БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006
Частина ІІ. Спеціальні біотехнології
Розділ 19.БІОТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ L-АМІНОКИСЛОТ
19.7.БІОТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ L-ГЛУТАМІНОВОЇ КИСЛОТИ
Глутамінова кислота (α-аміноглутарова) в значних кількостях входить до складу рослинних і тваринних білків. Вона належить до замінних амінокислот, але на її основі здійснюється синтез багатьох біологічно активних речовин, необхідних для життєдіяльності організму людини і тварини. Широко застосовується в харчовій промисловості і медицині для лікування захворювань печінки і нирок. У вигляді глутамату натрію (мононатрієва сіль глутамінової кислоти) використовується як смакова добавка, особливо для продуктів, які зберігаються тривалий час (в консервованому і замороженому стані).
У промисловості глутамінову кислоту і на її основі глутамат натрію одержують декількома способами: багатостадійним хімічним синтезом із акрилонітрилу, мікробіологічним синтезом за одноступінчастою і двоступінчастою технологією, виділенням із цукрової меляси або з білкових гідролізатів. Найбільше розповсюдження одержали способи виділення глутамінової кислоти із меляси і одноступінчастого мікробіологічного синтезу. Останній вважається найбільш перспективним.
У промисловому біосинтезі L-глутамінової кислоти використовуються ті самі мікроорганізми, що й в мікробіологічному виробництві L-лізину, тобто коринебактерії Corynebacteriumglutamicum, Brevibacterium flavum. Крім того, промисловими продуцентами можуть бути деякі штами бактерії Micrococcus і Microbacterium. Для здійснення біосинтезу глутамінової кислоти з високим виходом використовують мутанти з порушеною ферментною системою перетворення α-кетоглутарової кислоти в янтарну.
У промисловому культивуванні як джерело вуглецю використовують вуглеводи, що легко асимілюються (цукрозу і глюкозу), які містяться у буряковій мелясі та гідролізатах крохмалю. Джерелом азоту є сечовина, рідше хлорид і сульфат амонію, кукурудзяний екстракт тощо.
Одноступінчастий спосіб одержання L-глутамінової кислоти повністю повторює схему одержання L-лізину.
Оскільки виробництво глутамінової кислоти направлено на одержання високоочищених препаратів, подальша технологічна схема передбачає виробництво продуктів, які підготовлені безпосередньо для використання як харчових добавок і лікарських форм.
Процес біосинтезу відбувається за певних асептичних умов у ферментерах об’ємом 50 м3. Температуру культивування підтримують постійно на рівні 28-30 оС. Наприкінці процесу біосинтезу готова культуральна рідина містить 45 г/л глутамінової кислоти. Потім відбувається відокремлення глутамінової кислоти від культуральної рідини і подальше її очищення. В отриманому продукті має бути основної речовини не менше 94 %, хлориду натрію — не більше 5 %, загального азоту — не менше 7 % і вологи — не більше 1 %.