Đề tài SẢN XUẤT LYSINE

LOGO
TP.HCM , tháng 11/2009
SẢN XUẤT
LYSINE
GVHD : Th.S Nguyễn Khánh Linh
Đề tài
www.quantri.com.vn
Mục Lục

Giới thiệu

Tổng quan về Lysine

Các phương pháp tổng hợp L-lysine

Quy trình sản xuất L-lysine bằng công nghệ vi sinh

Tài liệu tham khảo
www.quantri.com.vn
Giới thiệu

Việc sản xuất qui mô lớn với Corynebacterium glutamicum đã bắt đầu vào đầu năm
1958 ở thực vật của Kyowa Hakko ở Nhật Bản

Những công ty khác tham gia việc thương mại và sau đó suốt 4 thập kỉ sản xuất với
Corynebacterium glutamicum

Công nghệ sinh học chế tạo ra L-Lysine đã được cải thiện không ngừng và sự tiến
bộ về kỹ thuật đã tạo ra số lượng lớn lysine đáp ứng nhu cầu ngày nay
www.quantri.com.vn
Giới thiệu

Tại sao
phải đặc
biệt quan
tâm đến
lysine ở
nước ta?
Đặt vấn đề
Làm thế
nào để
tránh
thiếu
lysine?
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE



I.1.Giới thiệu chung về acid amin
I.1.Giới thiệu chung về acid amin
Các acid amin có cấu trúc đặc trưng như sau:
Các acid amin có cấu trúc đặc trưng như sau:


NH
NH
2
2

R-CH
R-CH
3
3
- COOH
- COOH


H
H
Acid amin tồn tại ở 2 dạng đồng phân quang học :
Acid amin tồn tại ở 2 dạng đồng phân quang học :
dạng D và dạng L
dạng D và dạng L
Đa số acid amin tồn tại ở dạng rắn và là dạng tinh thể
trong điều kiện bình thường. Chúng bị phá hủy ở
nhiệt độ cao ( 200 – 300
o
C ), đa số các acid amin đều
cho màu tím xanh khi tương tác với ninhydrin.


www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
I.1.Giới thiệu chung về acid amin
I.1.Giới thiệu chung về acid amin
- Là thành phần cấu tạo nên protein, enzym,
các vitamin, chất kích thích sinh trưởng,
hocmon và kháng sinh, kháng thể.

- Có 8 acid amin thuộc nhóm acid amin không
thay thế, đó là : isoleusine, leucine, lysine,
methionine, phenylalanine, threonine,
tryptophan và valine. Trong đó, lysine là một
aicd amin rất quan trọng
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
Họ acid amin thơm
Họ acid amin thơm
: phenylalanin ,
: phenylalanin ,
triptophan , tirozin
triptophan , tirozin
Họ aspactat
Họ aspactat
: asparagin , acid aspactic ,
: asparagin , acid aspactic ,
izoloxin , lisine , metionin
izoloxin , lisine , metionin


treonin
treonin
Họ glutamat
Họ glutamat
: alanin , loxin , valin
: alanin , loxin , valin
Họ xerin
Họ xerin
: xixtein , glixin , xerin

: xixtein , glixin , xerin
Acid amin được phân thành một số họ trên cơ sở các
phản ứng mở đầu chung trong quá trình sinh tổng hợp.
I.1.Giới thiệu chung về acid amin
I.1.Giới thiệu chung về acid amin
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
I.2. Khái niệm Lysine
Tên quốc tế : 2,6-diaminohexanoic acid
Công thức hóa học: C
6
H
14
N
2
O
2

Khối lượng phân tử gam: 146.188 g/mol
Lysine là một α-amino acid
Lysine là một axit amin thuộc họ aspartat
được tổng hợp qua con đường trao đổi chất
(phân nhánh).
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
I.2. Khái niệm Lysine
Công thức cấu tạo hoá học như sau:
CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH – COOH
| |
NH2 NH2

Cấu trúc không gian của
L- lysine
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
I.3. Đặc tính:
Dễ bị phá huỷ trong quá trình chế biến, nấu nướng thức ăn .
Lysine giữ vai trò sống còn trong sự tổng hợp protein
Giúp tăng cường hấp thu calci, ngăn cản sự bài tiết
khoáng chất này ra ngoài cơ thể
Lysine là một axit amin rất cần cho hoạt động sống của
người và động vật
www.quantri.com.vn
PHẦN I :TỔNG QUAN VỀ LYSINE
I.4. Ứng dụng của Lysine trong thực tế :
-
Bổ sung vào thức ăn cho gia súc
-
Bổ sung vào các thực phẩm chức năng
-
Trong công nghiệp dược phẩm
- Trong công nghiệp thực phẩm
www.quantri.com.vn
Một số sản phẩm có bổ sung Lysine
trên thị trường
Siro unikids Sữa bột bắp canxi-lysine Sữa PediaPlus
Thuốc tăng cân Thuốc bổ cho trẻ em Thuốc bổ cung cấp Vit - Lysin
www.quantri.com.vn
PHẦN II:Các phương pháp tổng hợp PHẦN II:Các phương pháp tổng hợp
II.1 Phương pháp thủy phân
Cần thiết bị chịu acid hoặc chịu kiềm.

Giá thành thường cao.
II.2 Phương pháp tổng hợp hóa học
II.3 Phương pháp kết hợp
www.quantri.com.vn
PHẦN II:Các phương pháp tổng hợp
II.4 Phương pháp tổng hợp acid amin bằng
công nghệ vi sinh vật
-Thu nhận acid amin dạng L
-Nguyên liệu sản xuất rẻ, dễ kiếm.
-Năng suất cao
-Giá thành sản phẩm thấp
www.quantri.com.vn
Giống vi sinh vật
Chọn chủng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum vì:
-Có khả năng tổng hợp lysine với mức độ cao, ở đây ta chọn
chủng Corynebacterium glutamicum ATCC 13287
-Sống được trên môi trường có chứa hàm lượng methionine cao
và threonine thấp .
-Tương đối dễ nuôi và áp dụng vào công nghệ lên men ở quy
mô công nghiệp
www.quantri.com.vn
Đặc điểm của giống
Corynebacterium glutamicum:
Hình thái khuẩn lạc :tròn ,
trơn bóng
Màu sắc khuẩn lạc : vàng
chanh

www.quantri.com.vn
Tổng quan về nguồn nguyên liệu dùng để sản

xuất lysine

Nguyên liệu chính để sản xuất lysine là rỉ đường mía hoặc dung dịch đường thu được sau
quá trình thủy phân tinh bột sắn, bột ngô có hàm lượng đường khoảng 10-20% đồng thời
phải bổ sung thêm nguồn nito, các muối khoáng và chất kích thích sinh trưởng.

Rỉ đường mía

Nguồn nito

Muối khoáng

Chất kích thích sinh trưởng
www.quantri.com.vn
www.quantri.com.vn
Quy trình thu nhận chế phẩm L-lysine thô
Phân lập,
chon lọc
Giống vi
sinh vật
nhân giống
cấp1
Nhân giống
cấp 2
Lên men
Chuẩn bị
môi
trường
Khử trùng
Bổ sung

HCl,metabisufit
Acid hóa
Cô đặc
chân không
Phối trộn
Ép thành
viên
Sấy
lysine
thô
www.quantri.com.vn
www.quantri.com.vn
Lên men Ly tâm Thu dịch
Sắc ký trao
đổi ion
Rửa cột
trao đổi ion
Nhã hấp
phụ
Đun nóng dung
dịch
Chứa lysine
Chỉnh pH
Cô đặc
chân không
Làm lạnh
Ly tâm
Tái kết tinh
L-lysine
Tinh khiết

www.quantri.com.vn
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
sinh tổng hợp L-lysine
1, môi trường lên men
2,điều kiện lên men
- nhiệt độ
- pH
-Lượng không khí đưa vào bằng dung dịch lên men/1 phút
- Quá trình lên men

www.quantri.com.vn

Thực hiện quá trình khuấy đảo

Thực hiện quá trình sục khí

Điều chỉnh pH của môi trường lên men

Theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ của môi trường

Các yếu tố điều hòa quá trình lên men
www.quantri.com.vn
Ưu & nhược điểm của lên men chìm

Ưu điểm

Nhược điểm
www.quantri.com.vn
Trong suốt quá trình lên men
xảy ra hai pha rất rõ rệt.

* Pha tạo thành sinh khối
* Pha tạo thành lysine