PRODUÇÃO DE
AMINOÁCIDOS
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Apresentação do Power Point sobre aminoácidos, com informações básicas para a área de enzimologia e alimentos
Tipologia: Notas de estudo
2011
1 / 22
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PRODUÇÃO DE
AMINOÁCIDOS
Uso de microrganismos a milhares de anos para a
produção de produtos fermentados
Tecnologia do DNA recombinante e da engenharia
genética
Aminoácidos: unidades fundamentais das proteínas
O organismo humano é incapaz de sintetizar
metade dos 20 aminoácidos essenciais, e esses
aminoácidos devem, portanto, ser introduzidos na
dieta através da alimentação
A produção de aminoácidos vem sendo
desenvolvida desde o final da década de 1950
Atualmente, mais de 2 milhões de toneladas de
aminoácidos são produzidas por ano, movimentando
um mercado de aproximadamente US$ 3 bilhões
Os aminoácidos apresentam um largo espectro
de uso comercial:
Aditivos alimentares
Agentes terapeuticos
Precursores para sintese de peptideos
Agroquimicos
Enriquecimento de ração animal
66% utilizados na indústria de alimentos; 31%
aditivos de ração; 4% medicina e cosméticos
Microrganismos empregados na produção de aminoácidos:
Escherichia coli
Espécies dos gêneros Brevibacterium
Corynebacterium
Microbacterium
Arthrobacterium
Produção de cepas de microrganismos de alto rendimento:
Tecnologia do DNA recombinante
Tradicionais técnicas de seleção
Mutagênese
Métodos: batelada, batelada alimentada, batelada
alimentada repetida, ou contínuo
Fontes de carbono, como glicose, frutose, melaço,
hidrolisados de amido, n-alcanos, etanol, glicerol, acetato,
propionato
1 – Preparo do inócuo
2 – Processamento (fermentação)
3 – Separação da biomassa
Centrifugação
Decantação
Filtração
4 – Purificação do produto
Cromatografia
Concentração
Cristalização
FATORES QUE INFLUENCIAM NO
RENDIMENTO E NA PRODUTIVIDADE DO
PROCESSO:
- Preparo do inócuo
- Concentração de oxigênio dissolvido e
coeficiente volumétrico de transferência
de oxigênio (KLa)
- Temperatura
A produção e a secreção de quantidades em
excesso de ácido glutâmico dependem da
permeabilidade da célula
PERMEABILIDADE DA CÉLULA:
DEFICIÊNCIA DE BIOTINA NO MEIO DE FERMENTAÇÃO:
Concentrações de 5 μg de biotina = Fosfolipídios na
parede celular =
Incapacidade de excretar ác. Glutâmico
A concentração ótima de biotina dependente da fonte de
carbono usada
Sintetizada pela via do ácido diaminopimélico (DAP)
ou pela via do ácido aminoadípico, entretanto o
microrganismo somente utiliza uma das alternativas
Enzimas que convertem aspartato em lisina:
aspartato quinase e dihidrodipicolinato sintase
Principal fonte de carbono utilizada: melaço da
cana; acetato, etanol ou alcanos também podem ser
usados
Fatores de crescimento como L-homoserina ou L-
treonina e L-metionina devem ser adicionados ao
meio
O conteúdo de biotina no meio deve ser abaixo de
30μg/L para uma ótima produção de lisina
Muito utilizado como aditivo alimentar, especialmente na dieta
de porcos e aves domésticas
2002: 30.000 toneladas com crescimento anual de 15%
Princippais produtores: Ajinomoto, ADM e Degussa
via biossintética é complexa e interconectada a outras vias de
biossíntese de outros aminoácidos
Em bactérias, a partir do aspartato ocorre a formação de
homoserina, o precursor da treonina
A produção comercial de treonina depende da fermentação
bacteriana a partir de fontes de carbono e nitrogênio de baixo
custo
Microrganismos utilizados: E. coli e cepas de C. glutamicum
geneticamente modificadas pela amplificação dos genes
responsáveis pela biossíntese de treonina
Enzimas regulátorias envolvidas no processo: aspartato
quinase, homosserina desidrogenase , homosserina quinase,
aspartato-semialdeídodesidrogenase e treonina sintase
Empregada na formulação de produtos dietéticos
Produção de cerca de 13.000 toneladas por ano, o
que movimenta um mercado de aproximadamente
US$ 43 milhões
Membro da família de aminoácidos derivados de
aspartato
Microrganismos utilizados: Corinebacterium spp
A biossíntese de isoleucina ocorre a partir de cinco
reações catalisadas pelas enzimas treonina
desidratase, acetohidroxi sintase, isômero
redutase, dihidroxi desidratase e transaminase B