Способ определения концентрации l-лизина в процессе биокаталитического гидролиза лизинамида

 

Изобретение относится к контролю химических реакций и направлено на повышение точности определения концентрации L-лизина в процессе биокаталического гидролиза лизинамида. В ходе реакции стереоселективного гидролиза D, L -лизинамида с помощью биокатализатора образуется L -лизин, аммоний хлористый и остается негидролизованный D -лизинамид, при этом PH среды изменяется в щелочную сторону. В реакционную смесь добавляют титрат, в момент T<SB POS="POST">0</SB> PH смеси достигает заданного значения и далее поддерживается на этом уровне. В начале реакции (при T≤T<SB POS="POST">0</SB>) концентрация C<SB POS="POST">л</SB> L -лизина определяется по формуле C<SB POS="POST">л</SB>=C<SB POS="POST">а</SB><SP POS="POST">.</SP>К<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>, где C<SB POS="POST">A</SB> - концентрация ионов аммония

K<SB POS="POST">1</SB> - коэффициент пропорциональности. После стабилизации PH смеси (при T≥T<SB POS="POST">0</SB>) C<SB POS="POST">л</SB> определяется по количеству C израсходованного титрата C<SB POS="POST">л</SB> = (C - C<SB POS="POST">0</SB> + C<SB POS="POST">A0</SB> <SP POS="POST">.</SP> K<SB POS="POST">0</SB>) <SP POS="POST">.</SP> K<SB POS="POST">2</SB>, где C<SB POS="POST">0</SB> - количество израсходованного титрата в момент T<SB POS="POST">0</SB>

C<SB POS="POST">A0</SB> - концентрация ионов аммония в момент T<SB POS="POST">0</SB>

K<SB POS="POST">0</SB> - коэффициент пересчета координат

K<SB POS="POST">2</SB> - коэффициент пропорциональности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< ц 4 С 12 g 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

1 (21) 4279329/28-13 (22) 06.07.87 (46) 30.09,89. Бюл. Р 36 (71) Научно-производственное объединение "Фермент." и Каунасский политехнический институт им.А.Снечкуса (72) С.Р.Тумас, Р,-И.И.Дагис, С.В.Жвирблис, А.-А.F. Паулюконис, 6.-К.И.Станишкис и А.К,Вайткявичюс (53) 663.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1311260, кл. С 12 П 1/34, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

L-ЛИЗИНА В ПРОЦЕССЕ БИОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРОЛИЗА ЛИЗИНАМИДА (57) Изобретение относится к контролю химических реакций и направлено на повышение точности определения концентрации L-лизина в процессе биокаталитического гидролиза лизинамида.

В ходе реакции стереоселективного

Изобретение относится к контролю химических реакций, а именно к контроле процесса биокаталитического гидролиза лизинамида, и может быть использовано в технологии получения Lлизина химико-энзиматическим способом в химической и микробиологической промышленности, а также в научноисследовательских работах.

Цель изобретейия - повышение точности определения концентраций L-лизина.

Способ определения концентрации

L-лизина основан на том, что в ходе реакции стереоселективного гидролиза

„„SU„„ 5» в

2 гидролиза D, L-лизинамида с помощью биокатализатора образуется L-лизин, аммоний хлористый и остается негидро лизованный D-лизинамид, при этом рН среды изменяется в целочную сторону.

В реакционную смесь добавляют титрат, в момент t, рН смеси достигает заданного значения и далее поддерживается на этом уровне, В начале реакции (при (t,) концентрация С„ 1.-лизина определяется по формуле С „ = С К, где С вЂ” концентрация ионов аммония;

К „ - коэффициент пропорциональности.

После стабилизации рН смеси (при t 7 с ) С„ определяется по количеству

С израсходованного титрата С „ = (С

- С, + С;К) К, где С, - количество израсходованного титрата в момент

t ; С, - концентрация ионов аммония в момент t ; К - коэффициент пересчета координат; К вЂ” коэффициент пропорциональности. 1 ил.

1.-лизинамида с помощью биокатализатора образуется L-лизин, аммоний хлористый и остается негидролизованный

D-лизинамид Так как аминогруппы лизинамида и лизина имеют разные константы ионизации, в ходе реакции рН среды изменяется в ц1елочную сторону, Это дает возможность следить за ходом реакции путем рН-статического титрования. Количество кислоты, израсходованное для поддержания рН среды, прямо пропорционально количеству образовавшегося продукта. Однако рНстатическое титрование дает большие погрешности в начальной фазе реакции, 1275

4 где С - концентрация T.-лизина;

Са - концентрация ионов аммония до момента стабилизации рН смеси;

- количество израсходованного титранта;

С, - количество израсходованного титранта в момент te, Са - концентрация ионов аммония в момент t

К - коэффициент пересчета координат;

К 1 и К - коэффициенты пропорциональности

t - время, когда рН смеси достигло заданного значения.

На чертеже изображена блок-схема установки, с помощью которой реализуется изобретение.!

В биореактор 1 помещен датчик 2 для измерения рН среды, который подключен к вторичному прибору 3, выход последнего подключен к блоку 4 автоматического титрования и блоку 5 сравнения, к которому подключен блок

6 задатчиков. Блок 5 сравнения подключен к блоку 7 реле управления. Выход блока 4 автоматического титрования подключен к автоматической бюретке 8, которая управляет подачей тит55 з 151 потому что при внесении биокатализатора в реакционную среду меняется начальное значение рН среды. Количество образовавшихся ионов аммония можно контролировать с помощью аммоний-селективного электрода (АСЭ).

Выходной сигнал АСЭ прямо пропорционален логарифму концентрации ионов аммония. Это ведет к экспоненциальному увеличению ошибки определения концентрации в конце реакции и делает невозможным точное фиксирование конца процесса.

Для повышения точности определения концентрации T.-лизина предлагается в начальной стадии процесса гидролиэа лизинамида концентрацию T.-лизина определять пропорционально концентрации ионов аммония, а с момента стабилизации рН - по количеству израсходованного титранта.

Таким образом

С приС((t,;

С = л (С-С„+Са, К()) К при t to 9 ранта из резервуара 9 в реактор 1.

Выход автоматической бюретки 8 через блок 5 сравнения и блок 10 умножения подключен к блоку 11 пересчета, который через блок 12 суммирования подключен к записывающему устройству 13.

В биореактор 1 также помещен АСЭ

14 для измерения концентрации ионов аммония и подключен к вторичному прибору 15, сигнал от которого через блок 16 умножения и блок 7 реле управления подключен к блоку 11 nåðåсчета и блоку 12 суммирования.

Установка работает следующим образом.

В биореакторе 1 начинается реакция гидролиэа D,T.-лизинамида при помощи биокатализатора. Пока рН реакционной смеси не достигло заданного значения рН-статического титрования, концентрация 1.-лизина определяется по концентрации ионов аммония. Для этого сигнал от вторичного прибора

15, к которому подключен АСЭ 14 через блок 16 умножения, через соединенные контакты блока 7 реле управления поступает в блок 12 суммирования, а оттуда подается в записывающее устройство 13.

Одновременно сигнал с вторичного прибора 3, к которому подключен датчик 2 измерения рН, поступает в блок

4 автоматического титрования и вблок 5 сравнения. Сигнал с блока 4 автоматического титрования поступает в автоматическую бюретку 8, которая управляет подачей титранта из резервуара 9 и стабилизирует рН среды.

Сигнал из автоматической беретки 8 через блок 5 сравнения и блок 10 умножения поступает в блок 11 пересчета. Сигнал, поступающий из вторичног.o прибора 3 в блок 5 сравнения, сравнивается с заданным сигналом блоком 6 задатчиков. Когда разница в сигналах становится меньше определенного значения, блок 5 сравнения подает сигнал блоку 7 реле управления, который переключает сигнал блока 16 умножения от блока 12 суммирования к блоку 11 пересчета.

В блоке 11 пересчета подсчитыва" ется коэффициент пересчета координат

К для правильного совмещения сигналов, поступающих от вторичного прибора 15 и автоматической беретки 8, так как выходной сигнал вторичного

75 что, с .целью порлшения точности, измеряют концентрацию ионов аммония. а концентрацию 1.-лизина определяют по формуле

Са Кт

С = л (С-С +С .С, К ) К при t при t (t,; где С„

С,„

1 2

Формула изобретения

Кю

Составитель Н.Алкеев

Редактор И.Петрова Техред Н.верес Корректор Л.Патай

Заказ 5863/28 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113 035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина„101

5 15 12 прибора 15 пропорционален логарифму концентрации ионов аммония.

Полученный сигнал из блока пересчета 11 поступает в блок 12 суммирования, прикладывается к сигналу, полученному от блока 16 умножения, и поступает в записывающее устройство 13.

Помимо повышения точности опреде- 10 пения концентрации L-лизина данный способ автоматически регистрирует изменение концентрации L — ëèçèíà в ходе реакции, что позволяет в дальнейшем реализовать автоматическое управление технологическим процессом, Способ определения концентрации 20

L-лизина в процессе Ьиокаталитического гидролиза лизинамида, включающий рН-статирование реакционной смеси и измерение количества титранта, израсходованного на стабилизацию рН 25 смеси, отличающийся тем, концентрация 1.-лизина; концентрация ионов аммония до момента стабилизации рН; коэффициенты пропорциональности количество израсходова - ного титранта; количество израсходованного титранта в момент t ; концентрация ионов аммония в момент с коэффициент пересчета коор= динат; время, когда рН смеси достигло заданного значения; время от начала реакции,