Първични метаболити
Редица клетъчни метаболити представляват интерес като целеви ферментационни продукти. Те се делят на първични и вторични.
Първични метаболитиНеобходими ли са съединения с ниско молекулно тегло (молекулно тегло под 1500 далтона) за растежа на микроорганизмите. Някои от тях са градивните елементи на макромолекулите, докато други участват в синтеза на коензими. Сред най-важните метаболити за индустрията са аминокиселини, органични киселини, нуклеотиди, витамини и др.
Биосинтезата на първичните метаболити се осъществява от различни биологични агенти - микроорганизми, растителни и животински клетки. В този случай се използват не само естествени организми, но и специално получени мутанти. За да се осигурят високи концентрации на продукта на етапа на ферментация, е необходимо да се създадат производители, които се противопоставят на механизмите на регулиране, генетично характерни за техните естествени видове. Например е необходимо да се елиминира натрупването на крайния продукт, който потиска или инхибира важен ензим за получаване на целевото вещество.
Производство на аминокиселини.
В процеса на ферментация, осъществяван от ауксотрофи (микроорганизми, които се нуждаят от растежни фактори за възпроизвеждане), те произвеждат много аминокиселини и нуклеотиди. Микроорганизмите, принадлежащи към родовете Brevibacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Arthrobacter са често срещани обекти за избор на производители на аминокиселини.
От 20-те аминокиселини, които съставляват протеините, осем не могат да бъдат синтезирани в човешкото тяло (незаменими). Тези аминокиселини трябва да се поглъщат с храната. Сред тях метионинът и лизинът са от особено значение. Метионинът се получава чрез химичен синтез, а повече от 80% от лизина се получава чрез биосинтеза. Микробиологичният синтез на аминокиселини е обещаващ, тъй като в резултат на този процес се получават биологично активни изомери (L-аминокиселини), а по време на химичния синтез и двата изомера се получават в равни количества. Тъй като са трудни за разделяне, половината от производството е биологично безполезно.