賴氨酸發(fā)酵用賴氨酸發(fā)酵消泡劑
發(fā)布時間：2012-9-4 15:15
提取法
一般自乳酪素或血粉中提取，以血粉為多。經(jīng)鹽酸或硫酸水解、濃縮等工序后，在PH1.8-2.0時以強酸性陽離子交換樹脂吸附、氨水洗脫；或苦味酸沉淀等方法獲得賴氨酸結(jié)晶。
合成法
化學(xué)法合成ɑ-賴氨酸的工藝很多，用于工業(yè)化的生產(chǎn)方法有荷蘭DSM法和日本東麗法兩種。DSM法是以己內(nèi)酰胺為原料，東麗法以環(huán)己烷（環(huán)己烷光化硝化過程的副產(chǎn)物）為原料。兩者都是首先生成ɑ-氨基己內(nèi)酰胺，再經(jīng)水解生成dl-賴氨酸，以后再用酶法進(jìn)行分割，制成L-賴氨酸。
發(fā)酵法
包括直接賴氨酸發(fā)酵消泡劑發(fā)酵法和發(fā)酵消泡劑賴氨酸兩步發(fā)酵法。所謂兩步發(fā)酵法即由甲菌生成二氨基庚二酸，已菌生成二氨基庚二酸脫羧酶，從而生成賴氨酸。
酶法合成
酶法轉(zhuǎn)化：氨基酸制造工業(yè)在1970年以后確立了賴氨酸發(fā)酵消泡劑發(fā)酵法及合成法為主的生產(chǎn)工藝。近年來化學(xué)合成法和酶合成法相結(jié)合的新工藝用于生產(chǎn)L-氨基酸有了新的成就。顯示酶法收率高，成本低，周期短的優(yōu)點。酶法轉(zhuǎn)化dl-氨基己內(nèi)酰胺為L-賴氨酸，則于1977年10月在日本正式投入生產(chǎn)。
酶法轉(zhuǎn)化原理：利用隱球酵母產(chǎn)生的L-氨基己內(nèi)酰胺水解酶將L-氨基己內(nèi)酰胺水解，生產(chǎn)L-賴氨酸。這種酶只能水解L型的，而對D型則無能為力。D-氨基己內(nèi)酰胺需要通過無色桿菌產(chǎn)生的D-氨基己內(nèi)酰胺消旋酶將其旋化，生產(chǎn)L-氨基己內(nèi)酰胺。如將以上兩種菌混合培養(yǎng)，同時使用賴氨酸發(fā)酵消泡劑，則可使dl-氨基己內(nèi)酰胺直接轉(zhuǎn)化，全部生成L-賴氨酸。
酶法分割：即將dl-賴氨酸通過酰化酶的作用，使具有生物活性的L-賴氨酸分出。酰化酶只能作用于乙酰-L-賴氨酸，而對乙酰-D-賴氨酸不起反應(yīng)，經(jīng)酶與賴氨酸發(fā)酵消泡劑作用后，得到L-賴氨酸和乙酰-D-賴氨酸，再用有機溶劑提取L-賴氨酸。關(guān)于dl-賴氨酸的分割，除酶法外，還有化學(xué)法分割，如賴氨酸谷氨酸鹽法分割、dl-賴氨酸-3,5-二硝基苯甲鹽法分割和有機溶劑分割等。
賴氨酸的生物合成途徑
微生物生物合成賴氨酸有兩條途徑：一是細(xì)菌類的二氨基庚二酸（DAP）途徑；另一條是霉菌酵母ɑ-氨基己二酸途徑。具有其中一條途徑的菌種就不具有另一條途徑的酶系。二氨基庚二酸（DAP）途徑：除細(xì)菌外，也存在于綠藻，原生動物和高等植物之中。這條途徑與合成蘇氨酸、蛋氨酸和異亮氨酸途徑一樣都以天門冬氨酸作為起始物質(zhì)。而天門冬氨酸是由延胡索酸直接氨化生成。ɑ-氨酸己二酸途徑：這是一條循環(huán)系統(tǒng)。
二氨基庚二酸途徑的代謝調(diào)節(jié)
這條途徑廣泛存在于細(xì)菌之中，但其代謝控制卻是多種多樣的，即使是近緣菌株之間也不一樣。 對于酸棒桿菌（還有多粘芽孢桿菌、莢膜紅假單胞菌、黃色短桿菌）不存在像大腸桿菌的同功酶，而僅僅一種由賴氨酸+蘇氨酸的協(xié)同抑制進(jìn)行代謝控制。在大腸桿菌中天門冬氨酸半醛脫氫酶還受到賴氨酸的抑制，而谷氨酸棒桿菌與賴氨酸發(fā)酵消泡劑等不受抑制。至少高絲氨酸脫氫酶，在大腸桿菌中，亦有兩個同功酶，HD-1受蘇氨酸的抑制和阻礙。HD-2受蛋氨酸的阻礙。而在谷氨酸棒桿菌只有以后各酶，受蛋氨酸阻礙和蘇氨酸抑制。大腸桿菌中還有別的酶受阻礙和抑制。這些抑制和阻礙的差別，對選育賴氨酸生產(chǎn)菌株關(guān)系極大。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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