhiều axit amin từ thức ăn chuyển thành protein động vật Chế độ bổ sung amino acid điều chỉnh cẩn thận cho phép giảm lượng nitơ tiết khoảng 60% L-lysine rõ ràng có liên quan đáng kể đến sinh thái ngành sản xuất thịt Các quy trình L-lysin toàn giới sản xuất riêng trình lên men (Leuchtenberger, 1996) Quy trình thông thường tạo tinh thể L-Lys * HCl với độ tinh khiết 98% (Hình 3) Kết công việc dẫn đến tích tụ sinh khối vi sinh, lên men sản phẩm dư lượng từ môi trường lên men từ loại nước dùng từ giai đoạn riêng biệt Phần phế thải tích lũy chất thải lại sử dụng làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi chất lượng thấp phải xử lý Thật vậy, trường hợp sinh khối eluate (nước giải hấp) từ trao đổi ion, sản phẩm thua lỗ vài phần trăm thí nghiệm Quá trình sản xuất thông thường đòi hỏi việc xử lý vật liệu độc hại dung dịch amoniac (rửa giải cột trao đổi ion) axit clohiđric (trung hòa sở Lysyn) tạo chất thải dư thừa có gánh nặng sinh thái cao Mục tiêu phát triển trình sản xuất L-lysine trình bày thiết kế tuyến đường đơn giản tới sản phẩm cuối tránh gánh nặng sinh thái phương pháp có Nó quy định thêm trình không tạo chất thải dư lượng vật chất chẳng hạn sinh khối nước sử dụng Khả thải nguyên liệu không chuyển đổi sinh khối từ trình bị loại trừ từ đầu vật liệu giữ nguyên thành phần sản phẩm cuối Mục tiêu thực theo điều kiện sau: giống sản xuất sinh khối bất hoạt thường công nhận an toàn cho người, động vật môi trường Việc sử dụng sinh khối không bị hạn chế pháp luật thức ăn thêm vào Tất nguyên liệu thô trình điều hòa tác nhân tồn sản phẩm cuối vào cuối quy trình an toàn điều khoản thức ăn thêm vào pháp luật Phải hoàn toàn làm hạt canh trường lên men Sự phù hợp sản phẩm chất bổ sung thức ăn gia súc phải chứng minh nghiên cứu thức ăn Sản phẩm phải đảm bảo hàm lượng lysine, tính ổn định, thời hạn sử dụng đặc tính xử lý làm cho phù hợp để sử dụng sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp Để đạt hàm lượng lysine cao sản phẩm cuối khô, nghĩa môi trường lên men hạt, điều quan trọng giữ cho lượng chất thải dư thừa mức tối thiểu Vì lý này, thủy phân tinh bột sucrose sử dụng làm nguồn cacbon nguồn khác, ví dụ: Mật đường, chứa nhiều phân số dư lượng không chuyển hóa Rõ ràng hàm lượng lysine cao sản phẩm khô cuối đạt với dòng sản phẩm có tính chọn lọc cao Khi nuôi cấy chủng, điều quan trọng toàn quy trình lên men tối ưu hóa nhằm giảm thiểu sinh khối hình thành sản phẩm Đối với sản phẩm cuối có đặc tính xử lý tốt, nguyên liệu thô phải có lợi cho việc sản xuất bụi hạt dòng chảy tự Việc sử dụng rượu bắp ngô việc giảm sử dụng tránh chất có vấn đề mật mía đóng góp tích cực vào đặc tính sản phẩm Các muối hấp thụ clorua thay bởi, ví dụ, sunfat hút ẩm Quá trình mới, thể hình 3, đơn giản gồm ba bước: (1) Ban đầu, chủng sản xuất Corynebacterium glutamicum nuôi cấy lên men thực chế độ fed-batch (xem hình 4) Sử dụng hydrolizat tinh bột sucrose làm nguồn carbon ammonium sulphate and ammonia, tế bào sống tổng hợp L-lysine tinh khiết đồng phân đối hình (Hình 5) đường tổng hợp đa giai đoạn (Sonntag et al., 1993) tích cực Tiết (Vrjlic cộng sự, 1996) sản phẩm thông qua màng tế bào vào môi trường Llysine có mặt nước dùng sulfat hoà tan Các điều kiện vô trùng áp đặt giai đoạn sản xuất này, nghĩa vi sinh vật ngoại lai phải loại trừ (2) Một trình lên men hoàn tất, nước canh cô đặc (3) Cuối cùng, hạt Biolys 60 tạo thành cách làm khô máy tạo hạt phun Chất thải phải xử lý chất ngưng tụ (tức nước từ giai đoạn (2) (3) với mức ô nhiễm hữu thấp Quá trình dựa đổi cấp sáng chế sau đây: (1) Giới hạn sinh khối sản phẩm phụ (Pfe ?? erle cộng sự, 1991) Để bắt buộc chọn lọc tối đa dây chuyền sản xuất suốt trình canh tác, nguồn C có sẵn sau giai đoạn tăng trưởng mà không cần phải chuyển hóa Việc điều tiết hoạt động trao đổi chất cách hạn chế cung cấp đường, ngăn ngừa trình hình thành sinh khối, carbon dioxide sản phẩm phụ Sự hình thành lysine có lợi từ việc tiết kiệm lượng nguồn C Giảm tối đa hình thành sản phẩm khi, trì độ chọn lọc cao đảm bảo nồng độ lysine cao sản phẩm cuối (2) Biolys từ việc sấy phun khô nước lên men (Binder cộng sự, 1991) Các loại nước lên men sản xuất theo kỹ thuật tiên tiến phun trực tiếp Chủ đề sáng chế liên quan đến Biolys tạo từ trình nước lên men thành phần đặc biệt liên quan đến thành phần sản phẩm, sản phẩm phụ, protein, đường dư, vv để tạo thành bột tự không hấp thụ (3) kết thành hạt nhỏ trực tiếp nước lên men (Binder cộng sự, 1994) Theo phương pháp biết, hạt kết tinh tạo từ môi trường lên men với trợ giúp phụ gia Tuy nhiên, cách lựa chọn nguyên liệu chưa tinh chế lựa chọn liên quan đến quy trình làm việc, cách sử dụng quy trình lên men thích hợp dòng sản xuất vi khuẩn thích hợp, tạo loại nước trực tiếp kết tinh hạt Các đặc điểm kỹ thuật sau định nghĩa cho sản phẩm BiolysÒ60 từ trình mô tả trên: hàm lượng bảo đảm> 47,3% lysin* base