Использование иммобилизованных ферментов
Из всех рассмотренных нами процессов с использованием иммобилизованных ферментов только (точнее, уже) семь внедрены в крупномасштабное производство. Напомним их: 1) получение глюкозо-фруктозного сиропа с использованием глюкозоизомеразы; 2) разделений рацематов аминокислот с помощью аминоацилазы; 3) синтез L-аспарагиновой кислоты с использованием клеток, содержащих аспартазу; 4) синтез L-яблочнои кислоты с использованием клеток, содержащих фума-4разу; 5) получение 6-АПК и 7-АДЦК с помощью пенициллинамидазы; 6) получение безлактозного молока с помощью лактазы и 7) гидролиз лактозы в молочной сыворотке также с помощью лактазы.
Факторы, способствующие либо мешающие внедрению биотехнологического процесса, особенно ярки при сопоставлении процессов получения глюкозо-фруктозного сиропа и глюкозы гидролизом олигосахаридов, полученных из крахмала под действием глюкоамилазы (см. главу «Превращения углеводов»). Первый из них – самый крупнотоннажный процесс в области инженерной энзимологии с объемом производства свыше 2 млн. т в год. Второй – давно находится на стадии создания пилотных установок, но так и не смог пока выйти на уровень промышленного производства. Это вызвано следующими причинами. Во-первых, глюкозо-фруктозный сироп, а также чистая фруктоза – новый продукт, никогда не производившийся до разработки биотехнологического процесса. Поэтому у него не было конкурентов со стороны уже существующих процессов. Это не удивительно, так как одностадийное превращение глюкозы во фруктозу неферментативным путем невозможно. Глюкозу же, напротив, давно производят в больших количествах, ее промышленная технология хорошо отработана. Во-вторых, хотя глюкозоизомераза более дорогой фермент, чем глюкоамилаза, она обладает важным преимуществом – высокой термостабильностью. Так, при 60- 70° С (температура, необходимая для предотвращения микробного заражения реактора) глюкозоизомераза теряет половину начальной активности за 50 дней, а глюкоамилаза – за 3-5 дней. В-третьих, конверсия близка к 100% от теоретической в случае глюкозоизомеразы, но составляет только 90-95% для глюкоамилазы.