Технологические усовершенствования

К эффективным методам улучшения процесса относится метод подпитки. К периодической культуре добавляются компоненты питания - обычно соединения углерода, по мере его исчерпывания. Культура не страдает от избытка углерода в начале роста, что неизбежно в периодической культуре. Поэтому после подпитки сразу начинается бурный рост культуры, который идет с постоянной скоростью до полного исчерпывания всех компонентов питания.

Технологические усовершенствования могут касаться и конструкций используемого оборудования. Следует заменить внутренние змеевиковые теплообменники на плоские ламельные теплообменники, выполняющие одновременно роль отражательных перегородок, либо на высокоэффективные внешние. Возможно осуществить возврат к уплотнениям вала мешалки сальникового типа. Это обусловлено сложностью эксплуатации торцевых уплотнений, с другой стороны, появлением новых уплотняющих материалов, позволяющих создать более грамотные сальниковые уплотнения. Необходимо использование перемешивающих устройств большой мощности с плавным или ступенчатым регулированием числа оборотов. Наиболее эффективный привод с мощностью 2,5 кВт/м3. Во время культивирования меняются реологические свойства и потребность продуцента в кислороде, поэтому очень важно иметь привод с регулируемым числом оборотов мешалки. Максимальный расход мощности требуется в первые двое суток культивирования. При проектировании новых предприятий нужно предусматривать возможность понижения расхода снижением числа оборотов мешалки, а также изменения геометрии самой мешалки за счет сдвига лопастей к диску. Этим достигается экономия энергии, максимально обеспечиваются потребности культуры в кислороде. Для эффективности перемешивания среды кислород следует подавать через барботеры.

3)В промышленности глутаминовую кислоту можно получить и другими способами: многостадийным химическим синтезом из акрилонитрила и микробиологическим по двухступенчатой технологии, выделением из свекловичной мелассы или из белковых гидролизатов.

Двухступенчатый способ получения. Его можно осуществить из α-кетоглутаровой кислоты с помощью ферментов трансамилазы или глутаматдегидрогеназы в результате следующих превращений:

1 вариант – переаминирование кислот (фермент - трансамидаза)

α-кетоглутаровая кислота + а/к → L-глутаминовая кислота + α-кетокислота;

2 вариант – восстановительное аминирование (фермент - глутаматдегидрогеназа)

α-кетоглутаровая кислота + NH4+ + НАДН → L-глутаминовая кислота + Н2О + НАД+

В каждом из этих процессов α-кетоглутаровая кислота играет роль предшественника.

Для осуществления любого из этих превращений необходимы источники α-кетоглутарата и соответствующей ферментной системы. Первую из этих задач решают с помощью подбора м/о, способных продуцировать значительное количество α-кетоглутаровой кислоты из доступных источников сырья. Продуцентами α-кетоглутарата могут быть Pseudumonas и Escherichia, а при культивировании продуцента Kluyverd citrophila α-кетоглутаровая кислота была получена с 57%-ным выходом. Дрожжи рода Candida при выращивании на н-парафинах продуцируют α-кетоглутарат совместно с пируватом в соотношении 6:1. Экономический коэффициент процесса биосинтеза достигает 90% от количества потребленных углеводородов.

В роли продуцента фермента трансамидазы могут выступать различные м/о, например E. Coli. Донором аминогрупп может быть аспарагиновая кислота или аланин.

Восстановительное аминирование возможно осуществить с помощью Pseudomonas или Aeromonas, причем некоторые штаммы этих м/о в качестве субстрата могут использовать D,L-α-оксиглутаровую кислоты, производимую химическим синтезом.

В последние годы внимание исследователей привлекают методы получения аминокислот с использованием иммобилизованных ферментов. Способ имеет ряд преимуществ, в частности, конечный продукт отличается высокой концентрацией и чистотой, нет опасности заражения в ходе реакции посторонними микроорганизмами, в результате синтеза образуются только природные изомеры, имеется возможность осуществления непрерывных технологических процессов.