年產(chǎn)100噸l-賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-06 12:34本頁面
【正文】 而具有抗性兼有營養(yǎng)缺陷型的菌株，賴氨酸產(chǎn)量大為提高。如果通過誘變使天冬氨酸激酶編碼的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生突變，使天冬氨酸激酸對賴氨酸及結(jié)構(gòu)類似物不敏感，即使在過量蘇氨酸存在時，該酶也不與賴氨酸或結(jié)構(gòu)類似物結(jié)合，但酶的活性中心不變。因為賴氨酸結(jié)構(gòu)類似物的結(jié)構(gòu)與賴氨酸相似，為天冬氨酸激酶所誤認，與蘇氨酸一起在天冬氨酸檄酶的變構(gòu)部位上結(jié)合，協(xié)同抑制酶的活性。賴氨酸發(fā)酵育種已使用的結(jié)構(gòu)類似物，其中以S(2氨基乙基)L半胱氨酸(AEC) 的效果最佳，應(yīng)用最廣。控制培養(yǎng)液中高絲氨酸(或蘇氨酸+蛋氨酸)量，降低蘇氨酸濃度，解除賴氮酸+蘇氦酸對天冬氨酸激酶的協(xié)同反饋抑制作用，因而能夠過量積累賴氨酸。(2)切斷支路代謝——營養(yǎng)缺陷型的選育賴氨酸合成途徑是具有分支途徑的，對于賴氨酸單獨對自身合成途徑中的酶沒有調(diào)節(jié)作用的細菌，如黃色短桿菌和谷氨酸棒桿菌，對天冬氨酸激酶的反饋抑制是賴氨酸+蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制作用。即為高絲氨酸脫氫酶滲漏缺陷型，當培養(yǎng)液中蘇氨酸或蛋氨酸濃度超過100μg/mL時，生 長就被抑制。，獲得一批蘇氨酸或蛋氨酸敏感突變株，能積累賴氨酸25 g／L。如果降低高絲氨酸脫氫酶活性，代謝流就會轉(zhuǎn)向優(yōu)先合成賴氨酸。磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的活性受天冬氨酸抑制，這種抑制作用因α酮戊二酸存在而增強，為乙酰CoA所逆轉(zhuǎn)，如圖12所示。賴氨酸和蘇氨酸同時過剩，協(xié)同反饋抑制天冬氨酸，使整個途徑停止進行。當異亮氨酸過剩時，反饋抑制蘇氨酸脫氫酶，就積累蘇氨酸。在圖11，在代謝途徑第一個分支點，由于高絲氨酸脫氫酶活性比DDP合成酶約高15倍，所以代謝優(yōu)先向合成高絲氨酸方向進行；在第二個分支點，由于琥珀酰高絲氨酸合成酶活性比高絲氨酸激酶高，代謝優(yōu)先向合成甲硫氨酸方向進行。目前國內(nèi)外用于選育賴氨酸生產(chǎn)菌的出發(fā)菌株多為谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)、黃色短桿菌(Brevibacterium favum)、乳酸發(fā)酵桿菌(Brevibacterium lactofermentus)及大腸桿菌（Ecoli）等。目前，世界約2/3的賴氨酸企業(yè)采用發(fā)酵法生產(chǎn)，其產(chǎn)酸率約為8%~10%，純度99%以上，生產(chǎn)工藝已基本成熟。其中發(fā)酵法是生產(chǎn)賴氨酸的主要方法，存在兩種不同途徑，即二氨基庚二酸途徑即前體發(fā)酵法（存在于細菌、綠藻、原生蟲和高等植物中）與α氨基己二酸途徑即直接發(fā)酵法（存在于酵母，霉菌中）。醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，必將對賴氨酸行業(yè)的發(fā)展起到一定推動作用。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人民對食品有了新的要求，營養(yǎng)食品、功能食品、保健食品、綠色 食品等已成為食品消費的新熱點，而作為食品添加劑重要組成部分的賴氨酸，對生產(chǎn)這些產(chǎn)品的品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。我國是13億人口的大國，13億人口每天消耗 量最大的是食品。2001年生產(chǎn)配合料301萬t，年增長速度為19%；添加劑預(yù)混料、濃縮飼料、配合飼料的比例接近1:5:19，飼料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化；配合飼料產(chǎn)品總體合格率保持在90%以上，飼料產(chǎn)品質(zhì)量連年遞增。[7]隨著飼料工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場對賴氨酸的需求不斷擴大，僅次于美國，居世界第二，且以每年約16%的速度迅速增長，市場潛力巨大，前景看好。國內(nèi)主要賴氨酸廠產(chǎn)能情況如下表：[6]表11 2005國內(nèi)主要賴氨酸廠產(chǎn)能情況生產(chǎn)企業(yè) 生產(chǎn)能力（萬t/a）四川川化味之素 1 廣西桂元賴氨酸廠 1福建大泉賴氨酸有限公司 1大成生化工程開發(fā)有限公司 安徽豐原 南通江口生物有限公司 華蒙金河實業(yè)有限公司 合計 目前，我國藥用氨基酸原料生產(chǎn)廠已發(fā)展到40多家，產(chǎn)量由1994年的600多噸增長至4000多噸，18種必需氨基酸中已有17種實現(xiàn)了國產(chǎn)化。市場巨大的發(fā)展空間吸引了眾多的企業(yè)進入賴氨酸行業(yè)。[5]國內(nèi)賴氨酸工業(yè)近幾年得到了長足的發(fā)展，早期的企業(yè)只有大泉賴氨酸廠、廣西賴氨酸廠和川化賴氨酸廠。用勞倫隱球酵母（Cryplococcus laurentii）產(chǎn)生的水解酶將LACL水解生成L賴氨酸，同時用無色短桿菌（Achromobacter obae）產(chǎn)生的消旋酶使殘留的DACL轉(zhuǎn)化為LACL通過兩種酶協(xié)同作用，在適合的條件（~，溫度39℃，, ）經(jīng)過25h反應(yīng)，使DCACL100%轉(zhuǎn)化為L賴氨酸?；瘜W(xué)合成的DL賴氨酸經(jīng)過酶法拆分得到L賴氨酸。賴氨酸的氨基能與羰基化合物的羰基反應(yīng)，可以消除異臭，并能改善食品的色、香、味及質(zhì)地，因此它是很好的食品除臭劑。[4]此外賴氨酸還是一種環(huán)
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