2Н+

СН3СНОНСООН молочная кислота

Алании и молочная кислота во время ферментации образуются не только при недостаточном аэрировании, но и при избытке биотина в среде.

Синтез глутаминовой кислоты имеет место при концентрации биотина 2—3 мкг/л.

169

Для микробиологического получения глутаминовой кислоты и глутамата натрия культуру размножают в лаборатории сначала в пробирках, затем в колбах на качалке. Питательная среда содержит 5% сахарозы, 1% мочевины, 1,5% мелассы и по 0,1% сульфата магния, одно- и двухзамещенного фосфата калия; рН 6,8—7,5, температура 30°С. Инкубация на каждой стадии длится 24 ч. Инокулят готовят в аэробных условиях на среде такого же состава в ферментаторах объемом 200 л и 5 м3 до получения 6—8 г/л сухой биомассы. Инокулят в количестве 5— 6% переносят в главный ферментатор объемом 50 м3, 70% об7-533 щего объема которого занимает питательная среда. Состав среды следующий: 8,5—10% сахарозы, 1,2% мелассы, 0,5% мочевины, по 0,1% одно- и двухзамещенного фосфата калия, по 0,01% сульфата марганца и сульфата цинка. Интенсивность аэрации 40—45 мг 02л/мин, рН 7,8—8, температура 30°С. Ферментация длится 2 сут. За это время в среде накапливается глутаминовой кислоты до 50 г/л.

Интересные результаты по получению глутаминовой кислоты непрерывным методом получены японскими учеными. Так, культура Microbacterium ammoniaphilum в трехступенчатом непрерывном процессе на среде, содержащей глюкозу, обеспечила синтез глутаминовой кислоты при выходе из третьей ступени на уровне 40 г/л. При этом D в отдельных ферментаторах была от 0,13 до 0,05 ч-1. На мелассной среде достигнута высокая скорость роста продуцента первой ступени (D = 0,3 ч-1). В данном случае предусмотрены три разные среды: для выращивания посевного материала, для ведения основной ферментации и для подкормки.

Если в синтетической среде лимитация роста культуры достигается при помощи недостатка биотина, то на мелассной — при помощи пенициллина, который непрерывно поступает во второй ферментатор (3 ед./мл среды).

Биотин и пенициллин влияют на состав липидов в цитоплазматической мембране, что в свою очередь изменяет ее проницаемость.

Клеточную массу выделяют из культуральной жидкости центрифугированием. Фильтрат осветляют активным углем, сгущают до 40—50%-ного содержания сухих веществ в вакуум-аппаратах при температуре не выше 70°С.

Глутаминовую кислоту кристаллизуют при температуре 15°С и рН 3,2 (устанавливают с помощью НС1) до тех пор, пока в маточном растворе остается не более 20—30 г глутаминовой кислоты.

Кристаллы, содержащие 80% глутаминовой кислоты, растворяют в горячей вбде в соотношении 1 : 5, обрабатывают углем и фильтруют. Затем кристаллизуют второй раз и получают кристаллы, содержащие 99% глутаминовой кислоты. Эту кислоту можно использовать как медикамент.

Для получения глутамата натрия глутаминовую кислоту нейтрализуют до рН 6,8 45—50%-ным раствором NaOH и полученные кристаллы сушат при температуре 60—65°С. Содержание чистого вещества в этом случае составляет 98%.

Многократная перекристаллизация вещества приводит к большим потерям.

170

Глава IX

ПОЛУЧЕНИЕ ВИТАМИНОВ, АНТИБИОТИКОВ И ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ

ПОЛУЧЕНИЕ ВИТАМИНОВ

Микроорганизмы содержат много витаминов, которые чаще всего входят в состав ферментов. Состав и количество витаминов в биомассе зависят от биологических свойств данной культуры микроорганизмов и условий культивирования. Некоторые витамины микроорганизмы синтезируют, другие напротив усваивают в готовом виде из окружающей среды. Культура, способная синтезировать какой-либо витамин, называется аутотрофной по отношению к нему, если культура не способна синтезировать данный витамин, она является ауто-гетеротрофной.

Витамины группы В

Сравнительно богаты витаминами группы В дрожжи (хлебопекарные, пивные, кормовые). Они содержат следующие витамины (в мкг/г в пересчете на сухую массу):

Хлебопекарные

Пивные дрожжи дрожжи Кормовые дрожжи

Рибофлавин (Ва) 25- -45 21—80 45- -68

Тиамин (Bt) 10- -360 29- -90 15- -18

Биотин 0, 07 0,5- -18 1,6- -3,0

Инозит 5 80 3500 400- -5000

Фолиевая кислота 4- -21 19- -35 3,4- -21,5

Парааминобензойная кис- 9- -59 8- 95 17- -62

лота

Пантотеновая кислота 42 118- -198 30- -160

Пиридоксин 30- -75 25- -50 19- -30

Никотиновая кислота 91- -126 280- -320 440- -610

Изменяя условия среды, содержание отдельных витаминов можно увеличить. Так, количество рибофлавина зависит от интенсивности аэрации и содержания железа в среде.

Количество витаминов в клетках, а также их выделение из последних можно изменить при помощи микроэлементов. На7* 171

пример, небольшие добавки марганца способствуют накоплению инозита в клетках. Так, повышенные дозы кобальта (100— 500 мкг хлорида кобальта на 100 г) увеличивают содержание пиридоксина (витамин Вб) в культуральной жидкости.

Рибофлавин. Для получения препарата витамина В2 используют культуру дрожжей Candida guilliermondia, бактерии Clostridium acetobutylicum, даже продуцент лизина Brevibacterium