Sản xuất lên men của l l lysine như một phụ gia thức ăn gia súc manfred kircher a, , walter pfe erle b

TỔNG QUAN Một quy trình sáng tạo cho sản xuất công nghệ sinh học L L-lysine trình bày, trình bày trình lên men thức ăn gia súc BiolysÒ60 Tính sản phẩm toàn khái niệm sản xuất, nghĩa dây chuyền sản xuất, nguyên liệu thô, tất giai đoạn chế biến đặc tính sản phẩm điều chỉnh phù hợp cách có hệ thống để tối ưu hóa môi trường tối ưu để giảm thiểu tài nguyên lãng phí tối thiểu Quá trình hoàn toàn giải phóng với cần thiết phải thải chất thải chất thải giảm tối đa việc xử lý vật liệu độc hại Vì có vài giai đoạn quy trình, phương pháp kinh tế để sử dụng giảm chi phí đầu tư Quá trình dẫn đến sản phẩm cao cấp, hấp dẫn mặt sinh thái kinh tế Bằng cách tăng giá trị dinh dưỡng thức ăn gia súc, thân sản phẩm đóng góp đáng kể mặt chi phí cho thức ăn chăn nuôi bền vững cách giảm mức phát thải nitơ tạo hình thức chăn nuôi phù hợp với môi trường Ó 2001 Được xuất Elsevier Science Ltd Mọi quyền bảo lưu Từ khoá: Corynebacterium glutamicum; Axit amin; Axit amin thiết yếu; L L-lysin; Lên men; Phụ gia thức ăn Giới thiệu Tầm nhìn nằm phía sau quy trình công nghệ sinh học trình bày việc phát triển quy trình sản xuất phụ gia thức ăn gia súc - trường hợp L amino acid L L-lysine, đáp ứng tiêu chí sau: Dựa khái niệm hợp Bảo vệ môi trường phát triển bền vững, sản phẩm phải sản xuất từ nguyên liệu tái tạo quy trình đơn giản hiệu chi phí mà không tạo chất thải hay chất thải Sản phẩm nên cung cấp cho khách hàng lợi ích kinh tế sinh thái 1.1 Các lĩnh vực áp dụng Trước thảo luận quy trình cụ thể, việc sử dụng L L-lysine, thị trường giới hàng năm khoảng 400.000 tấn, trình bày kỹ lưỡng Protein thành phần thiết yếu thức ăn chăn nuôi 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, cừu, vv , tất có dải axit amin đặc trưng loài riêng Nhiều axit amin tổng hợp vật Trong trường hợp người 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 amino axit phổ biến chúng, mà di ers từ động vật Thường thấy axit amin thiết yếu, methionine, lysine threonine có số lượng hạn chế nguyên liệu thức ăn thô Hình Hình bổ sung amino acid nuôi livestosk: cung cấp amino acid nhu cầu Minh hoạ nội dung methionine, lysine, threonine thức ăn thô chọn Bã đậu nành giàu lysine nguồn lysine cạnh tranh sản xuất 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 hỗn hợp thức ăn hạn chế Sự khác biệt việc 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 đến đáp ứng nhu cầu axit amin hạn chế Các axit amin có dư thừa biến đổi thành protein động vật nguồn suât sử dụng thức ăn Những chất dinh dưỡng dư thừa bị phá vỡ gây phát thải nitơ cao, không cần thiết, tốn kém, dẫn đến xuống tải môi trường đến 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 Thuốc đẻ thể gia tăng trọng lượng lợn theo gram phóng thích nitơ hàng ngày Sử dụng thức ăn gia súc có hàm lượng protein thô 18% giai đoạn vỗ béo sớm 16% giai đoạn vỗ béo gia súc, tăng trọng hàng ngày 670g với lượng phát thải nitơ 4,5 kg vỗ béo Giảm hàm lượng protein thô xuống 16% 14% giai đoạn vỗ béo sớm vỗ béo muộn Pha, tương ứng, kết giảm đáng kể việc giải phóng nitơ với signiccant giảm 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 việc giải phóng 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 L-lysin rõ ràng có liên quan đến sinh thái đáng kể cho ngành công nghiệp sản xuất thịt Hình bổ sung amino acid nuôi livestosk: giải phóng nitơ 1.2 Các quy trình Trên toàn giới L L-lysine sản xuất riêng trình lên men (Leuchtenberger, 1996) Quy trình thông thường tạo tinh thể L-Lys * HCl với độ tinh khiết Sung Amino acid bổ sung chăn nuôi: cung cấp axit amin nhu cầu Sung Amino acid bổ sung chăn nuôi: phát hành nitơ 28 M Kircher, W Pfe erle / Chemosphere 43 (2001) 27 ± 31 98% (Hình 3) Kết công việc dẫn đến tích tụ sinh khối vi sinh, sản phẩm phụ lên men dư lượng từ môi trường lên men từ nước dùng từ giai đoạn cá nhân Phần phế thải tích lũy chất thải lại sử dụng chất phụ gia thức ăn chăn nuôi chất lượng thấp phải xử lý Thật vậy, trường hợp sinh khối eluate từ trao đổi ion, sản phẩm thua lỗ vài phần trăm có kinh nghiệm Quá trình sản xuất thông thường đòi hỏi việc xử lý vật liệu độc hại dung dịch amoniac (rửa chén 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 L-lysine trình bày thiết kế đường đơn giản cho sản phẩm sản phẩm để 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 thô sinh khối không bị chuyển đổi loại bỏ từ đầu vật liệu giữ nguyên thành phần sản phẩm Mục tiêu thực theo điều kiện sau: Mức sinh sản bất hoạt sinh khối bất hoạt thường công nhận an toàn cho người, động vật môi trường Việc sử dụng sinh khối không bị hạn chế luật pháp feedstu Tất nguyên liệu thô chất xử lý trình chế biến sản phẩm cuối quy trình an toàn điều khoản luật chăn nuôi Phải hoàn toàn làm hạt nước lên men lên men 4 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 công nghiệp thức ăn gia súc 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 tránh khỏi 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 trình lên men tối ưu hóa nhằm giảm thiểu sinh khối hình thành sản phẩm phụ Để sản phẩm cuối có đặc tính xử lý tốt, nguyên liệu thô phải có lợi cho việc sản xuất hạt bụi hạt Việc sử dụng rượu 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 bằng, ví dụ, sunfat hút ẩm Quá trình mới, thể hình 3, đơn giản gồm ba bước: (1) Ban đầu, chu trình sản xuất Corynebacterium glutamicum nuôi cấy lên men thực chế độ ăn hàng ngày(xem hình 4) Sử dụng hydrolizat tinh bột sucrose làm nguồn carbon sunfat amoni amoniac làm nguồn nitơ, tế bào sống tổng hợp L L-lysine tinh khiết enantiomerically (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 L L-lysin có mặt nước dùng sunfat 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 Biolysâ € 60 tạo thành cách làm khô máy tạo hạt phun Chất thải phải xử lý nước ngưng tụ (nghĩa nước từ giai đoạn (2) (3) với mức ô nhiễm hữu thấp Quá trình dựa đổi cấp sáng chế sau: (1) Hạn chế sinh khối Các sản phẩm phụ (Pfe erle cộng sự, 1991) Để bắt buộc chọn lọc tối đa dây chuyền sản xuất trình canh tác, nguồn C sản xuất Sau giai đoạn tăng trưởng 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 thải từ nguồn 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 nạo vét nước lên men (Binder cộng sự, 1991) Các loại nước xốt lên men sản xuất theo kỹ thuật tiên tiến phun trực tiếp Các đối tượng sáng chế liên quan đến Biolys tạo từ trình lên men làm khô từ nước lên men có thành phần đặc biệt liên quan đến thành phần sản phẩm, sản phẩm phụ, protein, đường dư, để tạo thành bột không ím không hút ẩm (3) Hạt granul hóa trực tiếp lên men (Binder cộng sự, 1994) Theo phương pháp biết, hạt granulat tạo từ môi trường lên men với trợ giúp phụ gia Tuy nhiên, cách lựa chọn nguyên liệu 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 hạt Các đặc tính sau khử trùng cho sản phẩm Biolys®60 từ trình mô tả trên: hàm lượng bảo đảm> 47,3% lysin base