AMNO ASTLER Baz amino asitler ar retim yapan
AMİNO ASİTLER
Bazı amino asitler, aşırı üretim yapan suşlar kullanılarak direkt olarak fermantasyon prosesleri aracılığıyla veya mikrobiyal biotransformasyon yoluyla ticari boyutlarda üretilmektedir. Bu amino asitler çoğunlukla gıda , hayvan yemi katkısı ve tatlandırıcı olarak kullanılırlar. Bununla birlikte, birçok amino asit de ilaç, kozmetik ve kimya endüstrisinde polimer üretimi için kullanılmaktadır.
L -Glutamik Asit Amino asit üretim proseslerinin içerisinde, miktar bakımından muhtemelen en önemlisi L-glutamik asittir. Bu amino asidin başlıca kullanım alanı lezzet artırıcı olan monosodyum L-glutamat (MSG) üretimidir. Bu bileşik kendi lezzetini katmadan gıdaların lezzetini çoğaltarak yoğunlaştırmaktır. MSG doğal olarak bazı gıdalarda bulunur ve Uzak Doğu yemeklerinde geleneksel lezzet artırıcı olarak kullanılan deniz yosunu stoklarının etken bileşeni olduğu keşfedilmiştir. Bu bileşik ilk olarak, 1908 yılında, Laminaria japonica isimli deniz yosunundan izole edilmiştir. Bulunuşunun hemen ardından Japonya’da soya proteininden ve buğday glüteninden ticari üretimi başlamıştır.
1960’ların başından itibaren, bitkisel kaynaklar kullanılarak yapılan klasik üretim yöntemlerinin yerini, yılda 400 000 tondan fazla üretim yapabilen fermantasyon prosesleri almıştır. MSG’nin doğu yemeklerinde çok fazla kullanılmasının dışında, değişik gıda ürünlerine, özellikle çorbalara, et suyuna, soslara ve atıştırmalık gıdalara eklenmektedir. Glutamik asit üreten mikroorganizmalar, Arthrobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Microbacterium ve Micrococcus cinslerine yakın türleri içerir. Bunlar, gram-pozitif, biotin gerektiren, hareketsiz ve yoğun olarak glutamat dehidrogenaz aktivitesi olan bakterilerdir.
Amino asitlerin yüksek miktarda üretimini sağlamak için stratejiler; 1 - Anabolik enzimlerin aktivitesini artırmak 2 - Geri besleme kontrol mekanizmalarını gidermek için regülasyonun manipülasyonu 3 - İstenmeyen yan ürün üretim metabolik yollarını engelleme 4 - Hedeflenen ürünün degredasyonuna sebep olan metabolik yolları engelleme.
L-GLUTAMİK ASİDİN ENDÜSTRİYEL ÜRETİMİ Fermentasyon ortamı genellikle magnezyum, manganez, fosfat, potasyum ve az seviyede biotin sağlayan inorganik tuzları içermektedir. Corynebacteria grubu, besinleri konusunda seçicidirler ve diğer vitaminlere, amino asitlere, pürin ve pirimidinlere de ihtiyaçları olabilmektedir. Tercih edilen karbon kaynakları, glukoz ve sakkaroz gibi karbonhidratlardır. L-Glutamat üretiminin inhibisyonunu önlemek için, azot kaynakları ortama yavaşça verilir. Ortam p. H’sı alkali ilavesi ile 7 -8 aralığında tutulur. L-glutamik asit birikimi, fermentasyonun yarısı tamamlanana kadar belirgin hale gelmemektedir.
Ürünün geri kazanımı, hücrelerin ortamdan ayrıştırılmasını içerir. Sonrasında, hidroklorik asit kullanılarak izoelektrik nokta olan 3. 2 ye kadar ortamın p. H’sı azaltılarak, L-glutamik asit kristalize edilir. Bundan sonra, L-glutamik kristalleri filtre edilir ve yıkanır. Kristal haldeki L-glutamik asite sodyum hidroksit solüsyonu eklenir ve ardından yeniden kristalleşmesi sağlanarak MSG elde edilir.
L-LİSİN L-lisin insanlar ve diğer memeliler tarafından sentezlenememektedir. Bu esansiyel amino asidin , besinler yoluyla alınması gerekmektedir. Ancak birçok hububat ve sebze lisin yönünden nispeten zayıftır. Bu sebeple, söz konusu kaynaklardan üretilen gıda ürünleri ve hayvan yemleri genellikle bu amino asitle takviye edilmektedir. Günümüzde, bu koşulları yerine getirebilmek için dünyada yıllık L-lisin üretiminin 380 000 tondan fazla olması gerekmektedir. Bu lisin miktarının 90 000 tondan fazlası, şu anda direkt mikrobiyal fermentasyon yoluyla ve biyotransformasyon metotlarıyla üretilmektedir. Geri kalan kısmın üretimi ise kimyasal sentez ile gerçekleştirilmektedir. Fakat, bu yolun en önemli dezavantajı D ve L izomerlerinin karışım halinde üretilmesidir ama insan vücudu sadece L-lisini kullanabilmektedir.
L-Lisinin Endüstriyel Üretimi Yabanıl tip C. glutamicum’daki, L-lisin üretiminin metabolik yolun ilk önemli adımı, aspartatın aspartil fosfata dönüşmesidir. Bu basamak aspartokinaz tarafından katalize edilir ve bu kollara ayrılmış yol, iki son ürünün(lisin ve treonin)geri beslemeli inhibisyonu ile denetlenir. Homoserin dehidrogenaz aktivitesi de treonin tarafından geri beslemeli inhibasyona maruz kalır ve metionin tarafından baskılanır. Buna rağmen, lisin birikimi dihidropikolinat sentezini inhibe etmez ve bu metabolik yolun dallanma noktasını takip eden ilk enzimler için alışılmadık bir olaydır. Çoğu ticari L-Lisin üretimi havalandırmalı karıştırmalı tank reaktörlerde kesikli proseslerle gerçekleştirilir. Şeker kamışı melası tercih edilmesine rağmen, genellikle soya fasülyesi hidrolizatı ile takviyelenmiş diğer karbonhidratlar, asetik asit veya etanol de karbon kaynağı olarak kullanılabilmektedir.
AMİNO ASİTLERİN ÜRETİMİ İÇİN ALTERNATİF BİYODÖNÜŞÜM METODLARI L-Amino asit üretimi, aynı zaman da, rasemik öncülerin enansiyoseçici hidrolizi ile gerçekleştirilebilir. Örneğin, L-glutamik asit, kimyasal olarak sentezlenmiş D-L hidantoin 5 -propiyonik asitten elde edilebilir. Bu prosesde gerekli hidantoizanı %90’lık verimle üretilen Bacillus brevis kullanılır. L-lisin, siklohekzandan kimyasal olarak üretilmiş ucuz bir başlangıç materyali olan D-L-a- aminokaprolaktam reaksiyon kabına, Cryptococcus laurentii mayası ve Achromobacter obae bakterisi ile birlikte konsantrasyonu 100 g/L olacak şeklinde eklenir. Bu işlem substratın tam olarak L-lisine dönüşmesiyle sonuçlanır.
- Slides: 11