Producción industrial de derivados de aminoacidos.

Instituto Tecnológico de Colima

Ingeniería Bioquímica

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“Producción industrial de derivados de aminoácidos”

Presentan:

Samantha Gisselle Palomares Lázaro

Diana Laura Fernández Alonso

Charlene Estefania Rivera Ramos

Materia: Bioquímica del nitrógeno y regulación genética

Maestro: Dr. Francisco Javier Delgado Virgen

Villa de Álvarez, Colima. 10  de Septiembre de 2015

Introducción:

     Los aminoácidos son importantes productos naturales y sintéticos en química y biología, tanto en su forma libre como formando parte de péptidos, proteínas y otros productos naturales. Además, los aminoácidos actúan como mediadores en el metabolismo del nitrógeno y dan lugar a las materias primas necesarias para a producción de algunos metabolitos primaros y secundarios de vital importancia, destacando también su utilización habitualmente como materias primas en diversos procesos de la industria química, alimentaria, cosmética y farmacéutica.

     A medida que se ha profundizado en el estudio de los aminoácidos y derivados, se han descubierto nuevas aplicaciones.

     En el presente trabajo se abordaran diferentes tipos de procesos para la obtención de derivados de aminoácidos. Inicialmente la obtención de los derivados de aminoácidos era una tarea sumamente compleja y de un alto costo, pero actualmente con el avance de la ciencia bioquímica, se han desarrollado diferentes procesos de obtención, siendo la fermentación y la síntesis química los más usados.

     Los  derivados de aminoácidos tienen  una  gran importancia industrial, así que la ciencia se ha visto obligada  a la producción en masa de algunos de estos aprovechando todas sus propiedades, ya que son primordiales para el desarrollo de un sin fin de productos que son útiles en la vida cotidiana. Aquí  tiene un papel  fundamental la ingeniería bioquímica  ya que esta se relacionada con la producción de los  derivados de aminoácidos hasta su aplicación, sin esta ciencia no se conocería la verdadera importancia de estos compuestos ni cómo aprovecharlos.

     Algunos de los derivados más significativos producidos a nivel industrial  se encuentran  mayormente en la industria alimenticia,  también en la industria farmacéutica donde tiene una gran importancia, ya que se producen algunos de los medicamentos, como lo son la penicilina, la ampicilina, la amoxicilina, entre otros.

     Existe una gran variedad de los derivados de los aminoácidos de los cuales varían sus funciones y aplicaciones, pero a pesar de que existe una gran cantidad de derivados de los aminoácidos no hay de manera  igual  métodos para su obtención a nivel industrial, algunos de los más importantes son:

Fermentación

     Actualmente es el más común, es un proceso biológico en el que un microorganismo convierte hidratos de carbono en otros productos que se puedan aprovechar. Este proceso ha sido aplicado desde hace muchos siglos para fabricar productos de importancia comercial.

     Básicamente este proceso requiere de cultivar un microorganismo identificado, pueden ser bacterias, hongos o levaduras, en un medio con ciertas especificaciones particulares que le aporten los nutrientes necesarios que lo ayuden al crecimiento y desarrollo.  Todo esto ocurre dentro de un fermentador.

     Cuando la fermentación se termina en algunos casos solo se recolecta el producto y con esto acaba el proceso, y en algunos otros más complejos, después de recolectar el cultivo pasa a un proceso de filtración, y posteriormente se cristaliza y se empaca.[pic 2]

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Síntesis química

     Es otro proceso de obtención de derivados de aminoácidos, este se trata de hacer una serie de reacciones que permitan la síntesis de un aminoácido, para poder obtener el producto deseado.

     Un ejemplo es el de una mezcla ópticamente inactiva de isomeros D y L, donde a partir de la cisteína se obtiene N-(2-mercapto-2-metilpropionil)-DL-homocisteina.

     Como se observa en la figura 2 la síntesis química para la obtención N-(2-mercapto-2-metilpropionil)-DL-homocisteina se da al hacer reaccionar al derivado de aminoácido de formula (II) con el derivado activo de ácido carboxílico de formula (III), el derivado activo puede ser cloruro de ácido o anhídrido de ácido, convirtiendo al compuesto (III) en el compuesto (I) por el método de Schotten- Baumann que se muestra en la figura 3.

     El compuesto (III) se convierte al compuesto (I) adicionando un agente condensante, en este caso fue N,N'-diciclohexilcarbodiimida.

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Hidrólisis enzimática

     Es otro proceso bastante común, en este se trata principalmente de un grupo de enzimas rompan enlaces por agua.

     Consiste en comenzar el proceso mediante un pre-tratamiento requiriendo de vapor y un catalizador, preparando la hidrólisis que consiste en romper los enlaces polipéptidos, después se pasa a un destilador obteniendo etanol y sólidos y residuos como producto final.

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Ejemplo del proceso industrial de obtención de penicilina por fermentación

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