DD290213A5 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF L-LYSINE ON FERMENTATIVE PATHS - Google Patents
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der essentiellen Aminosaeure L-Lysin auf fermentativem Wege. Die Aufgabe, hohe Lysinbildungsraten bei L-Lysin-bildenden Mikroorganismen-Staemmen auch in Reaktoren mit relativ geringem Leistungseintrag und damit niedrigen Kennwerten fuer Sauerstoffversorgung und Durchmischung zu realisieren, wird in der Weise geloest, dasz nach Fermentationsbeginn in der Hauptwachstumsphase eine Verknuepfung der Prozeszzustandsgroeszen p H-Wert und Sauerstoffpartialdruck erfolgt, indem eine mit dem aktuellen Sauerstoffpartialdruckwert korrelierte voruebergehende Absenkung bzw. Anhebung der Aciditaet der Kulturloesung vorgenommen wird, die in eine Fermentationsphase mit Festpunktregelung des p H-Wertes uebergeht. Durch das erfindungsgemaesze Verfahren werden gegenueber herkoemmlichen Verfahren zur fermentativen Herstellung von Lysin mit ausschlieszlicher Festpunktregelung des p H-Wertes hoehere Lysinbildungsraten realisiert und der reaktorspezifische Leistungseintrag in wesentlich oekonomischerer Weise ausgenutzt.{essentielle Aminosaeure L-Lysin; fermentatives Verfahren; Leistungseintrag; Sauerstoffversorgung; Sauerstoffpartialdruck; Kulturloesung; p H-Wert; Steuerung}The invention relates to an improved process for the production of the essential amino acid L-lysine by fermentation. The task of realizing high rates of lysine formation in L-lysine-producing microorganism strains also in reactors with relatively low power input and thus low oxygen supply and mixing parameters is achieved by linking the process state quantities p H after the start of fermentation in the main growth phase Value and partial pressure of oxygen is carried out by a temporary reduction or increase of the acidity of the culture solution which is correlated with the current oxygen partial pressure value and which transitions into a fermentation phase with fixed point regulation of the p H value. By virtue of the process according to the invention, higher lysine formation rates are achieved compared to conventional processes for the fermentative production of lysine with exclusive fixed-point control of the p H value and the reactor-specific input of power is utilized in a substantially more economical manner. {Essential amino acids L-lysine; fermentative process; Power input; Oxygenation; oxygen; Culture solution; PH value; Control}
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein biotechnologisches Verfahren zur Herstellung der essentiellen Aminosäure L-Lysin. Diese wird in der Medizin zur Ergänzung von Infusionslösungen, in der Nahrungsmitti lindustrie zur Aufwertung von Lebensmitteln und in großen Mengen in der Futtermittelindustrie zum Ausgleich von Aminosäure-Inbalancen im Eiweißanteil des Viehfutters benötigt. Das Verfahren zu ihrer Herstellung kann in der mikrobiologischen Fermentationsindustrie angewandt werden.The invention relates to a biotechnological process for the preparation of the essential amino acid L-lysine. This is needed in medicine to supplement infusion solutions, in the food industry for upgrading food and in large quantities in the feed industry to balance amino acid imbalances in the protein content of livestock feed. The process for their preparation can be used in the microbiological fermentation industry.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die fermentative Herstellung der essentiellen Aminosäure L-Lysin erfolgt überwiegend du/ch Mikroorganismen-Stämme der Gattungen Corynebacterium und Brevibacterium. Es wurden aber auch Herstellungsverfahren unter Verwendung von Stämmen anderer Gattungen wie z. B. Mycobacterium, Arthrobacter, Acinetobacter (JP-OS78/20391), Bacillus (Hagino, H. et al., Biotechnol. Letters, 3,1981, S.425-430) und Escherichia coli (DE-OS3027922) ausgearbeitet. Zur Leistungssteigerung der Verfahren wurden dabei Mutanten und Selektanten eingesetzt, die eine oder mehrere Auxotrcphien für bestimmte Aminosäuren wie z. B. Homoserin, Methionin, Threonin, Leucin oder Isoleucin besitzen und Resistenz gegenüber bestimmten Aminosäureanaloga wie z.B. S-(2-Aminoethyl-L-cystein),a-Amino-ß-hydroxyvaleriansäure,2-Thiazolalanin,Threo-ß-hydroxy-DL-Leucin(DE-OS2730 964; JP-OS80/09 785; JP-OS78/86 090; DD-WP140 056) aufweisen. Zur Leistungssteigerung wurde auch die Zugabe von Antibiotika oder oberflächenaktiver Stoffe vorgeschlagen (US-PS3929571; CS192746). Zur weiteren Leistungssteigerung wurden weiterhin gentechnisch manipulierte Stämme (wie z. B. beschrieben in den Patentschriften US4346170; FR2482622; JP Appl.80/65007) und solche Stämme, die durch Protoplastenfusion geeigneter ' Ausgangsstämme gewonnen wurden (GB2103617; JP Appl.81 /125006), eingesetzt.The fermentative production of the essential amino acid L-lysine is predominantly Du / ch microorganism strains of the genera Corynebacterium and Brevibacterium. But there were also manufacturing methods using strains of other genera such. B. Mycobacterium, Arthrobacter, Acinetobacter (JP-OS78 / 20391), Bacillus (Hagino, H. et al., Biotechnol Letters, 3,1981, p.425-430) and Escherichia coli (DE-OS3027922). To increase the performance of the method while mutants and selectants were used, the one or more Auxotrcphien for certain amino acids such. Homoserine, methionine, threonine, leucine or isoleucine, and have resistance to certain amino acid analogs such as e.g. S- (2-aminoethyl-L-cysteine), α-amino-β-hydroxyvaleric acid, 2-thiazolalanine, threo-β-hydroxy-DL-leucine (DE-OS 2730 964, JP-OS80 / 09 785, JP-OS78 / 86 090; DD-WP140 056). To increase performance, the addition of antibiotics or surfactants has been proposed (US-PS 3929571, CS192746). For further enhancement of performance, genetically engineered strains (such as described in US4346170; FR2482622; JP Appl.80 / 65007) and strains obtained by protoplast fusion of suitable parent strains were also obtained (GB2103617, JP Appl ).
Trotz dieser Bemühungen ist es aber zunehmend schwieriger geworden, die Ausbeuten an Lysin und insbesondere die Produktivität deutlich zu erhöhen.Despite these efforts, however, it has become increasingly difficult to increase the yields of lysine and in particular the productivity significantly.
Insbesondere treten bei der Umsetzung der mikrobiologisch-genetisch fixierten Produktbildungspotenz der Produktionsstämme in den technischen Maßstab ökonomische Probleme auf, da die eingesetzten Großfermentoren über einen hohen Leistungseintreg verfügen müssen, um diese Hochleistungsstämme durch angepaßte Sauerstoffversorgung und Durchmischung mit hohem Substrattransfer zur maximalen Lysinausscheidung zu führen.In particular, economic problems arise in the implementation of the microbiologically-genetically fixed product-forming potency of the production strains on an industrial scale, since the large fermentors used must have a high power intake in order to lead these high-performance strains through optimized oxygen supply and thorough mixing with high substrate transfer for maximum lysine excretion.
Die durch diesen notwendigen hohen Leistungseintrag erforderlichen erheblichen Energiekosten verringern die ökonomische Effektivität des Verfahrens. Außerdem bedeutet hoher Energieeintrag in Rührfermentoren auch eine entsprechend hohe Scherkraftbelastung der Zellen mit potentiell negativen Folgen für die Produktsynthese oder Produktausscheidung.The considerable energy costs required by this high power input reduce the economic efficiency of the process. In addition, high energy input in Rührfermentoren also means a correspondingly high shear stress of the cells with potentially negative consequences for the product synthesis or product excretion.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Herstellung der Aminosäure L-Lysin in ökonomisch vorteilhafter Weise.The aim of the invention is the production of the amino acid L-lysine in an economically advantageous manner.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches biotechnologisches L-Lysin-Herstellungsverfahren zu beschreiben, bei dem die physiologischen Bedingungen der Lysinsynthese so geführt werden, daß trotz reaktorbedingter Begrenzung des Leistungseintrages und damit auch begrenzter Sauerstoffversorgung und Durchmischung eine hohe, stetigeThe invention has for its object to describe such a biotechnological L-lysine production process in which the physiological conditions of lysine synthesis are conducted so that despite reactor-related limitation of the power input and thus limited oxygen supply and mixing a high, steady
Lysin-Synthesegeschwindigkeit und damit hohe Produktionsausbeuten in verhältnismäßig kurzen Fermentationszeiten erzielt werden.Lysine synthesis rate and thus high production yields in relatively short fermentation times can be achieved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in ihrem Grundzug wie folgt gelöst:According to the invention, this object is achieved in its basic feature as follows:
Die Herstellung von L-Lysin auf fermentativem Wege erfolgt durch kontaminationsfreie Kultivierung des jeweils eingesetzten L-Lysin-bildenden Mikroorganismen-Stammes in Nährlösungen mit assimilierbaren Kohlenstoff·, organischen und anorganischen Stickstoffquellen sowie mit Salzen und Vitaminen in Reaktoren. Hinsichtlich Nährbodenpräparation, Impfmaterialanzucht, Kalibrierung der Meßsonden, Reaktor- und Nährbodensterilisation sowie Rückführung auf Prozeßtemperatur wird die Fermentation in an sich bekannter Weise vorbereitet und nach Zugabe des Impfmaterials unter Beobachtung des Zusammenhangs von Absinken des Sauerstoffpartialdruckes (Kurzbezeichnung: pO2-Absinken) und Acidiints-The production of L-lysine by fermentation takes place by contamination-free cultivation of the respectively used L-lysine-forming microorganism strain in nutrient solutions with assimilable carbon ·, organic and inorganic nitrogen sources and salts and vitamins in reactors. With regard to culture medium preparation, inoculation of seed material, calibration of the measuring probes, reactor and nutrient medium sterilization and return to process temperature, the fermentation is prepared in a manner known per se and after addition of the inoculating material, observing the relationship between the drop in oxygen partial pressure (abbreviation: pO 2 -absorptions) and Acidiints-
Änderung gestartet (Schritt I). Die Kultivierung erfolgt bei Temperaturen von 26°C bis 380C; sie wird insgesamt für eine Dauer von 48 Stunden bis 120 Stunden durchgeführt.Change started (step I). The cultivation takes place at temperatures of 26 ° C to 38 0 C; it is carried out for a total of 48 hours to 120 hours.
Nach Erreichen eines pC^-Schwellenwertes im Bereich von 10% bis 40% des Sättigungswertes wird in der Hauptwachstumsphase der Kultur die Acidität der Fermentationslösung sukzessive wahlweise solange abgesenkt oder angehoben, bis der pO2-Wert wieder steigende Tendenz aufweist (Schritt II). Anschließend wird die Acidität als nach wie vor einzige Stellmaßnahe zur Beeinflussung des pO2-Wertes der Fermentationslösung sukzessive in jeweils entgegengesetzter Richtung solange geändert, bis der pO2-Wert wieder den Bereich des jeweils festgesetzten pO2-Schwellenwertes erreicht hat; danach wird die Fermentation unter Festpunktregelung der Acidität auf dem hierbei erreichten pH-Niveau zu Ende geführt (Schritt III).After reaching a pC ^ threshold value in the range of 10% to 40% of the saturation value, the acidity of the fermentation solution is successively lowered or raised selectively in the main growth phase of the culture until the pO 2 value has a rising tendency again (step II). Subsequently, the acidity is changed as successively only Stellmaßnahe for influencing the pO 2 value of the fermentation solution successively in each opposite direction until the pO 2 value has again reached the range of the respectively fixed pO 2 threshold value; Thereafter, the fermentation is carried out under fixed point control of the acidity at the pH level achieved in this case (step III).
Es wurde bei diesem verfahrensgemäßen Vorgehen überraschend gefunden, daß die zur Stabilisierung des pOrWertes der Kulturlösung durchgeführte Absenkung der Anhebung des pH-Wertos der Kulturlösung nicht nur ohne Nachteile für die Lysinbildung ist, sondern daß sogar eine effektivere Stoffwechseleinstellung mit dem Ergebnis einer intensiveren Lysin-Bildung fixiert wird, die zu höheren Lysin-Ausbeuten führt.It has surprisingly been found in this process procedure according that carried out to stabilize the pO r value of the culture solution lowering the increase of the pH-Wertos the culture solution is not only without affecting the lysine production, but that even more effective metabolic control resulting in a more intense lysine Formation is fixed, which leads to higher lysine yields.
In der weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Kultivierung bevorzugt Lysin-bildendes Zellenmaterial von Corynebacterium glutamicum bereitgestellt. Die Fermentation wird mit Zugabe des vorzugsweise über 2 Vorkultur-Stufen angezogenen Impfmaterials im Verhältnis von etwa 10% im Anschluß an die Einstellung der Acidität auf einen Anfangswert im Bereich von pH 6,5 bis oH 7,2 und auf der Festlegung der maximalen Sauerstoffübergangsrate des Fermentors gestartet. DieIn the further embodiment of the method, lysine-forming cell material of Corynebacterium glutamicum is preferably provided for the cultivation. The fermentation is carried out with the addition of preferably over 2 preculture stages inoculated seed material in the ratio of about 10% following the adjustment of the acidity to an initial value in the range of pH 6.5 to 7.2 and the determination of the maximum oxygen transfer rate of Fermentors started. The
Festlegung dieser Übergangsrate wird entsprechend der Anlagenausstattung durch Einstellung der Belüftungsrate von 1:1:1 bis 1,5:' ' Liter Luft pro Liter Nährlösung und pro Minute, des Innendrucks bis zu 1,5 MPa und den reaktorspezifischen Ur ' Bedingungen, festnelegt durch Reaktorgeometrie, Rührergeometrie, Fördermengen von Pumpen bei Außenkreisläufen, realisiert. Bezogen auf die stationäre Sulfitoxidation liegt diese maximale Sauerstoffübergangsr?te im Bereich von 3g bis 6g Sauerstoff pro Liter und Stunde.Whereas this transition rate is in accordance with the system equipment by adjusting the aeration rate of 1: 'up to 1.5 MPa, and the reactor-specific U r liters of air per liter broth per minute, the internal pressure' festnelegt conditions, ': 1: 1 to 1.5 realized by reactor geometry, stirrer geometry, delivery rates of pumps in external circuits. Based on the steady-state sulfite oxidation, this maximum oxygen transfer rate is in the range of 3 g to 6 g of oxygen per liter per hour.
Der jeweils gewählte p02-Schwellonwert wird 2 Stunden bis 24 Stunden nach Fermentationsbeginn erreicht. Die Absenkung bzw. Anhebung der hierbei im Freilauf erreichten Acidität wird mittels Zugabe von verdünnter Säure, vorzugsweise verdünnter Schwefelsäure, bzw. von verdünnter Lauge, vorzugsweise verdünnter Ammoniumhydroxid-Lösung, vorgenommen. Die Aciditäts-Änderung in Schritt Il wird über eine Dauer von 0,5 Stunden bis 4,0 Stunden erstreckt; hierbei wird die Acidität wahlweise auf einen Wert im Bereich von pH 4,0 bis pH 6,0, vorzugsweise im Bereich von pH 4,8 bis pH 5,5, abgesenkt bzw. auf einen Wert im Bereich von pH 7,5 bis pH 9,0, vorzugsweise im Bereich von pH 7,8 bis pH 8,5, angehoben.The p0 2 threshold value chosen is reached for 2 hours to 24 hours after the start of fermentation. Lowering or raising the acidity reached in the freewheel is carried out by adding dilute acid, preferably dilute sulfuric acid, or dilute brine, preferably dilute ammonium hydroxide solution. The acidity change in step II is extended over a period of 0.5 hours to 4.0 hours; Here, the acidity is optionally lowered to a value in the range of pH 4.0 to pH 6.0, preferably in the range of pH 4.8 to pH 5.5, or to a value in the range of pH 7.5 to pH 9.0, preferably in the range of pH 7.8 to pH 8.5.
Die gegenläufige Aciditäts-Änderung in Schritt III des Verfahrens, d.h. nachdem der pO2-Wert der Fermentationslösung wieder ansteigt, wird in der weiteren Ausgestaltung des Verfahrens über eine Dauer von mindestens einer Stunde erstreckt. Nach Ablauf dieser Zeitspanne, wenn der pO2-Wert wieder den Bereich des anfänglich jeweils festgesetzten pO2-Schwellenwertes erreicht hat, wird die Acidität auf die Rege'schwelle im physiologisch günstigsten Bereich von pH 6,6 bis pH 7,4, bevorzugt jedoch im Bereich von pH 6,8 bis pH 7,2, eingestellt. Dieser Sollwert wird bis zum Ende der Fermentation mittels einer in an sich bekannter Weise automatisch arbeitenden pH-Festpunktregelung durch Zugabe von Säure bzw. Lauge aufrechterhalten.The opposite acidity change in step III of the process, ie after the pO 2 value of the fermentation solution increases again, is extended in the further embodiment of the process over a period of at least one hour. At the end of this period, when the pO 2 value has again reached the range of the pO 2 threshold initially set, the acidity will reach the threshold in the physiologically most favorable range from pH 6.6 to pH 7.4, but preferably in the range of pH 6.8 to pH 7.2. This setpoint is maintained by the addition of acid or alkali until the end of the fermentation by means of a pH-fixed point control operating automatically in a manner known per se.
Durch die beschriebene Verfahrensweise werden Phasen mit kritischen pO2-Werten, die sonst zu Stoffwechselumschaltungen mit erheblichen Lysin-Minderausbeuten führen, vermieden. Weiterhin werden die Maßnahmen zur Verhinderung dieser kritischen pO2-Werte, wie beispielsweise eine Intensivierung des Leistungseintrages durch Drehzahlerhöhung, nicht in Anspruch genommen. Zusätzlich wird durch die beschriebene Verfahrensweise eine stabile Lysin-Bildungsrate in einer Höhe eingestellt, die im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren der Herstellung dieser Aminosäure, insbesondere zu solchen mit ausschließlicher Fcstpunktregelung der Acidität, zu einer bis zu 15% höheren Lysin-Ausbeute führt.By the described procedure, phases with critical pO 2 values, which otherwise lead to metabolic switching with considerable lysine-reduced yields, are avoided. Furthermore, the measures to prevent these critical pO 2 values, such as an intensification of the power input by speed increase, not claimed. In addition, the described procedure sets a stable rate of lysine formation at a level that results in up to a 15% higher lysine yield compared to conventional methods of producing this amino acid, especially those with exclusive acidity control.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1Exemplary embodiments Example 1
Vegetatives Zellmaterial von Corynebacterium glutamicum wird zum Beimpfen des auf pH 7,0 eingestellten und sterilisierten Vorkulturmediums der Zusammensetzung (g r'):Saccharose:20,0m Maisquellwasser (40% Trockensubstanz): 45,0 verwendet. Die Kultivierung erfolgt in oOOml-Rundkolben mit 50ml Nährlösung bei 29°C auf einem Reziprokschüttler (f = 220min"1). Die Kultivierung erfolgt in 500ml-Rundkolben mit 50ml Nährlösung bei 290C auf einem Reziprokschüttler (f = 220 min"1). 10 ml dieser 24 Stunden alten Vorkultur dienen als Impfmaterial für 300 ml Nährlösung der zweiten Vo/kultur folgender Zusammensetzung (pro Liter): Saccharose: 25,0g, Maisquellwasser (40% Trockengewicht): 55,0g, Vitamin B1: 0,25mg, Biotin: 60pg. Die Kultivierung dieser zweiten Vorkultur erfolr t in 2,51-Flaschen bei 29°C auf einem Rundschwingtisch (f = 180min"'). Die Kulturlösung dieserzweiten Vorkultur dient zum Beimpfen von 31 Nährlösung folgender Zusammensetzung ineinemölLaborfermentor: .Corynebacterium glutamicum vegetative cell material is used to inoculate the pre-culture medium adjusted to pH 7.0 and sterilized to the composition (g r '): sucrose: 20.0m corn steep liquor (40% dry matter): 45.0. The cultivation takes place in oOOml round bottom flask with 50 ml of broth at 29 ° C on a reciprocating shaker (f = 220min "1). The cultivation takes place in 500ml round bottom flask with 50 ml of broth at 29 0 C on a reciprocating shaker (f = 220 min" 1) , 10 ml of this 24-hour old preculture serve as seed for 300 ml of second volume nutrient solution of the following composition (per liter): sucrose: 25.0 g, corn steep liquor (40% dry weight): 55.0 g, vitamin B 1 : 0.25 mg , Biotin: 60pg. The cultivation of this second preculture is carried out on 2.51 bottles at 29 ° C. on a rotary table (f = 180 min -1). The culture solution of this second preculture is used to inoculate 31 nutrient solution of the following composition in an oil laboratory fermentor:.
Die Acidität der Nährlösung wird vor der Sterilisation auf pH 6,8 eingestellt. Nach Beimpfung erfolgt erneut eine pH-Korrektur auf 6,8. Die Drehzahl des Rührers beträgt 800min"' und die Belüftungsrate 1801 · h"\ Mit fortschreitendem Wachstum des Mikroorganismus erreicht der pO2-wert nach 4,75 Stunden den Schwellenwert von 30% Sättigung, unterhalb dessen die pO2-abhängige Absenkung des pH-Wertes der Kulturlösung realisiert wird. Durch Zudosieren von 10%iger Schwefelsäure wird der bis zu diesem Zeitpunkt selbsttätig auf 7,2 angestiegene pH-Wert abgesenkt. Der Verlauf dieser pH-Absenkung und der nachfolgenden Anhebung durch Zudosieren von 20%iger Ammoniumhydroxidlösung in Abhängigkeit vom aktuellen pO2-Wert ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich:The acidity of the nutrient solution is adjusted to pH 6.8 before sterilization. After inoculation, the pH is corrected again to 6.8. The stirrer speed is 800 minutes and the aeration rate is 1801.h- 1. As the microorganism grows, the pO 2 value reaches the threshold of 30% saturation after 4.75 hours, below which the pO 2 -dependent lowering of the pH is Value of the culture solution is realized. By metering in 10% sulfuric acid, the pH, which has hitherto increased automatically to 7.2, is lowered. The course of this pH reduction and the subsequent increase by adding 20% ammonium hydroxide solution as a function of the current pO 2 value is shown in the following table:
pO2 pHPO 2 pH
lf: Fermentationszeitl f : fermentation time
ts: Zeit nach Beginn der Steuerung des pH-Wertests: time after starting the control of the pH
Im weiteren Verlauf der Fermentation wird die bisherige Steuerung des pH-Wertes der Kulturlösung durch eine Festpunktregelung bei pH 6,8 ersetzt. Zur 34. und 55. Stunde erfolgt je eine Zugabe von Saccharose von 100g als separat sterilisierte, konzentrierte Lösung. Nach Ablauf von 72 Stunden Fermentation werden in der Kulturlösung 66,2 g Lysin (als Lysin · HCI) pro Liter bestimmt.In the course of the fermentation, the previous control of the pH of the culture solution is replaced by a fixed point control at pH 6.8. At the 34th and 55th hour, an addition of sucrose of 100 g is carried out as a separately sterilized, concentrated solution. After 72 hours of fermentation, 66.2 g of lysine (as lysine · HCl) per liter are determined in the culture solution.
In einem Vergleichsversuch, in dem der pH-Wert der Kulturlösung nicht in Abhängigkeit vom aktuellen Sauerstoffpartialdruck durch Zugabo von Säure abgesenkt wurde, sondern durch Eigensäuerung der Kultur nach Erreichen eines Wertes von pH 5,5 dieser durch eine festeingestelltc Sollwertregelung gehalten wird und in dem in der Nährlösung aufgrund der maximalen festgelegten Sauerstoffübergangsrate 180g Sojamehlhydrolysat pro Liter bei sonst gleichen Versuchsbedingungen eingesetzt wurden, konnten nach Ablauf von 72 Stunden Fermentation 00,7 g Lysin (als Lysin · HCI) pro Liter bestimmt werden.In a comparative experiment in which the pH of the culture solution was not lowered as a function of the current oxygen partial pressure by addition of acid, but by self-acidification of the culture after reaching a value of pH 5.5 this is maintained by a fixed setpoint control and in which The nutrient solution was used for 180 g of soybean meal hydrolyzate per liter under otherwise identical experimental conditions, and after 72 hours of fermentation, it was possible to determine 00.7 g of lysine (as lysine · HCl) per liter.
Die Anzucht der ersten und zweiten Vorkultur erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben.The cultivation of the first and second preculture is carried out as described in Example 1.
Der Inhalt zweier Schüttelflrschen der zweiten Vorkultur wird vereinigt und dient zum Beimpfen von 101 Nährlösung, sterilisiert in an sich bekannter Weise, folgender Zusammensetzung:The content of two shake flasks of the second preculture is combined and used to inoculate 101 nutrient solution, sterilized in a conventional manner, the following composition:
Die Acidität der Kulturlösung wird nach Beimpfen auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt. Die Drehzahl des Rührers beträgt 640U · min"1, die Belüftungsrate 6001 · h~'. Nach Erreichen eines pO2-Wertes von 35% Sättigung vier Stunden nach Fermentationsbeginn erfoit die Absenkung des pH-Wertes durch Zudosierung von 12,5%igsr Schwefelsäure. Der Verlauf dieser Absenkung und der nachfolgenden Wiederanhebung des pH-Wertes durch Zudosierung von 25%iger Ammoniumhydroxidlösung ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich:The acidity of the culture solution is adjusted to a pH of 6.8 after inoculation. The speed of the stirrer is 640U · min "1, the aeration rate 6001 · h ~ '. After achieving a pO 2 value at 35% saturation erfoit four hours after the start of fermentation, the lowering of the pH by the addition of 12.5% sulfuric acid igsr The course of this reduction and the subsequent re-raising of the pH by addition of 25% ammonium hydroxide solution is shown in the following table:
Der weitern Verlauf der Fermentation erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben, außer daß zur 34. und 55. Stunde je 330g Saccharose als separat sterilisierte, konzentrierte Lösung zudosiert wird. Nach 72 Stunden Fermentation werden in der Kulturlösung 62,0g Lysin (als Lysin · HCI) pro Liter bestimmt.The further course of the fermentation is carried out as described in Example 1, except that at the 34th and 55th hour each 330g of sucrose is added as a separately sterilized, concentrated solution. After 72 hours of fermentation, 62.0 g lysine (as lysine · HCl) per liter are determined in the culture solution.
In einer Fermentation unter gleichen Versuchsbedingungen, in der der pH-Wert der Kulturlösung nicht in Abhängigkeit vom aktuellen pO2-Wert verändert wurde, sondern selbsttätig 9,5 Stunden nach Fermentationsbeginn auf pH 5,6 gesunken war und dort durch Sollwertregelung bh zum Wiederanheben auf pH 6,8 mit nachfolgender fester Sollwertregelung zur 22. Stunde gehalten worden war, wurde zui 5. Stunde bei Erreichen eines pO2-Wertes von 12,0% Sättigung die Drehzahl des Rührers auf 700U · min"1 erhöht. Zur 8. Stunde erfolgte eine weitere Erhöhung auf 900U · min"' und zur 22. Stunde eine Rückführung auf 640U min"1.In a fermentation under the same experimental conditions, in which the pH of the culture solution was not changed depending on the current pO 2 value, but automatically 9.5 hours after the start of fermentation had dropped to pH 5.6 and there by setpoint control bh for re-raising pH was maintained 6.8, followed by fixed setpoint control for 22 hours, the speed of the stirrer on 700U-min "1 was zui fifth hour at reaching a pO 2 value of 12.0% saturation increases. for 8 hours a further increase was made to 900 rpm and to the 22nd hour a return to 640 rpm " 1 .
Nach 72 Stunden Fermentation wurden pro Liter Kulturlösung 54,0g Lysin (als Lysin HCI) bestimmt.After 72 hours of fermentation, 54.0 g of lysine (as lysine HCl) were determined per liter of culture solution.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| DD30906987A DD290213A5 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF L-LYSINE ON FERMENTATIVE PATHS |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182261A1 (en) * | 2000-08-24 | 2002-02-27 | Ajinomoto Co., Ltd. | Method for producing basic amino acid |
| US7790422B2 (en) | 2004-10-07 | 2010-09-07 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing basic substance |
-
1987
- 1987-11-16 DD DD30906987A patent/DD290213A5/en not_active IP Right Cessation
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