Совершенствование состава питательных сред при выращивании продуцента лизина

Период изготовления: июль 2022 года.

Предмет: Биотехнология.

Цель исследования: совершенствование состава питательных сред при выращивании Corynebacterium glutamicum B-11167 – продуцента лизина.

Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

·                  проверить возможность замены патоки на мелассу при изготовлении среды для биосинтеза Corynebacterium glutamicum B-11167;

·                  определить изменение числа клеток и биомассы Corynebacterium glutamicum B-11167 при использовании модифицированной питательной среды;

изучить возможность снижения использования аммиачной воды для стабилизации рН среды при выращивании Corynebacterium glutamicum B-11167 на экспериментальной питательной среде.

Работа была успешно сдана - заказчик претензий не имел.

Готовые работы я могу оперативно проверить на оригинальность по Antiplagiat .ru и сообщить Вам результат.

Введение 3

1 Аналитический обзор научно-технической информации по теме исследования 6

1.1 Понятие и применение аминокислоты лизин 6

1.2 Обзор рынка производства и продажи аминокислот 9

1.3 Технология производства аминокислоты лизин 11

  1.3.1 Сырье для производства аминокислот 11

  1.3.2 Схема технологического процесса 13

  1.3.3 Автоматизация и управление технологическими процессами 19

1.4 Использование коринеформ в других биотехнологических производствах 22

1.5 Перспективы промышленного биосинтеза аминокислот 24

2 Экспериментальная часть 26

2.1 Объект исследования 26

2.2 Методика исследования 27

2.3 Результаты исследования и их обсуждение 35

Заключение 38

Выводы 39

Практические предложения производству 40

Список источников литературы 41

1. Akesson, M., Hagander, P., Axelsson, J.P., 2001. Avoiding acetate accumulation in Escherichia coli cultures using feedback control of glucose feeding. Biotechnol. Bioeng. 73, 223-230.

2. Albert, S., Kinley, R.D., 2001. Multivariate statistical monitoring of batch processes: an industrial case study of fermentation supervision. Trends Biotechnol. 19, 53-62.

3. Banuelos, O., Casqueiro, J., Gutierrez, S., Martin, J.F., 2000. Overexpression of the lys1 gene in Penicillium chrysogenum: homocitrate synthase levels, alpha-aminoadipic acid pool and penicillin production. Appl. Microbiol. Biotechnol. 54, 69-77.

4. Dassler, T., Maier, T., Winterhalter, C., Bock, A., 2000. Identification of a major facilitator protein from E. coli involved in efflux of metabolites of the cysteine pathway. Mol. Microbiol. 36, 1101-1112.

5. Enfors, S.O., Jahic, M., Rozkov, A., Xu, B., Hecker, M., Jurgen, B., Kruger, E., Schweder, T., Hamer, G., O’Beirne, D., Noisommit-Rizzi, N., Reuss, M., Boone, L., Hewitt, C., McFarlane, C., Nienow, A., Kovacs, T., Tragardh, C., Fuchs, L., Revstedt, J., Friberg, P.C., Hjertager, B., Blomsten, G., Skogman, H., Hjort, S., Hoeks, F., Lin, H.Y., Neubauer, P., van der Lans, R., Luyben, K., Vrabel, P., Manelius, A., 2001. Physiological responses to mixing in large scale bioreactors. J. Biotechnol. 85, 175-185.

6. Gerigk, M.R., Bujnicki, R., Ganpo-Nkwenkwa, E., Bongaerts, J., Sprenger, G., Takors, R., 2002a. Process control for enhanced L-phenylalanine production using different recombinant E. coli strains. Biotechnol. Bioeng. 80, 746-754.

7. Gerigk, M.R., Maaß, D., Kreutzer, A., Sprenger, G., Bongaerts, J., Wubbolts, M., Takors, R., 2002b. Enhanced pilot-scale fed-batch L-phenylalanine production using recombinant E. coli by fully integrated reactive extraction. Bioprocess Biosyst. Eng. 25, 43-52.

8. Gourdon, P., Lindley, N.D., 1999. Metabolic analysis of glutamate production by Corynebacterium glutamicum. Metab. Eng. 1, 224-231.

9. Hadj-Sassi, A., Fauvart, L., Deschamps, A.M., Lebeault, J.M., 1998. Fed-batch production of L-lysine by Corynebacterium glutamicum. Biochem. Eng. J. 1, 85-90.

10. Honda, H., Kobayashi, T., 2000. Fuzzy control of bioprocess in Japan. Biotechnol. Annu. Rev. 5, Amanullah, A., Baba, A., McFarlane, C.M., Emery, A.N., Nienow, A.W., 1993. In: Nienow, A.W. (Ed.), Bioreactor and Bioprocess Fluid Dynamics. Mechanical Engineering Publications, London, p. 381.

11. Hua, Q., Fu, P.-C., Yang, C., Shimizu, K., 1998. Microaerobic lysine fermentations and metabolic flux analysis. Biochem. Eng. J. 2, 89-100.

12. Ikeda, M., Katsumata, R., 1999. Hyperproduction of tryptophan by Corynebacterium glutamicum with the modified pentose phosphate pathway. Appl. Environ. Microbiol. 65, 2497-2502.

13. Itoyama, T., Kobayashi, M., Mitani, Y., Usui, N., 2001. Method for producing basic amino acids, e.g. L-lysine, -arginine and -histidine, in which CO2 is used to act as a counter ion to the basic amino acid cations, and so reduce the cost of raw materials e.g. ammonium sulphate. European patent application 1,182,261

14. Jain, D., Buckland, B.C., 1988. Bioprocess Eng. 3, 31.

15. Kinoshita, S., Udaka, S., Shimono, M., 1957. Studies on the amino acid fermentation. Part I. Production of L-glutamic acid by various microorganisms. J. Gen. Appl. Microbiol. 3, 193-205.

16. Kishimoto, M., Allsop, P., Moo-Young, M., 1991a. A fuzzy expert system for the optimization of glutamic acid production. Bioprocess Eng. 6, 163-172.

17. Kishimoto, M., Kitta, Y., Takeuchi, S., Nakajima, M., Yoshida, T., 1991b. Computer control of glutamic acid production based on fuzzy clusterization of culture phases. J. Ferment. Bioeng. 72, 110-114.

18. Konstantinov, K.B., 1996. Monitoring and control of the physiological state of cell cultures. Biotechnol. Bioeng. 52, 271-289.

19. Konstantinov, K.B., Nishio, N., Seki, T., Yoshida, T., 1991. Physiologically motivated strategies for control of the fed batch cultivation of recombinant Escherichia coli for phenylalanine production. J. Ferment. Bioeng. 71, 350-355.

20. Kusumoto, I., 2001. Industrial production of L-glutamine. J. Nutr. 131, 2552S-2555S.

21. Lennox, B., Montague, G.A., Hiden, H.G., Kornfeld, G., Goulding, P.R., 2001. Process monitoring of an industrial fed-batch fermentation. Biotechnol. Bioeng. 74, 125-135.

22. Marienfeld, S., Uhlemann, E., Schmid, R., 1997. Ultrastructure of the Corynebacterium glutamicum cell wall.

23. Motoyama, H, Yano, H, Ishino, S, Anazawa, H, Teshiba, S., 1994. Effects of the amplification of the genes coding for the L-threonine biosynthetic enzymes on the L-threonine production from methanol by a gram-negative obligate methylotroph, Methylobacillus glycogenes . Appl. Microbiol. Biotechnol. 42, 67-72.

24. Motoyama, H., Yano, H., Terasaki, Y., Anazawa, H., 2001. Overproduction of L-Lysine from methanol by Methylobacillus glycogenes derivatives carrying a plasmid with a mutated dapA gene. Appl. Environ. Microbiol. 67, 3064-3070.

25. Nakayama, K., Kitada, S., Kinoshita, S., 1961. Studies on lysine fermentation I. The control mechanism on lysine accumulation by homoserine and threonine. J. Gen. Appl. Microbiol. 7, 145-154.

26. Okamoto, K., Ikeda, M., 2000. Development of an industrial stable process for L-threonine fermentation by an Lmethionine-auxotrophic mutant of Escherichia coli. J. Biosci. Bioeng. 89, 87-89.

27. Schendel, F.J., Bremmon, C.E., Flickinger, M.C., Guettler, M., Hanson, R.S., 1990. L-lysine production at 50 8C by mutants of a newly isolated and characterized methylotrophic Bacillus sp. Appl. Environ. Microbiol. 56, 963-970.

28. Shimizu, H., Takiguchi, N., Tanaka, H., Shioya, S., 1999. A maximum production strategy of lysine based on a simplified model derived from a metabolic reaction network. Metabol. Eng. 1, 299-308.

29. Udaka, S., 1960. Screening method for microorganisms accumulating metabolites and its use in the isolation of Micrococcus glutamicus . J. Bacteriol. 79, 754-755.

30. Wada, M., Awano, N., Haisa, K., Takagi, H., Nakamori, S., 2002. Purification, characterization and identification of cysteine desulfhydrase of Corynebacterium glutamicum, and its relationship to cysteine production. FEMS Microbiol. Lett. 217, 103-107.

31. Xu, B., Jahic, M., Blomsten, G., Enfors, S.O., 1999a. Glucose overflow metabolism and mixed-acid fermentation in aerobic large-scale fed-batch processes with Escherichia coli. Appl. Microbiol. Biotechnol. 51, 564-571.

32. А.с. SU 1576566, кл. С12Р 13/08. Способ получения кормового L-лизина, 1990;

33. А.с. SU 1665693, кл. С12Р 13/08. Способ получения кормового концентрата L-лизина, 1988;

34. Беккер, М.Е. Введение в биотехнологию / М.Е. Беккер. – Рига: Пищевая промышленность, 1978. – 231 с.

35. Березов, Т.Т. Биотехнологическая химия: учебник / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина, 2004. – 386 с.

36. Биотехнология / под ред. А.А. Баева. – М.: Наука, 1984. – 311 с.

37. Биотехнология «Производство белковых веществ» / под общ. ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. - М.: Высшая школа, 1988. – 208 с.

38. Волова, Т. Г. Биотехнология / Т. Г. Волова. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. – 252 с.

39. Гурина, С.В. Микробиология продуцентов биологически активных соединений: Методические указания к лабораторным занятиям / С.В. Гурина, Т.С. Потехина, Н.Н. Елинова. – СПб.: СПХФА, 1997. – 202 с.

40. Патент США № 5678617.

41. Получение лизина на основе продуктов глубокой переработки зерна: лабораторный регламент ЛР-00479942-1-2011 / ФГИУ ГосНИИгенетика. – М.,2011. – 35 c.

42. Рональд Клатц, Роберт Голдман «Эра молодости (Anti-aging революция)», -Москва, Санкт-Петербург: Ост,2007.

43. Сиротин, А.А., Процесс биосинтеза лизина штаммом Corynebacterium glutamicum B-11167 на основе сред, содержащих гидролизат пшеничного // Современные проблемы науки и образования. Н.А. Глухарева, Н.В. Оспищева, В.В. Бондаренко, А.П. Резун, Н.А. Зенинская, – 2012;

44. Шотин, А. Б. Автоматизация научных исследований процессов биосинтеза: автореф, дис ... кандидат технических наук / Шотин Андрей Борисович. – М.: 2010. – 18 с.