За деякими амінокислотам майже завжди потрібно, для доведення їх концентрації в кормовому раціоні до оптимуму, додавання препаратів чистих амінокислот, отриманих промисловим способом. У світі щорічно виробляється не менше 300 тис. Т кормових препаратів незамінних амінокислот.
Можливо три способи промислового отримання незамінних амінокислот:
1. Гідроліз білків рослинного і мікробного походження;
2. Мікробіологічний синтез;
3. Хімічний синтез.
Більше 60% всіх вироблених промисловістю чистих препаратів амінокислот отримують шляхом мікробіологічного синтезу. На другому місці за обсягом виробництва знаходиться хімічний синтез. Основним недоліком хімічного синтезу є отримання суміші амінокислот, що складається з ізомерів, що відносяться як до D-, так і до L-ряду, тоді як біологічною активністю в організмі людини і тварин мають лише L-форми. D-форми амінокислот не перетравлюються ферментними системами цих організмів, а деякі з них токсичні для людини і тварин. Винятком в цьому відношенні є амінокислота метіонін, у якій біологічно активні як D-, так і L-форми, в зв'язку з чим дана амінокислота проводиться переважно методом хімічного синтезу.
Технологічно отримання амінокислот за рахунок гідролізу білків економічно менш вигідно. тому не отримало широкого поширення.
Шляхом мікробіологічного синтезу утворюються L-амінокислоти, які є продуктами життєдіяльності спеціально підібраних і відселекціонованих штамів мікроорганізмів, які здатні накопичувати в культуральної рідини до 150 г / л синтезується амінокислоти.
На основі культивування мікроорганізмів з метою отримання чистих препаратів амінокислот застосовуються промислові технології. включають одно- і двоступеневий синтез амінокислот. При одноступенчатом синтезі:
1.В промислових культиваторах вирощують ауксотрофності мутанти, які є сверхпродуцентов тих чи інших амінокислот;
2. Після завершення робочого циклу їх вирощування проводиться відділення культуральної рідини від клітин мікроорганізмів;
3. Згущення культуральної рідини;
4.Одержання з культуральної рідини товарного продукту з високою концентрацією синтезованої мікробами амінокислоти.
В процесі двоступеневого синтезу амінокислоти:
1. Спочатку отримують її попередника більш дешевим хімічним синтезом;
2. Потім за допомогою ферментів, що виробляються мікроорганізмами, проводиться перетворення попередника в амінокислоту, при цьому утворюється тільки L-форма.
Як джерело ферменту можуть бути використані або суспензія клітин мікроорганізмів, або отриманий після руйнування цих клітин ферментний розчин.
Мікробіологічний синтез лізину. Білки насіння зернових культур (пшениці, ячменю, кукурудзи та ін.) Не збалансовані за змістом незамінних амінокислот і перш за все лізину. Тому для задоволення потреб тваринництва вУкаіни, Японії, Франції, Іспанії, Югославії організовано великотоннажне виробництво цієї незамінної амінокислоти. В основу виробництва покладені технології з використанням одноступінчатого мікробіологічного синтезу, які включають промислове культивування ауксотрофності мутантів бактерій (мутантні штами мікроорганізмів, які не здатні до синтезу певних ферментів) з роду Corynebacterium, здатних до сверхсинтезу цієї амінокислоти. Зазвичай у диких штамів, з яких отримані ауксотрофності мутанти, надсинтезу лізину не спостерігається, так як у них діють механізми саморегуляції.
У клітинах бактерій амінокислота лізин синтезується з аспарагінової кислоти через ряд проміжних етапів. пов'язаних з утворенням напівальдегід аспарагінової кислоти і # 945;, є-діамінопарагіновой кислоти, що є безпосереднім попередником лізину. Напівальдегід аспарагінової кислоти також є попередником в синтезі амінокислот - треоніну, метіоніну і ізолейцину (рис. 12.4).
У відповідності зі схемою перетворення амінокислот для зняття регуляції синтезу лізину необхідно припинити утворення треоніну на стадії перетворення напівальдегід аспарагінової кислоти в гомосерін, катализируемого ферментом гомосеріндегідрогеназой. Останнє досягається за допомогою мутагенезу.
Досліди показують, що мутантні клітини, що не утворюють гомосеріндегідрогенази, при їх культивуванні на штучному живильному середовищі забезпечують високий вихід лізину. Дефіцитні амінокислоти, які не синтезуються мутантними клітинами (гомосерін, треонін, метіонін), вводяться до складу живильного середовища в такій кількості, щоб вони не були регуляторами синтезу лізину.
Мал. 12.4. Схема перетворення амінокислот