酶法是利用微生物中L-色氨酸生物合成酶系的催化功能生产L-色氨酸的,能够利用化工合成的前体物为原料,既充分发挥了有机合成技术的优势,又具有产物浓度高、收率高、纯度高、副产物少、精制操作容易等优点,是一种成本较低的生产色氨酸的工业化生产方法。在L-色氨酸的生产中应用较为广泛。这些酶包括色氨酸酶、色氨酸合成酶、丝氨酸消旋酶等。根据提供这些酶的微生物种类数,可以分为双菌酶法和单菌酶法两种类型。
双菌酶法是利用两种菌分别提供酶促反应所需的色氨酸合成酶(TS)、丝氨酸消旋酶(SR),以吲哚和DL-丝氨酸为底物酶促转化L-色氨酸。这种方法可以将具有不同高活性的酶促转化色氨酸所需的酶结合在一起,实现菌种的优势互补,提高底物的转化率。Makiguchi等用大肠杆菌的色氨酸合成酶和恶臭假单胞菌的丝氨酸消旋酶,以吲哚和DL-丝氨酸为底物,在200L反应罐中反应24h,L-色氨酸产量可达到110g/L,对吲哚吸收率为(摩尔比,下同),对DL-丝氨酸收率为91%。单菌酶法是利用一种菌提供色氨酸合成所需的色氨酸酶、色氨酸合成酶、丝氨酸消旋酶等酶类酶促转化色氨酸。Won-giBang等对单酶菌法生产色氨酸进行了研究,利用大肠杆菌B10的高Ts活性转化吲哚和DL-丝氨酸,添加非离子表面活性Triton X-100,37℃反应60h,色氨酸产量可达至141.4g/L,对吲哚收率为93.2%,对DL-丝氨酸收率为93.6%.