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Aminoacidos y polimeros
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Aminoacidos y polimeros

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  • 1. Producción de aminoácidos y biopolímerosSaavedra Ortiz Jhony Alexander
  • 2. •Producción de AA por procesos biotecnológicos aporta a laInd. Alimentos.•Se describen bien los procesos enzimáticos y fermentativos .•Japón (SXX) descubrimiento de las propiedades del acidoglutamínico.•1957 se descubrió que corynebacterium glutámicumproducida Ac. L-glutamínico.•Sudeste Asiático (Japón, Corea, Taiwán) mayoresproductores.
  • 3. DESARROLLOS DE LA BIOTECNOLOGIA Aislamiento y construcción (Ing. Genética) de capas hiperproductoras. Procesos combinados de Síntesis química, enzimática y microbiana. Mejoramiento de los procesos de fermentación.
  • 4. PRINCIPALES USOS: Ind. Alimentos: potenciadores de sabor, aditivos en alimentos (animal y humanos) Ind. Farmacéutica: Sueros y soluciones intravenosas.
  • 5. Aminoácidos en la industria L - Cisteína: Mejora de calidad en el pan L - Triptófano: + L – Histidina: Antioxidante en leche. Acido Glutámico: AA de mayor consumo, la sal sódica (GMS), se usa como aditivo alimenticio, producción por fermentación. METIONINA: En formulación de alimentos balanceados; producción por síntesis química. LISINA: Alimentos balanceados. TRIPTOFANO: Alimentos balanceados de cerdos y pollos. ACIDO ASPARTICO / FENILALANINA: Materia prima para la producción de ASPARTAMO (edulcorante). mexico DL – METIONINA (1970): Por el requerimiento de aditivos para la producción de huevos y carne. L - LISINA: L – Cencina, Acido gentamico, L – Fenilalanina.
  • 6. Principales usos de los alimentos Aminoácidos AplicaciónGlicina • Edulcorante, nutrición humana, agente terapéutico (distrofia muscular) y enAlanita, prolina, serina cosméticos. • Edulcorantes, nutrición humana y cosméticos.Valina, leucina, isoleucinay fenilalania • Saborizante amargo y nutrición humana.Metionina • Nutrición humana y animal, usos terapéuticosTriptófano en hepatitis, intoxicación y como agenteArginina lipotropico. • Nutrición humana y animal, saborizanteHistidina amargo. • Saborizante amargo, nutrición, agente terapéutico en hiperamonemia y en desordenesLisina hepáticos. • Nutrición humana y animal, agente en ulcerasAcido aspartico y duodenales y gástricas, indispensable en laglutámico regeneración de hemoglobina. • Nutrición humana y animal.Aspartato y glutamato de sodio • Nutrición humana, agente terapéutico,Cistina y cisterna saborizante acido, cosméticos.Acido aspartico y • Acentuadotes del sabor. fenilalanina • Nutrición humana, agente terapéutico, cosméticos.
  • 7. Producción industrial Precios en 1983 en $ por 100gAminoácido L D RacematoAlanina 14.00 91.00 3.00valina 13.25 89.00 5.00leucina 8.25 160.00 5.25isoleucina 28.00 7500.00 18.00*metionina 7.25 65.00 1.40prolina 17.00 1430.00 168.00fenilalanina 13.50 76.00 12.75triptófano 22.00 62.00 15.00serina 22.00 100.00 8.75Treonina 29.00 100.00 20.00cisteina 15.00 1840.00* 210.00*tirosina 7.90 510.00 44.80asparragina 6.00 33.50 6.00glutamina 6.50 710.00 -Ac aspártico 2.95 47.00 2.85Ac glutámico 1.25 110.00 7.00Lisina 2.85 460.00 9.90Arginina 6.00 690.00 90.00Histidina 12.00 250.00 30.00
  • 8. PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE AMINOACIDOS Los elementos básicos para la selección de un proceso productivo son: La calidad de tecnología y los costos de producción.Tipos de procesos: Fermentación Microbiana (F). Métodos enzimáticos (S) Síntesis química (Q) Extracción de AA a partir de proteínas (Ex).
  • 9. PROCESOS DE FERMENTACION La producción microbiológica de aminoácidos se ha basado en la conversión de diferentes fuentes de carbono tales como glucosa, melazas, hidrolizados de almidón, alcoholes, alcanos y otros. Acido L – glutámico Fermentación a partir de diferentes fuentes. La ruta biosintética para la obtención del acido glutámico es conocida, a partir de glucosa como fuente de carbón utilizando la ruta Emlen- Meyerhof-Parnas. La producción y excreción del exceso del acido glutámico depende de la permeabilidad de la célula. Todas las cepas productoras de acido glutámico tienen requerimientos para crecimiento de botina que es es una coenzima esencial en la síntesis de ácidos grasos.
  • 10. Procesos enzimáticosL – aminoácidos La utilización de L – aminoácidos en medicina, alimentación humana y animal. Por medio de síntesis química se obtienen mezclas racemicas de los isómeros D y L. La forma L es la forma fisiológicamente activa y por ello se han establecido procesos enzimáticos para la resolución óptica.Acido L – aspartico Se inmovilizaron células de E. coli con alta actividad de aspartasa en geles de poliacrilamida. Operando en continuo con columnas empacadas de células inmovilizadas. Desde un punto de vista económico este proceso es mas barato que la fermentación. Posteriormente la poliacrilamida fue sustituida por la K - carragenina como material de inmovilización de las células.L – alanina Las células de P. dacunhae fueron inmovilizadas en K – carragenina pudiéndose tener un proceso continuo.
  • 11. L – serina La enzima serina hidroximetiltransferasa convierte reversiblemente la glicina y el formaldehido L – serina en presencia del cofactor, acido tetrahidrofolico de acuerdo con la siguiente reaccion:Glicina + H C H O L – serinaL – triptófano El aminoácido esencial triptófano puede ser producido por síntesis química, fermentación a partir de azucares y métodos enzimáticos usando la triptofanasa o la triptófano sintetasa. Esta enzima convierte eficientemente el indol y la L – triptófano. La clave del proceso radica en que la enzima es estable y activa a altas concentraciones de indol.
  • 12. Sistema de producción simultanea de L-alanina y D-ac.aspartico
  • 13. Sistema de producción aminoácido Sistema de producción Ac.L-glutamico F L-lisina F,S Ac.L-aspartico S,Ex L-arginina F,Ex L-histidina F,Ex L-glutamina F L-valina F,S L-alanina S,Ex L-prolina F L-serina F L-treonina F L-triptofano F,S L-fenilalanina S,F L-metionina S glicina Q DL-alanina Q
  • 14. PRODUCCION DE BIOPOLIMERO la industria alimentaria se enfrenta con frecuencia ante la necesidad de desarrollar productos de características organolépticas adecuadas para el consumidor incluye aspectos relacionados con textura donde los materiales estructurales pueden estar constituidos por macromoléculas producidas por microorganismos y enzimas ,tal es el caso de hidrocloides dde nominados biopolímeros ,que son aditivos de gran empleo en la industria alimentaria
  • 15. INTRODUCCION Un biopolímero es una macromolécula que se sintetiza por procesos biológicos los mas importantes son Las proteínas el ADN y los polisacáridos son los mas importante Las características mas importantes son. Capacidad de alterar las capacidades de flujo de agua Posibilidad de formar geles
  • 16.  Las gomas se pueden obtener de varias fuentes entre las naturales destacan los exudados de plantas (arabiga,tragacanto,baraya,ghatty). Extractos de algas marinas Semillas Extractos de plantas(pectina,arabinogalactana) Origen animal(gelatinas,albuminas,caseinatos) Origen microbiano(dextrana,xantana
  • 17.  entre las semisinteticas podemos citar las celulosas modificadas (CMC,MC,HEC,HPC,HPMC) Los almidones modificados ,la pectina,de bajo metoxilo y alginatosde propilenglicol Las completamente sintéticas destaca la polivinil pirrolidona
  • 18.  Las gomas obtenidas mediante procesos microbianos tienen cierta ventajas respeto a a las que se extraen de fuentes naturales como las algas o plantas Su producción no depende de condiciones climáticas, contaminación marina o fallas de cosechas, Son menos susceptibles a la variabilidad en su calidad
  • 19.  A nivel microbiano se poseen técnicas genéticas muy poderosas que eventualmente permitirán sintetizar gomas que presenten características reológicas “sobre pedido” lo cual es todavía lejano con especies vegetales Su principal desventaja su elevado costo de producción ,aunque no se espera que los polisacáridos microbianos desplacen del mercado a otros hidrocoloides de gran volumen de bajo precio como los almidones Proceso de producción de polisacáridos microbianos de mayor importancia comercial : las dextranas y las xantanas y alginatos .por considerarse productos de gran potencial
  • 20. DEXTRANAS Son homopolisacaridos formados por unidades de glucosa en su forma piranosa . Para su producción ocurren tres procesos Crecimiento del microorganismo Síntesis y excreción de las enzimas dextransacaraza Síntesis de la dextrana por acción de la enzima
  • 21.  La sacarosa es fuente de energia para el microorganismo inductor y sustrato para la enzima.con una concentración de 100g/l es posible obtener 25g/l de dextrana.se emplean en el medio extracto de levadura(2.5%) sulfato de magnesio(0.2%)y fosfato dipotasico(5.%) Terminado el proceso la dextranas precipitada con metanol o etanol previa eliminación de celulas .si se desea preparar dextrina clinica, se disuelve al 5-6% y se hidroliza con HCL en condiciones de T y tiempo controladas para obtener el peso molecular deseado
  • 22. APLICACIONES Estabilizantes y viscosidades en la industria alimentaria En capas protectoras de semillas Floculantes Estabilización de agregados de suelo Recuperacion secundaria del petroleo Procesos metalurgicos Industria fotofrafica Una aplicación muy importante es en la degradacion de destranas formadas por leuconostoc en ingenios azucareros y las dextranas sintetizadas porstreptococcus de la flora salivatoria(la dextrana se adhieres a la superficie dental y constituye la placa dental .origen de la carie)
  • 23. XANTANA Es un heteropolisacarido constituido por unidades monomericas que contienen glucosa, manosa y acido glucoronico. La principal propiedad de la Santana en solución es su capacidad para controlar las características de flujo en soluciones acuosas
  • 24. PRODUCCION DE GOMA XANTANA Producida por xanthomonas campestre ..esta bacteria se lleva en grandes fermentadores agitados mecánicamente con suministro de aire esteril y T° cercana a los 28°……su medio de cultivo es una fuente de carbono una de nitrógeno y fosforo Son sintetizados mediante reacciones multi enzimáticas dentro de la célula .el proceso se inicia con la síntesis de las unidades oligosacaridas que provienen de precursores los cuales se unen secuencialmente a un lípido isoprenoide para iniciar la polimerización
  • 25.  El medio de cultivo deben ser cuidadosamente esterilizados .también es muy sensible al Ph . la Santana de sintetiza cuando la bacteria a dejado de crecer. La concentración final que se logra es entre 20 y 30 g/l con rendimientos sobre azúcar que oscilan entre 50-60% y producciones tipicas de 0.5 g/l Una vez concluida la fermentación (48-96 H) después de inocular el caldo se esteriliza con el fin de destruir al fitopatogeno y mejorar características reológicas de la goma en solución . Luego de enfría y la xantana se recupera mediante precipitación con alcohol . El producto recuperado se seca .se muele y se empaca
  • 26. APLICACIONES Viscosidad y textura ,capacidad de suspensión de sólidos y estabilización de emulsiones En panadería en mejoras de procedimiento de pastas y masas como modificador del gluten A la alta estabilidad en el congelado (helados En jarabes ,salsas de tomate En la agroindustria se emplea para dispersar herbicidas, pesticidas ,fertilizantes y especialmente en la aplicación mediante la aspersión de estos agentes químicos En pinturas pulimentos limpiadores , cerámica , imprenta, explosivos,fármacos,cosmeticos ,etc.
  • 27. OTROS POLIZACARIDOS MICROBIANOS DE POTENCIAL Y SU APLICACIÓN INDUSTRIAL ESCLEROGLUCANO producido por Sclerotiun CURDLAN..producido por Alcaligenes faecalis PULULANA ..producida por Aureobasidium pullulans GELANA producida por pseudomonas elodea PS-10 producido por erwinia tahilica EMULSAN producido por Acinetobacter calcoaceticus GLUCANO DE LEVADURA aislado por Saccharomyces cerevisiae ESCLEROGLUCANO producido por Sclerotiun CURDLAN..producido por Alcaligenes faecalis PULULANA ..producida por Aureobasidium pullulans GELANA producida por pseudomonas elodea PS-10 producido por erwinia tahilica EMULSAN producido por Acinetobacter calcoaceticus GLUCANO DE LEVADURA aislado por Saccharomyces cerevisia
  • 28. gracias

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