كيف تصنع الأحماض الأمينية

الأحماض الأمينية مصنوعة من مكونات مشتقة من النبات

يتم إنتاج المنتجات المخمرة مثل الميسو وفول الصويا عن طريق تخمير الصويا أو القمح مع ثقافة الكوجي. تعمل عملية التخمير على تكسير البروتين وتحويله إلى أحماض أمينية. ميسو وفول الصويا أمثلة على كيف كانت الأحماض الأمينية جزءًا من النظام الغذائي الياباني منذ فترة طويلة وكيف حاول اليابانيون صنع طعام لذيذ. تُصنع الأحماض الأمينية المستخدمة في منتجات الأحماض الأمينية بشكل رئيسي عن طريق تخمير المكونات المشتقة من النباتات بنفس الطريقة التي يتم بها صنع صلصة الميسو والصويا.

التخمير عملية طبيعية

في تخمر الأحماض الأمينية تصنع الأحماض الأمينية عن طريق تخمير المكونات بالكائنات الحية الدقيقة (مثل البكتيريا البروبيوتيك). هذه الكائنات الحية الدقيقة تحول المكونات إلى الغذاء والمواد الأخرى التي تحتاجها الكائنات الحية الدقيقة. في مكونات التخمير مثل دبس السكر يضاف إلى وسط يزرع الكائنات الحية الدقيقة. هذا يساعد الكائنات الحية الدقيقة على التكاثر وصنع الأحماض الأمينية. تحتوي الكائنات الحية الدقيقة على إنزيمات تسرع التفاعلات لتحطيم وتجميع مواد جديدة عملية التخمير عبارة عن سلسلة من التفاعلات تشمل حوالي 10 إلى 30 نوعًا من الإنزيمات.

تحديد سلالات الكائنات الحية الدقيقة المتفوقة

لصنع الأحماض الأمينية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة ، علينا أولاً العثور على الكائنات الحية الدقيقة التي لديها إمكانات قوية لصنع الأحماض الأمينية. غرام واحد من التربة الطبيعية يحتوي على حوالي 100 مليون من الكائنات الحية الدقيقة. من هذا ، علينا أن نجد الكائنات الحية الدقيقة الأكثر فاعلية.
عندما يتم العثور على الكائنات الحية الدقيقة الصحيحة ، يجب تطوير سلالات أفضل للحصول على الكائنات الحية الدقيقة مع أفضل الإمكانات. تعتمد كمية الأحماض الأمينية على كمية وجودة الإنزيمات. يمكن صنع المزيد من الأحماض الأمينية إذا تم الاحتفاظ بإنزيمات صنع الأحماض الأمينية المناسبة في ظروف مثالية. ومع ذلك ، يمكن عمل القليل إذا لم تكن هذه الشروط موجودة. لنفترض أن الكائنات الحية الدقيقة لها مسار استقلابي لـ A → (a) → B → (b) → C → (c) → D ، حيث (a) و (b) و (c) هي إنزيمات. من أجل جعل كميات كبيرة من الأحماض الأمينية C ، يجب أن تكون الإنزيمات (أ) و (ب) أكثر نشاطًا ويجب ألا يكون الإنزيم (ج) نشطًا. يمكن القيام بذلك عن طريق تطوير سلالات محسنة من خلال تقنيات مختلفة.
لصنع الأحماض الأمينية ، تمتلئ خزانات التخمير بدبس السكر ومكونات السكر مثل قصب السكر والذرة والكسافا. يتم تحقيق الظروف المثالية للتحريك ، وإمداد الأكسجين ، ودرجة الحرارة ومستويات الأس الهيدروجيني. ثم تنقى الأحماض الأمينية المطلوبة من هذا المرق المخمر.

طرق أخرى لصنع الأحماض الأمينية

بالإضافة إلى التخمير ، هناك طرق أخرى لصنع الأحماض الأمينية ، مثل التفاعل الإنزيمي والاستخراج والتوليف.

في عملية التفاعل الإنزيمي ، يتم استخدام نوع واحد أو نوعين من الإنزيمات لتحويل مادة حمض أميني إلى حمض أميني صحيح. في هذه الطريقة ، ليست هناك حاجة لمضاعفة الكائنات الحية الدقيقة عن طريق تحويل الأحماض الأمينية المحددة ، ولا توجد عملية طويلة تبدأ من الجلوكوز. تعتبر عملية التفاعل الأنزيمي مثالية إذا كانت المادة السليفة منخفضة التكلفة.
يمكن إنتاج الأحماض الأمينية عن طريق تحطيم البروتينات ، المعروفة باسم طريقة الاستخراج. ومع ذلك ، فإن كمية الأحماض الأمينية في بروتين المصدر تحد من كمية الأحماض الأمينية المصنوعة. الاستخراج ليس جيدًا لصنع كميات كبيرة من الأحماض الأمينية المحددة.

يستخدم التوليف تفاعلات كيميائية لصنع الأحماض الأمينية ، وكان يستخدم على نطاق واسع في التطوير المبكر لطرق صنع الأحماض الأمينية. مشكلة التوليف هي أن التفاعلات الكيميائية تصنع كميات متساوية من الأحماض الأمينية L و D. ونتيجة لذلك ، يجب تحويل الأحماض الأمينية D التي يتم تصنيعها إلى أحماض أمينية L. لذلك تتطلب هذه الطريقة الأكثر تكلفة خطوات معالجة ومعدات إضافية ، وبالتالي تم التخلص التدريجي من الإنتاج. ومع ذلك ، فإنه لا يزال يستخدم لصنع الجلايسين ، والذي لا يحدث في أشكال D- و L- ، وللأحماض الأمينية حيث لا يوجد فرق إذا كانت أشكال D- أو L- عند استخدامها.

ميزة التخمير هي أنه يتيح لنا صنع كميات كبيرة من الأحماض الأمينية بتكلفة منخفضة مع مرافق صغيرة نسبيًا. ساعد استخدام التخمير لصنع الأحماض الأمينية على نمو سوق الأحماض الأمينية. في الستينيات ، تحول تصنيع الغلوتامات من الاستخراج إلى التخمير وتصنيع الأحماض الأمينية الأخرى التي أعقبت ذلك.


المحتوى الذي قد يعجبك

الأحماض الأمينية هي سر الأكل والعيش الكريم.

الأحماض الأمينية ضرورية للبشرة والشعر.

أسئلة متكررة حول الأحماض الأمينية.