Промышленный процесс
Промышленный процесс выглядит следующим образом. Исходными веществами служат модифицированные по аминогруппе D, L-аминокислоты (так принято обозначать рацемическую смесь), полученные в процессе химического синтеза. На эту смесь воздействуют иммобилизованной аминоацилазой. Фермент гидролизует амидную связь только у L-изомера. В результате образуется свободная L-аминокислота, обладающая более высокой растворимостью, чем ацильное производное. Образовавшуюся смесь свободной L-аминокислоты и ацилированной D-аминокислоты разделяют простыми физическими методами, пользуясь их различной растворимостью. Оставшийся после разделения D-изомер обычно при повышенной температуре рацемизируют, т. е. превращают в исходную D, L-смесь и снова пускают в реакцию с ацилазой. В итоге добиваются высокой концентрации L-аминокислоты. Фермент аминоацилаза мало чувствителен к типу аминокислоты, и поэтому одна установка с иммобилизованным ферментом может использоваться для получения самых разнообразных L-аминокислот.
Иммобилизацию аминоацилазы проводят адсорбцией на специально подобранном полимерном носителе. Когда ее активность падает, в реактор добавляют свежую порцию фермента (1 раз в несколько месяцев), которая тут же адсорбируется на носителе.
Теперь рассмотрим ферментативные методы получения отдельных аминокислот. Промышленность в больших количествах производит L-аспарагиновую кислоту, которую широко применяют в пищевом производстве как вкусовую добавку. Для синтеза этой аминокислоты, разработан одностадийный ферментативный процесс, основанный на реакции присоединения аммиака к двойной связи фумаровой кислоты:
В качестве основного продукта с выходом, близким к 100%, получают L-аспарагиновую кислоту. Катализаторами служат иммобилизованные в геле клетки. Отметим, что при ферментативном синтезе в отличие от химического энантиоселективность катализатора позволяет прямо в ходе синтеза продукта получать один нужный изомер вместо рацемата.