1. Producción de
aminoácidos y
biopolímeros
Saavedra Ortiz Jhony Alexander

2. •Producción de AA por procesos biotecnológicos aporta a la
Ind. Alimentos.
•Se describen bien los procesos enzimáticos y fermentativos .
•Japón (SXX) descubrimiento de las propiedades del acido
glutamínico.
•1957 se descubrió que corynebacterium glutámicum
producida Ac. L-glutamínico.
•Sudeste Asiático (Japón, Corea, Taiwán) mayores
productores.

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 Aplicación
Glicina • Edulcorante, nutrición humana, agente
terapéutico (distrofia muscular) y en
Alanita, prolina, serina cosméticos.
• Edulcorantes, nutrición humana y cosméticos.
Valina, leucina, isoleucina
y fenilalania
• Saborizante amargo y nutrición humana.
Metionina
• Nutrición humana y animal, usos terapéuticos
Triptófano
en hepatitis, intoxicación y como agente
Arginina lipotropico.
• Nutrición humana y animal, saborizante
Histidina amargo.
• Saborizante amargo, nutrición, agente
terapéutico en hiperamonemia y en desordenes
Lisina hepáticos.
• Nutrición humana y animal, agente en ulceras
Acido aspartico y
duodenales y gástricas, indispensable en la
glutámico
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 100g
Aminoácido L D Racemato
Alanina 14.00 91.00 3.00
valina 13.25 89.00 5.00
leucina 8.25 160.00 5.25
isoleucina 28.00 7500.00 18.00*
metionina 7.25 65.00 1.40
prolina 17.00 1430.00 168.00
fenilalanina 13.50 76.00 12.75
triptófano 22.00 62.00 15.00
serina 22.00 100.00 8.75
Treonina 29.00 100.00 20.00
cisteina 15.00 1840.00* 210.00*
tirosina 7.90 510.00 44.80
asparragina 6.00 33.50 6.00
glutamina 6.50 710.00 -
Ac aspártico 2.95 47.00 2.85
Ac glutámico 1.25 110.00 7.00
Lisina 2.85 460.00 9.90
Arginina 6.00 690.00 90.00
Histidina 12.00 250.00 30.00

9. 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).

10. 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.

11. Procesos enzimáticos
L – 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.

12. 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 – serina
L – 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.

13. Sistema de producción simultanea de L-alanina y D-ac.aspartico

14. 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

15. 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

16. 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

17.  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

18.  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

19.  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

20.  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

21. 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

22.  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

23. 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)

24. 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

25. 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

26.  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

27. 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.

28. 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

29. gracias