ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Треонин, общие сведения 5
1.2 Биосинтез треонина 7
1.3 Промышленный способ получения треонина 9
1.4 Обзор методов анализа 10
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Получение треонина 18
2.2 Методы исследования 19
2.2.1 Определение содержания свободного аммиачного азота 19
2.2.2 Определение содержания глюкозы в культуральной жидкости 22
2.2.3 Определение содержания сухих веществ высушиванием до постоянной
массы 23
2.2.4 Определение содержания сухих веществ рефрактометрическим
методом 24
2.2.5 Определение оптической плотности 25
2.2.6 Определение физической плотности 26
2.2.7 Определение содержания свободных фосфатов 26
2.2.8 Определение содержания аминокислот с помощью ВЭЖХ 28
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 31
ВЫВОДЫ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 48
Аминокислоты являются неотъемлемым компонентом в питании человека и животных. Треонин не синтезируется в организме животного или птицы, его вводят в корма как добавку, способствующую росту скелетной мускулатуры, синтезу пищеварительных ферментов и иммунных белков, глицерина, а также через цикл трикарбоновых кислот получению энергии [1-3]. В настоящее время основной путь получения аминокислот в промышленном масштабе - биотехнологическое производство. В последние десятилетия объем производимых микробиологическим синтезом аминокислот составил более полутора миллионов тонн. Основные аминокислоты, получаемые с помощью процессов ферментации и используемые в качестве полезных добавок - L- лизин, L-глютаминовая кислота, L-треонин и L-триптофан. В производстве L- лизина и L-глютаминовой кислоты используются микроорганизмы Corynebacterium glutamicum,а при получении L-треонина - Escherichiacoli[3,4].
В ЗАО «Завод Премиксов № 1» (г. Шебекино, Белгородская обл.) в настоящее время осуществляется производство лизина в виде лизин-сульфата. В перспективе планируется производство треонина, в связи с чем проводится экспериментальная отработка технологии процесса. В этом плане следует рассматривать не только стадии биотехнологического производства указанных аминокислот, их сходство и различие в зависимости от конечной цели процесса, но и осуществление технологического и микробиологического контроля. Необходимо выбрать и отработать методики химического анализа применительно к процессу синтеза треонина, основываясь на известных методах контроля в производстве лизина.
Таким образом, актуальность работы обусловлена необходимостью применения методов химического анализа в микробиологическом синтезе треонина, что позволит контролировать этапы репликации при производстве в промышленном масштабе и своевременно корректировать технологический процесс.
Работа выполнялась в научно-исследовательской лаборатории (Аналитический отдел) ЗАО «Завод Премиксов № 1».
Целью работы являлось определение возможности использования аналитических методов для контроля на различных стадиях микробиологического синтеза треонина.
Были поставлены следующие задачи:
1. Выявить наиболее информативные химические анализы, сопровождающие технологию получения треонина.
2. Установить взаимосвязь химических анализов с результатами микробиологического синтеза треонина.
Объектом исследования являются методики аналитического контроля, сопровождающие технологию получения треонина.
1. Выявлены наиболее информативные химические анализы сопровождающие технологию получения треонина: в посевном ферментере - определение оптической плотности, концентрации глюкозы, в рабочем ферментере - концентрация треонина, глюкозы, оптической плотности.
2. В посевном ферментере уменьшение концентрации фосфатов, глюкозы, увеличение оптической плотности являются показателями роста биомассы для дальнейшего продуцирования треонина.
3. В рабочем ферментере контроль содержания глюкозы необходим для поддержания его на уровне не более 6 ммоль/л, что обеспечивает о эффективное продуцирование треонина.
4. При соблюдении технологических параметров процесса должен происходить монотонный рост концентрации треонина в культуральной жидкости. Удалось достичь концентрации треонина 90 - 100 г/л к концу процесса.
