Разом з лізином розроблені промислові технології здобуття кормових і високоочищених препаратів іншої незамінної амінокислоти – триптофану. Для виробництва цієї амінокислоти застосовують як одноступінчатий синтез за допомогою бактерійних мутантів ауксотрофів з порушеною регуляцією синтезу амінокислот, так і двоступінчатий синтез, що включає спочатку здобуття попередника триптофану, а потім його ферментативне перетворення на кінцевий продукт – триптофан. У бактерій і багатьох інших організмів амінокислота триптофан утворюється з еритрозо-фосфату і фосфоенолпировіноградної кислот через ряд послідовних реакцій, що включають освіту шикимовою і хоризмовою кислот, а безпосереднім попередником триптофану в процесі його синтезу є антранілова кислота. Синтез триптофану аллостерическі інгібуеться кінцевими продуктами, які діють на ферменти, що каталізують початкові етапи перетворень, пов'язані з утворенням хоризмовой кислоти. Для зсуву метаболічних реакцій по шляху переважного утворення триптофану необхідно блокувати перетворення хоризмовой кислоти на префеновую( схема 2). Це досягається дією мутагенних чинників. У мутантів із зниженою активністю ферментів, що каталізують перетворення хоризмовой кислоти на префеновую, спостерігається підвищений синтез амінокислоти триптофану, проте для нормального розвитку цих мутантів в живильне середовище необхідно додавати дефіцитні амінокислоти – фенилаланіл і Тирозин – в кількостях, що не викликають регуляторне інгібівання ферментів синтезу триптофану. Для промислового здобуття триптофану розроблені технології на основі використання мутантів ауксотрофів бактерій Basccillus sibtilis з порушеним синтезом фенилаланина і Тирозину.
Схема 2 [2,c.11]
Всі технологічні організовані приблизно за такою ж схемою, як і здобуття лізину за допомогою мутантів коринебактерий. Ферментація триває 48 годин при 37°С, концентрація триптофану в культуральній рідині досягає 10 г/л. Після відділення культуральної рідини від кліток бактерій вона упарюється і висушується при 110-120°С. Висушений продукт називають кормовим концентратом триптофану (ККТ). При здобутті висококонцентрованих препаратів триптофану культуральну рідину піддають додатковому очищенню. Спочатку її підкисляють соляною кислотою до рН 1,0 і потім центрифугування відділяють осад, що утворився. Далі цетрифугат, що містить триптофан, пропускають через іоно-обмені колонки з катіонітом, в результаті відбувається скріплення амінокислоти і, таким чином, відділення її від культуральної рідини. Після промивання колонок виробляють десорбцію триптофану 5%-ным розчином аміаку в суміші ізопропанола і води. Елюат направляють на вакуумний випаровувач, після чого кристалізують амінокислоту при 4 – 8?С. Виділену в кристалічному вигляді сіль триптофану промивають етанолом і висушують під вакуумом при 60?С. Висушений кристалічний препарат містить не менше 99% триптофану у вигляді його хлориду. Осад після відділення культуральної рідини, що містить клітки культури бактерій, також висушують і використовують як високобілкову кормову добавку, що містить, крім того, підвищену кількість триптофану. Синтез триптофану в нашій країні виробляється переважно за двоступінчатою схемою. Спочатку методом хімічного синтезу отримують попередник триптофану – антранілову кислоту, яку потім за участю ферментів мікробного походження перетворюють на триптофан. Біохімічне перетворення антранілової кислоти на триптофан проходить в три етапи. На першому етапі з антранілової кислоти за участю фосфорибозилфосфата утворюється аміноглікозид – антранілова кислота, яка в результаті внутрішньомолекулярного перегрупування і декарбоксилювання перетворюється на індол-глицерофосфат. На останньому етапі під дією ферменту триптофансинтетази з індол-глицерофосфата і амінокислоти серину утворюється триптофан. У зв'язку з тим, що як активна група у ферменту триптофансинтетази служить пиридоксальфосфат, від наявності в середовищі цього кофермента залежить швидкість перетворення антранілової кислоти в триптофан. Як джерело ферментів для вказаних реакцій використовуються дріжджі C. Utilis. Виробничий процес біохімічного перетворення антранілової кислоти в триптофан проводиться в дві стадії. На першій стадії виробляється нарощування біомаси дріжджів, ферментів, що є продуцентами. Живильне середовище для вирощування дріжджів готується з бурякової меляси, сечовини і мінеральних солей. Ферментація продовжується протягом 24 ч при 30?С. Далі у ферментер починають вводити спиртний 5%-ный розчин антранілової кислоти і 50%-ный розчин сечовини. Через 3 – 4 ч після додавання антранілової кислоти у ферментер додатково подається вуглецевий субстрат – меляса у вигляді 25%-ного розчину. На подальших етапах ферментації періодично виробляється подача антранілової кислоти і сечовини через кожних 6 ч і розчину меляси – через кожних 12 ч. Тривалість ферментації близько 120 ч, а з врахуванням часу нарощування біомаси дріжджів – 144 ч. Вміст триптофану в культуральній рідині складає 0,3 – 0,5 % або приблизно 6 г/л.