Wie Aminosäuren industriell produziert werden

Wie Aminosäuren industriell produziert werden

Beitragvon Juliane » Freitag 4. März 2011, 12:30

"Synthese von Aminosäuren

Synthesemöglichkeiten

Aminosäuren werden heute in großem Maßstab industriell produziert. ... Einige Aminosäuren werden zur Aufwertung von Nahrungs- und Futtermitteln eingesetzt, so u.a. Methionin und

Lysin in der Tierproduktion. Medizinisch dienen Aminosäuren u.a. zur Bereitung von

Nährlösungen (Infusionen).


Man kann Aminosäuren auf chemischen auf biotechnologischen Weg (durch

mutagene Bakterien) und durch Isolation aus dem Proteinhydrosylat gewinnen.

Diese drei Verfahren haben alle, wie man im Folgendem sehen wird, ihre Vor- und

Nachteile.


1. Isolation aus dem Proteinhydrolysat


Für dieses Verfahren ist eine vollständige Hydrolyse des Proteins erforderlich.

Die Hydrolyse erfolgt säurekatalysiert, wobei wegen der unterschiedlichen Stabilität

der einzelnen Aminbindungen verschieden lange Hydrolysierzeiten gewählt werden.

Unter diesen Bedingungen erfolgt gleichzeitig eine Umwandlung von Asparagin in

Asparaginsäure und Glutamin in Glutaminsäure sowie eine vollständige Zerstörung

von Tryptophan und teilweise Zerstörung von Serin und Threonin. Diese fünf

Aminosäuren können also auf diesem Weg nicht gewonnen werden und diese

Methode ist zusätzlich auch noch sehr teuer.



2. Biotechnologische Synthese

Die meisten Aminosäuren werden mikrobiologisch mit Wildtypen und vor allem

Mutanten gewonnen (Fermentation). Daneben werden Aminosäuren auch mit Hilfe

immobilisierter Mikroorganismen oder isolierter mikrobieller Enzyme produziert.

Die Biosynthese hat den Vorteil, dass die Endprodukte kaum gereinigt werden

müssen, die Ausbeute hoch (folgende Abbildung) ist und nur L-Aminosäuren

vorkommen. Dies alles macht die biotechnologische Synthese sehr günstig.



3. Chemische Synthese


Durch Totalsynthese werden Glycin, Alanin, Methionin, Phenylalanin, Serin,

Tryptophan und Tyrosin in beträchtlichen Mengen produziert.


http://www.biochemie.uni-leipzig.de/students/teaching/download/bm/pdf/PPC_04.pdf
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Wie Aminosäuren industriell produziert werden

Beitragvon Juliane » Dienstag 24. April 2012, 18:35

"Seit 1909 Mononatriumglutamat als Speisewürze auf den Markt kam, hat die Aminosäure-Industrie sich ständig ausgeweitet. Die Produktion hat heute einen Wert von beinahe 1 Milliarde Dollar. Die Aminosäuren werden durch Extraktion aus Proteinhydrolysaten, durch Fermentation mit Hilfe von Mikroorganismen, durch enzymatische Verfahren und durch chemische Synthese hergestellt. Das zuletzt genannte Verfahren erfordert im allgemeinen zwei zusätzliche Schritte, nämlich die Enantiomerentrennung und die Racemisierung des D-Isomers. Zu den wichtigsten Anwendungsgebieten der Aminosäuren zählt die Aufwertung pflanzlicher Nahrungs- und Futtermittel durch Zusatz der fehlenden essentiellen Aminosäure(n). Neben der Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie gewinnt die medizinische Anwendung der Aminosäuren (Nährlösungen und Therapeutika) zunehmend an Bedeutung."


Herstellung und Verwendung von Aminosäuren
Prof. Dr. Yoshiharu Izumi1,
Dr. Ichiro Chibata2,
Tamio Itoh3
Article first published online: 19 JAN 2006

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.19780900307/abstract;jsessionid=7AC36087B6C7479EFF12F379552486BF.d02t03
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Wie Aminosäuren industriell produziert werden

Beitragvon Juliane » Dienstag 24. April 2012, 18:37

"Industriell werden Aminosäuren heute nach folgenden Verfahren hergestellt:

Extraktionsmethode:

Hierzu werden Proteine zunächst mit Säuren hydrolysiert. Nach Fällung des Aminosäuregemischs aus dem Hydrolysat erfolgt eine Trennung chromatographisch mit Hilfe von Ionenaustauschern, wobei bei der Elution die unterschiedlichen Polaritäten der Aminosäuren ausgenutzt werden.

Chemische Synthese:

Es gibt eine Vielzahl von Synthesemethoden. Beispiele sind die Strecker-Synthese von D,L-Valin, die Degussa-Synthese von D,L-Cystein und die Synthese von D,L-Methionin aus Methylmercaptan, Acrolein und Blausäure. Da die Aminosäuren als Racemat vorliegen, müssen anschließend noch Verfahren zur Enantiomerentrennung erfolgen.

Enzymatische Verfahren:

Dieses Verfahren hat den Vorteil enantiomerenreine L- oder D-Aminosäuren mit geeigneten Enzymen als Biokatalysatoren zu liefern. Beispiele sind die Herstellung von L-Asparaginsäure aus Fumarsäure mit L-Aspartase und die Herstellung von L-Tryptophan aus Indol und Brenztraubensäure mit Tryptopharase.

Fermentationsverfahren:

Bei der Fermentation werden die Aminosäuren mit Hilfe geeigneter Mikroorganismen hergestellt. Der Syntheseprozess läuft dabei über sehr komplexe Zwischenschritte innerhalb der Zellen ab. Ein Beispiel ist die Herstellung von L-Glutaminsäure aus Glucose. Hierbei kann man aus 1 kg Glucose 0,5 kg Glutaminsäure gewinnen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Aminos%C3%A4uren
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