БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

Розділ 19.БІОТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ L-АМІНОКИСЛОТ

19.6.БІОТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ L-АСПАРАГІНОВОЇ КИСЛОТИ

Аспарагінова кислота не належить до числа незамінних, але виробляється у світі у великих кількостях. Вона використовується у харчовій промисловості разом з амінокислотою гліцином і надає кондитерським виробам і напоям різні відтінки кислого і солодкого смаку.

Аспарагінову кислоту одержують за допомогою внутрішньоклітинного ферменту мікробного походження аспартази, який синтезується E. coli. Вихідними речовинами для ферментативного синтезу використовуються фумарова кислота і аміак - крупнотоннажні продукти органічного і неорганічного синтезу.

Цей процес одностадійний. В присутності ферменту молекула аміаку приєднується до фумарової кислоти з утворенням оптично активної L-аспарагінової кислоти.

У цьому процесі вперше в технологічній практиці були використані іммобілізовані клітини в природній мікробній оболонці. Цей процес розроблено японською фірмою «Танабе Сейяку» в 1973 р.

Спочатку японські технологи спробували використовувати як каталізатор мікробну масу, що складалась із живих клітин мікроорганізмів, які містять аспартазу. Однак період напівінактивації ферменту в цих умовах складав всього 10 днів і був непридатним для технології. Після виділення аспартази з клітин та іммобілізації в гелі час напівінактивації збільшився до 30 днів. Але як внутрішньоклітинний фермент аспартаза і в іммобілізованому стані є малостабільною. Позитивних результатів досягли після того, як іммобілізували цілі клітини E.coli в поліакріламідному гелі. Період їх напівінактивації при температурі 37 ^оС за звичайних умов становить 120 діб.

Стабільність аспартази в складі E.coli, іммобілізованих у каррагінановому гелі, збільшується до 600 діб. Для іммобілізації клітин E.coli 40 л фізіологічного саліну змішують з 10 кг вологої клітинної маси, додаючи при цьому 7,5 кг акриламіду, 0,4 кг метиленбісакриламіду, 5 л 5 %-ного диметиламінопропіонітрилу і 5 л 2,5 %-ного персульфату калію. Через 10-15 хв при температурі 40 ^оС з гелю формують 2-3-міліметрові кубики, наповнюють ними колонку і пропускають через неї розчин фумарату амонію.

Вихід L-аспарагінової кислоти становить 95 % теоретичного. Процес безперервний і повністю автоматизований. Вартість L-аспарагінової кислоти, видобутої із застосуванням іммобілізованих клітин, на 40 % нижча, ніж при традиційному методі.