I. Giới thiệu về L lysine và Corynebacterium glutamicum
L-lysine là một trong chín amino acid thiết yếu mà cơ thể không thể tự tổng hợp, do đó cần phải bổ sung từ nguồn thực phẩm. L-lysine được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm và dược phẩm, đặc biệt là trong thức ăn gia súc và gia cầm. Vi sinh vật Corynebacterium glutamicum là một trong những chủng vi khuẩn chính được sử dụng để sản xuất L-lysine thông qua quá trình lên men. Phương pháp lên men vi sinh vật có nhiều ưu điểm như kiểm soát quy trình sản xuất và hiệu suất thu hồi cao hơn so với các phương pháp hóa học. Nhu cầu sử dụng L-lysine trong ngành chăn nuôi và thực phẩm tại Việt Nam ngày càng tăng, tuy nhiên, phần lớn sản phẩm vẫn phải nhập khẩu. Do đó, nghiên cứu về quy trình sản xuất L-lysine từ Corynebacterium glutamicum là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu trong nước.
II. Phương pháp lên men và điều kiện tối ưu
Nghiên cứu đã khảo sát các phương pháp lên men để thu nhận L-lysine từ Corynebacterium glutamicum. Các điều kiện tối ưu cho quá trình cố định tế bào trên chất mang Alginate được xác định là nồng độ Alginate 3%, CaCl2 2%, và tỷ lệ giống vi sinh vật với Alginate là 1:4. Hiệu suất cố định đạt 94,6%, cho thấy khả năng sử dụng chế phẩm cố định trong quá trình lên men là rất hiệu quả. Quá trình lên men fed-batch liên tục được thực hiện với tốc độ bổ sung môi trường là 40ml/h sau 12 giờ lên men. Kết quả cho thấy sản lượng L-lysine đạt được là 33,55 g/l với tế bào tự do và 28,55 g/l với chế phẩm cố định. Điều này chứng tỏ rằng việc sử dụng chế phẩm cố định không chỉ giúp tăng hiệu suất mà còn có thể tái sử dụng nhiều lần trong quá trình lên men.
III. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lên men
Quá trình lên men để thu nhận L-lysine từ Corynebacterium glutamicum chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nồng độ dinh dưỡng, pH, và nhiệt độ. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ Alginate và CaCl2 có ảnh hưởng lớn đến khả năng cố định tế bào. Việc tối ưu hóa các điều kiện này không chỉ giúp tăng hiệu suất thu hồi L-lysine mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Các yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ và pH cũng cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo vi sinh vật hoạt động hiệu quả nhất. Sự điều chỉnh các yếu tố này có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sản lượng L-lysine, từ đó nâng cao giá trị kinh tế của quy trình sản xuất.
IV. Ứng dụng và triển vọng của L lysine
L-lysine có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm, dược phẩm và chăn nuôi. Trong thực phẩm, L-lysine được sử dụng như một chất bổ sung dinh dưỡng, giúp cải thiện chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Trong ngành chăn nuôi, L-lysine đóng vai trò quan trọng trong việc tăng trưởng và phát triển của động vật. Nhu cầu về L-lysine trong thực phẩm chức năng và bổ sung dinh dưỡng đang gia tăng, tạo ra cơ hội lớn cho các nhà sản xuất trong nước. Việc phát triển quy trình sản xuất L-lysine từ Corynebacterium glutamicum không chỉ giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp thực phẩm và chăn nuôi tại Việt Nam.
