Comment sont fabriqués les acides aminés

Les acides aminés font référence à des composés dont les molécules contiennent un groupe amine (-NH2) et un groupe carboxyle (-COOH).

Les acides aminés sont fabriqués à partir d'ingrédients d'origine végétale. Les produits fermentés tels que le miso et la sauce soja sont fabriqués en fermentant du soja ou du blé avec une culture de koji. Le processus de fermentation décompose la protéine et la transforme en acides aminés. Le miso et la sauce soja sont des exemples de la façon dont les acides aminés font depuis longtemps partie du régime alimentaire japonais et de la façon dont les Japonais ont essayé de créer des plats délicieux. Les acides aminés utilisés dans les produits à base d'acides aminés sont principalement fabriqués en fermentant des ingrédients d'origine végétale de la même manière que le miso et la sauce soja.

Dans la fermentation des acides aminés, les acides aminés sont fabriqués en fermentant des ingrédients avec des micro-organismes (comme des bactéries probiotiques). Ces micro-organismes transforment les ingrédients en aliments et autres substances nécessaires aux micro-organismes. Dans la fermentation, des ingrédients tels que la mélasse sont ajoutés à un milieu qui cultive des micro-organismes. Cela aide les micro-organismes à se multiplier et à fabriquer des acides aminés. Les micro-organismes contiennent des enzymes qui accélèrent les réactions pour décomposer et synthétiser de nouvelles substances. Le processus de fermentation est une série de réactions impliquant environ 10 à 30 types d'enzymes.

Pour fabriquer des acides aminés à l'aide de micro-organismes, il faut d'abord trouver des micro-organismes qui ont un fort potentiel de fabrication d'acides aminés. Un gramme de sol naturel contient environ 100 millions de micro-organismes. À partir de là, nous devons ensuite trouver les micro-organismes les plus efficaces.
Lorsque le bon micro-organisme est trouvé, de meilleures souches doivent être développées pour obtenir les micro-organismes ayant le meilleur potentiel. La quantité d'acides aminés produite dépend de la quantité et de la qualité des enzymes. Plus d'acides aminés peuvent être produits si les enzymes nécessaires à la fabrication des bons acides aminés sont conservées dans des conditions idéales. Cependant, on peut faire moins si ces conditions ne sont pas réunies. Disons qu'un micro-organisme a une voie métabolique de A → (a) → B → (b) → C → (c) → D, où (a), (b) et (c) sont des enzymes. Afin de produire de grandes quantités d'acide aminé C, les enzymes (a) et (b) doivent être plus actives et l'enzyme (c) ne doit pas être active. Cela peut être fait en développant des souches améliorées grâce à diverses techniques.
Pour fabriquer des acides aminés, les cuves de fermentation sont remplies de mélasse et d'ingrédients de sucre tels que la canne à sucre, le maïs et le manioc. Les conditions idéales sont atteintes pour l'agitation, l'apport d'oxygène, la température et les niveaux de pH. Les acides aminés souhaités sont ensuite purifiés à partir de ce bouillon fermenté.

En plus de la fermentation, il existe d'autres moyens de fabriquer des acides aminés, comme par réaction enzymatique, extraction et synthèse.

Dans le processus de réaction enzymatique, un ou deux types d'enzymes sont utilisés pour transformer un précurseur d'acide aminé en acide aminé approprié. Dans cette méthode, il n'est pas nécessaire de multiplier les micro-organismes en convertissant l'acide aminé spécifique, et il n'y a pas de long processus à partir du glucose. Le processus de réaction enzymatique est idéal si la substance précurseur a un faible coût.
Les acides aminés peuvent être produits en décomposant les protéines, ce que l'on appelle la méthode d'extraction. Cependant, la quantité d'acides aminés dans la protéine source limite la quantité d'acides aminés fabriqués. L'extraction n'est pas bonne pour fabriquer des quantités massiques d'acides aminés spécifiques.

La synthèse utilise des réactions chimiques pour fabriquer des acides aminés et a été largement utilisée dans le développement précoce des moyens de fabriquer des acides aminés. Le problème de la synthèse est que les réactions chimiques produisent des quantités égales d'acides aminés L et D. En conséquence, les acides aminés D qui sont fabriqués doivent ensuite être transformés en acides aminés L. Cette méthode plus coûteuse nécessite donc des étapes de traitement et des équipements supplémentaires et a donc été progressivement abandonnée de la production. Cependant, il est toujours utilisé pour fabriquer de la glycine, qui n'apparaît pas sous les formes D et L, et pour les acides aminés où il n'y a pas de différence s'ils sont des formes D ou L lorsqu'ils sont utilisés.

L'avantage de la fermentation est qu'elle nous permet de fabriquer des quantités massives d'acides aminés à faible coût avec des installations relativement petites. L'utilisation de la fermentation pour fabriquer des acides aminés a contribué à la croissance du marché des acides aminés. Dans les années 1960, la fabrication du glutamate est passée de l'extraction à la fermentation et la fabrication d'autres acides aminés s'est succédée.