Промышленный синтез аминокислот

В промышленных масштабах аминокислоты получают одним из нижеуказанных методов:

Метод химического синтеза

При прямом химическом синтезе получаются смеси D- и L-изомеров аминокислот, которые впоследствии необходимо разделить на оптические антиподы ферментативным способом. Необходимость дополнительной стадии делает такие процессы менее предпочтительными по сравнению с прямым ферментативным синтезом.

Поэтому химический синтез применяется, в основном, для производства метионина, так как в этом случае не требуется разделения энантиомеров (L- и D-изомеры метионина являются биологически-активными).

Энзиматический синтез

По данному способу процесс получения аминокислот заключается в синтезе предшественника аминокислоты и последующей его трансформации в целевую аминокислоту с использованием выделенных ферментов или микроорганизмов. 

Ферментативный синтез

Данный способ получения аминокислот основан на способности микроорганизмов синтезировать все L-аминокислоты, а в определенных условиях — обеспечивать их «сверхсинтез». Основное отличие микробиологической ферментации от энзиматической заключается в использовании не отдельных выделенных, а всех ферментов микроорганизмов.

Продуцентами аминокислот в биосинтезе наиболее часто служат бактерии, относящиеся к роду Corynebacterium, Brevibacterium, Escherishia. Субстратом при производстве аминокислот является углеводное сырье (меласса, гидролизаты крахмала и целлюлозы), этанол, уксусная или другие органические кислоты, а также углеводороды. В качестве источника азота используют соли аммония, нитраты, а также аминокислоты.

У микробиологического синтеза есть свои преимущест­ва и свои недостатки. С одной стороны, в нем мало стадий и требуется от­носительно простая и универсальная аппаратура. С другой стороны, живые организмы, с которыми приходится работать, очень чувствительны к ма­лейшему изменению условий, а концентрация целевого продукта получа­ется низкой, что ведет к увеличению размеров аппаратуры.

Основные методы промышленного синтеза и продуцируемые количества основных аминокислот (по состоянию на 2003 год, годовой прирост производства 2-5%) приведены в таблице: