- Sự tạo thành ester: Cùng với việc tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzyme esterase của nấm men, các acid và alcol tác dụng với nhau tạo ra các ester
4.4.1.Cơ chế sinh tổng hợp lysine
4. CÁC SẢN PHẨM VITAMIN VÀ ACID AMIN 1 Riboflavin (Vitamin B2)
4.4.1.Cơ chế sinh tổng hợp lysine
Từ sơ đồ hình 5.34 cho ta một nhận xét cần quan tâm: muốn vi khuẩn tạo ra nhiều lysine thì sự chuyển hoá phải theo nhánh (3). Ở đây, các chủng đột biến mất enzyme homocerin dehydrogenase, do đó sẽ không tạo ra treonine. Mặt khác, enzyme dihydropicolinatsynthetase không mẫn cảm dị lập thể nên sự ức chế không còn. Kết quả là lysine sẽ được tổng hợp thừa.
Quá trình tổng hợp lysine xảy ra theo sơ đồ sau:
4.4.2. Tác nhân vi sinh vật
Thường sử dụng trong công nghiệp sản xuất lysine các chủng vi khuẩn đột biến không có khả năng tổng hợp enzyme homocerin – dehydrogenase, như:
Corynebacterium glutamicum: là loại vi khuẩn lên men được saccharose, fructose, glucose, maltose; không lên men được lactose, galactose và các đường pentose. Glucose Pyruvate Oxaloacetate Aspactate β - Aspartyl - phosphate Aspactate - β - semialdehyde
Con đường EMP
Krebs
Lysine
Homocerine
Methionine Treonine Isoleucine
1
2 3 3
Brevibacterium lactofermentum: khuẩn lạc màu vàng nhạt hoặc vàng, có khả năng lên men các loại đường như Corynebacterium glutamicum.
Brevibacterium flavum: khuẩn lạc màu vàng nhạt, và có các đặc điểm tương tự
Brevibacterium lactofermentum.
Ngoài ra có thể sử dụng các chủng S. cerevisiae, Torulopsis utilis, Bacterium megatherum, Brevibacterium sp., Streptomyces coroniformis, Bacillus subtilis, Corynebacterium acetophilum, C. glutamicum; từ paraffin Alcaligens marshallii, Pseudomonas fluorescens, Nocardia sp.
4.4.3. Quá trình lên men
Trong quá trình lên men, người ta thường chuẩn bị môi trường có nồng độ đường khoảng 10 – 12%. Trong thực tế sản xuất, người ta thường sử dụng dung dịch đường từ quá trình thuỷ phân bột ngô, bột sắn, và mật rỉ. Ngoài ra bổ sung nguồn nitơrogen như urea, các loại muối ammon hoặc dung dịch amoniac; các muối khoáng: thường sử dụng ở dạng muối phosphorus nồng độ khoảng 0,008 – 0,02 mg/l. MgSO4.7H2O với hàm lượng 0,03 – 0,5%.
Nhiệt độ trong quá trình lên men là 28 – 300
C, pH 7 – 7,6
Quá trình lên men phải được thực hiện trong các thiết bị lên men có cánh khuấy và thổi khí liên tục.
Quá trình lên men xảy ra hai pha là pha tạo thành sinh khối và pha tạo thành lysine. Sự tạo thành sinh khối ở pha đầu tiên thường xảy ra rất mạnh trong thời gian 12 – 1 \8 giờ sau khi bắt đầu nuôi cấy. Sau đó tốc độ tạo thành sinh khối sẽ chậm lại, trong thời gian này hàm lượng lysine được tổng hợp bắt đầu tăng dần. Pha tạo lysine kéo dài khoảng 40 – 60 giờ. Năng suất lysine sau khi lên men đạt 50 – 60 g/l.
Sau khi lên men, nồng độ chất khô trong dịch lên men khoảng 10 – 13%. Dịch sau lên men rất dễ bị hỏng do quá trình tự phân của vi khuẩn và do quá trình dễ bị nhiễm bởi các vi sinh vật khác. Do đó, người ta thường giải quyết theo hai cách sau:
+ Đem dịch sau lên men đi thu nhận và tinh chế lysine ngay.
+ Dùng HCl acid hoá dung dịch lên men đến pH 5. Đồng thời, người ta bổ sung NaHSO3 với liều lượng 0,4% so với dịch lên men để bảo quản dung dịch lên men.
*Quá trình thu nhận lysine tiếp tục được thực hiện như sau:
- Dung dịch lên men được bơm vào nồi cô chân không, tiến hành cô cho đến khi cho đến khi nồng độ chất khô trong dung dịch đạt 35 – 40%. Ta thu được chế phẩm thô đầu tiên. Chế phẩm này có chứa khoảng 15 – 20% lysine ở dạng monochlohydrate, 15 – 17% protein, 4% amino acid, 10 – 13% betaine, 20 – 25% tro và các thành phần dinh dưỡng khác. Ta có thể sử dụng ngay chế phẩm này cho chăn nuôi gia súc. Dạng chế phẩm này có thể bảo quản trong thời gian 4 tháng. Do đó, muốn bảo quản lâu hơn, người ta phải tạo ra những sản phẩm có độ ẩm thấp bằng phương pháp sấy khô.
- Để thu nhận lysine tinh khiết thường thực hiện các bước sau:
Dịch lên men được tiến hành ly tâm để loại bỏ sinh khối và các thành phần không tan. Dịch sau ly tâm sẽ được đưa qua hệ thống trao đổi ion cationit. Sau đó cột được rửa nhiều lần cho hết màu và tiến hành quá trình nhả hấp phụ bằng 0,5 – 5% dung dịch
ammoniac. Đun nóng dung dịch chứa lysine để đuổi ammoniac. Sau đó dùng HCl hạ pH của dung dịch xuống 4,9 – 5. Tiến hành cô chân không để nồng độ chất khô trong dung dịch đạt 30 – 50%. Dưới tác dụng của HCl, lysine sẽ chuyển thành dạng monochlohydrate lysine. Tiến hành làm lạnh toàn bộ đến nhiệt độ 10 – 120C. Khi đó thấy xuất hiện những tinh thế có màu vàng nhạt. Người ta tiến hành ly tâm để thu nhận tinh thể. Dịch sau ly tâm sẽ tái kết tinh để thu nhận triệt để lysine có trong dịch lên men.
Muốn tinh thể sạch hơn, người ta hòa tan tinh thể trong cồn và tái kết tinh lại. Làm lại nhiều lần như vậy ta sẽ có lysine tinh thể sạch, độ tinh khiết khoảng 97%, độ ẩm 0,5%, tro 0,3%, sản phẩm được dùng trong thực phẩm và y học. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});