Eleganter ist die D-Aminosäuresynthese über substituierte Hydantoine. Hydantoine lassen sich großtechnisch nach der Bucherer-Bergs-Reaktion (auch Bucherer-Bergs-Hydantoinsynthese genannt) aus Aldehyden, Kaliumcyanid und Ammoniumcarbonat produzieren. Über die Wahl des eingesetzten Aldehyds wird die entstehende Aminosäure bestimmt. Das so produzierte Hydantoin kann im sogenannten Hydantoinase-Verfahren zur D-Aminosäure weiter umgesetzt werden. Dieses Multi-Enzymverfahren wurde von der Degussa (heute Evonik Degussa) entwickelt und besteht aus drei Reaktionsschritten. Zunächst wird das racemische Hydantoin-Derivat unter dem katalytischen Einfluss einer D-Hydantoinase zur N-Carbamoyl-D-Aminosäure hydrolysiert. Im zweiten Schritt wird die N-Carbamoyl-D-Aminosäure mit Hilfe einer D-Carbamoylase zur enantiomerenreinen Aminosäure weiter hydrolysiert. Im dritten Schritt wird das bei der Synthese nicht umgesetzte Enantiomer des Hydantoin-Derivates chemisch oder enzymatisch racemisiert. Die chemische Racemisierung erfolgt bei pH-Werten >8 und kann durch den Zusatz einer Racemase deutlich beschleunigt werden. Im Vergleich zu anderen Verfahren werden beim Hydantoinase-Verfahren ausgehend vom Racemat enantiomerenreine Aminosäuren mit theoretischen Ausbeuten von bis zu 100 % produziert.