Направленный биосинтез лимонной кислоты при периодической и непрерывной ферментации гриба Aspergillus niger

• Автор: Авчиева, Пенкер Бабаевна
• Шифр специальности: 05.18.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 280 с. : ил.

МИНИСТЕРСТВО ЭКОНОМИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БИОСИНТЕЗА БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ (Г осНИИсинтезбелок)
НАПРАВЛЕННЫЙ БИОСИНТЕЗ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ И НЕПРЕРЫВНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ ГРИБА Aspergillus niger
Специальность 05Л8.18 «Технология биологически активных
веществ»
АВЧИЕВА Пенкер Бабаевна
УДК 57745.062:577
Диссертация
на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант
доктор технических наук, профессор Александр Юрьевич ВИНАРОВ
Москва
- г,
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Микробиологический синтез лимонной кислоты.
Сырье и продуценты. Селекция высокопродуктивных штаммов гриба А.ш§ег. Требования, предъявляемые к

1.2. Механизм и основы направленного микробиологического синтеза лимонной кислоты
1.3. Динамика биосинтеза лимонной кислоты грибом А.яифег и ассимиляция источника углерода и компонентов минерального питания
1.4. Основные технологические этапы получения лимонной кислоты
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 6~Ч
2.1. Продуценты лимонной кислоты и методы их культивирования
2.2. Селекция гриба А.гег
2.3. Получение конидий для поверхностной ферментации
2.4. Методы контроля роста и биосинтеза лимонной
КИСЛОТЫ, определения компонентов минерального у
питания в среде
Глава 3. СЕЛЕКЦИЯ ГРИБА А.МСЕК И ОТБОР
АКТИВНЫХ ПРОДУЦЕНТОВ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ
3.1. Получение мутантов А.шёег и селекция активных
продуцентов лимонной кислоты

3.2. Изучение способности биосинтеза лимонной кислоты грибом А.ш§ег Р-718 при поверхностном и глубинном способах ферментации
3.3. Влияние наполнителей конидий на физиологическую активность посевного материала
Глава 4. ПОДГОТОВКА МЕЛАССЫ К
ФЕРМЕНТАЦИИ
4.1. Влияние способа подготовки мелассы к ферментации на биосинтез лимонной кислоты
Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ НАПРАВЛЕННОГО БИОСИНТЕЗА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ ГРИБОМ АЗЧГСЕН ' Г6д
5.1. Влияние состава и физико-химических факторов среды на биосинтез лимонной кислоты при периодической ферментации гриба
5.1.1. Влияние компонентов минерального питания /&&- АЗ
5.1.2. Влияние начальной величины pH среды на биосинтез лимонной кислоты и морфологию гриба
5.2. Физико-биохимические закономерности биосинтеза и экскреции лимонной кислоты
5.2.1. Электронно-микроскопические исследования структуры клеток гриба в процессе ферментации
5.2.2. Влияние ПАВ на биохимическую активность гриба и экскрецию лимонной кислоты
Глава 6. ПОЛУЧЕНИЕ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ ПРИ
НЕПРЕРЫВНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ ГРИБА , „
А.Ыцег Р-718 М' т
6.1. Зависимость роста гриба и биосинтеза лимонной
кислоты от скорости разбавления среды

Однако в производственных условиях при ферментации A.niger на мелассных средах обычно используется хлорид аммония (NH4CI). Вероятно это связано с микрофлорой мелассы. Обычно в ней содержится большое количество бацилл и бактерий, которые при недостатке кислорода восстанавливают нитраты и нитриты. Последние очень токсичны и подавляют рост гриба и существенно снижают продуктивность биосинтеза лимонной кислоты. При биосинтезе лимонной кислоты из н-парафинов наряду с минеральными источниками азота в среду обычно вводят небольшие количества биотина, пептона или дрожжевого автолизата, наиболее эффективно совместное использование пептона и хлорида аммония //?//.
В некоторых случаях, как правило, при использовании мутантов дрожжей рода Candida наличие биотина в среде является обязательным. По результатам японских исследователей, оптимальные концентрации биотина и тиамина лежат в интервале 40-50 мг/г, дальнейшее увеличение их концентраций не влияет на выход лимонной кислоты /68, /361.
Независимо от минерального источника основным условием сверхсинтеза лимонной кислоты микроорганизмами является дефицит азота в культуральной среде. Исследования в этой области показывают, что содержание источника азота в среде должно находиться в пределах 0,1-0,2%. Избыток азота приводит к увеличению накопления биомассы и снижению выхода лимонной кислоты.
Ассимиляция источников углерода и азота обычно коррелирует с концентрацией фосфора в среде и наличие определенных концентраций фосфат-иона в среде необходимо как для роста микроорганизмов, так и для биосинтеза лимонной кислоты. Избыток фосфат-иона оказывает отрицательное влияние на биосинтез лимонной кислоты, что, вероятно, связано с его влиянием на определенные ферментные системы клетки. Существует мнение, что фосфат-ион ингибирует реакции фасфорилирования, а