Producción de Aminoácidos, Vitaminas y Enzimas Fermentaciones Industriales por Hector Massaguer

Producción de aminoácidos

Es un producto muy importante y que hace tiempo que se usa. La producción se inició en los países orientales. En estos países se usan muchos extractos de plantas, peces,... En 1908 se dieron cuenta que todas estas sustancias tenían en común una sustancia, que era el glutamato. Primero se intentó realizar la síntesis química, pero se acabó observando que algunas bacterias exudaban al medio glutamato. Se realizó entonces la búsqueda de las bacterias y hacia 1950 tenían listo un sistema a partir de Corynebacterium glutamicum. La producción anual es de 750000 toneladas al año, dividida entre una docena de empresas. Como sustrato se suelen usar melazas o almidón hidrolizado, aparte de una fuente adecuada de nitrógeno, como pueden ser sales amónicas. Se han usado mutantes sensibles a la temperatura para que la bacteria secrete el glutámico al medio. La producción es de 50 g de glutámico por litro, con un rendimiento del 40% de la glucosa transformada en glutamato.

Biosíntesis de aminoácidos

El segundo aminoácido más producido es la lisina. Aproximadamente el 65% de los aminoácidos producidos van a la industria alimentaria, el 30% van a la formación de piensos y el 5% restante se destina a la industria química para fabricar cosméticos. Actualmente sería impensable la industria alimentaria sin la presencia de los aminoácidos. De hecho se ha dicho que el glutamato es el quinto sabor, pero en realidad es un potenciador de los sabores. La lisina también lo es, pero menos potente.

Vitaminas

La producción mundial de vitaminas se la dividen básicamente entre 2 empresas: Roche y Ziba –
Sólo existen 3 vitaminas diferentes, B12, vitamina c y riboflavina, que se produzcan mediante métodos microbiológicos a escala industrial, porque la extracción de vitaminas de productos ricos o la síntesis química suelen ser métodos más baratos.
Para la síntesis de vitamina B12, la 5’ desoxiadenosil cobalamina, se usan cepas de Propionibacterium: P. freudenreichii y P. shermanii
La ruta de síntesis de las cobalaminas es bastante compleja, como se puede ver en la gráfica. Partimos de materias primas caras, como pueden ser la lisina o el succinil Coa. El proceso sigue en anaerobiosis, representado en rosa en la gráfica. Después se pasan a condiciones aeróbicas, representadas en verde. Si de hecho la síntesis es compleja, el proceso de extracción lo es aun más. La producción de vitamina oscila cerca de los 25 mg por litro de medio de cultivo. Existe una patente de Pseudomonas que afirma que la producción es de 70 – 80 mg/l, pero no parece tener mucha consistencia

Producción de enzimas

El primer enzima producido industrialmente lo produjo Parker – Dans, un laboratorio farmacéutico, en 1894. En 1915 prácticamente todos los detergentes industriales en Estados Unidos contenían proteasas, enzimas de síntesis microbiana. Los detergentes lleva un siglo conteniendo enzimas...

La mayor parte de los enzimas producidos va a la industria alimentaria, mientras que otro porcentaje va al campo analítico, pero se trata de enzimas diferentes. Existe un tercer campo muy reducido, pero de gran valor añadido, que es el que busca las aplicaciones clínicas, por ejemplo en medicación, como pueden ser lipasas, hialuronidasas,...
En el gráfico de la izquierda se puede ver como se reparte el uso de enzimas en las diferentes industrias. De hecho, la industria de la producción de enzimas es una de las mayores en el campo.
Dentro de la industria del almidón se encuentran muchos tipos diferentes de enzimas. De hecho, dentro de esta industria se encuentra incluso la industria petrolera. Dentro del porcentaje que representa la industria de la alimentación encontramos muchos enzimas diferentes, que se pueden usar con diferentes finalidades, entre ellas las de facilitar la decantación...
Aparte se ha de considerar el porcentaje que representa la producción con destino a la parte clínica o analítica, de gran importancia.