Активаторы и ингибиторы биосинтеза

Причиной сверхсинтеза глюконовой кислоты является лимитирование роста A. niger недостатком источника азота в среде. Сходное действие оказывает дефицит фосфора. При культивировании гриба в условиях, когда значение pH среды близко к 7,0, и высокой концентрации молекулярного кислорода в клетках содержится большое количество глюкозооксидазы. Этот фермент является флавопротеином, содержащим флавинаденинуклеотид (ФАД) в качестве простетической группы.

Глюкозооксидаза осуществляет окислениеD-глюкопиранозы кислородом. Продуктами реакции являются перекись водорода иD-глюконо—лактон. Лактон далее подвергается гидролизу с образованием глюконовой кислоты. Суммарно две указанные реакции можно выразить уравнением.

Выход продукта

Способность продуцировать глюконовую кислоту при росте на средах с глюкозой — свойство, широко распространенное среди бактерий рода Aceiobacter и Pseudomonas. Первые способы получения глюконовой кислоты были основаны на использовании в качестве продуцентов уксуснокислых бактерий. Однако эти методы не нашли промышленного применения.

Способность некоторых плесневых грибов продуцировать глюконовую кислоту была обнаружена в 1922 г. независимо друг от друга Мольяром и Буткевичем. Первым детально исследованным продуцентом этой кислоты был Р. purpurogenum, который пытались использовать для получения свободной глюконовой кислоты методом поверхностного культивирования. Однако процесс ферментации был длительным, а выход кислоты низким, в связи с чем процесс не нашел практического применения.

Современное производство глюконовой кислоты основано на применении специально селекционированных штаммов A. Nigеr [1].

В Японии разработан метод непрерывного производства глюконата натрия. Выход продукта в этом случае превышает 95% от внесенной глюкозы, а скорость процесса на 50−70% выше, чем при периодическом культивировании того же продуцента.