03 Aminosavak szöveg.pdf

Az E.coli az élelmiszeriparban nem engedélyezett baktérium, így az aszpartám (édesítőszer)előállítására gyártott fenilalaninnál ezt a törzset nem lehet használni. Ipari léptékben (3x150m 3 -es fermentor) 2,5 napos fermentációs idő alatt 20 g/l-es koncentrációt lehet elérni. (Afenilalanin is rosszul oldódik.) Az üzem kapacitása évi ~1000 tonna, a világpiac ~10%-a.2/1. Biokonverzió fenilpiroszőlősavbólAz aminosavak bioszintézisének egyik alapreakciója a transzaminálás, ahol az α-ketosavoxigénje amino csoportra cserélődik ki. A reakciónak számos változata ismert, ezek azátalakított aminosav szubsztráton kívül aminodonorban különböznek. Az egyszerűbb ésgazdaságosabb esetben ammónium ion is megfelel a reakcióhoz, de sokszor szerves nitrogéndonor szükséges. A fenilpiroszőlősavat átalakító enzim sajnos aminosavat igényelaminodonorként (Glu, Asp). Így tulajdonképpen egyik aminosavból hozzuk létre a másikat –nehéz gazdaságossá tenni. A reakciót nyugvósejtes tenyészettel (E. coli, Pseudomonasfluorescens) hajtják végre.H 2COCa minotra nszferázH 2CNH 2CHCOCOf en ilpiroszőlősavOHOH2/1. Biokonverzió transz-fahéjsavbólA szerves kémiából jól ismert addíciós reakció enzimes katalízissel sztereoszelektívenhajtható végre. A szükséges fenilalanin ammónia-liázt Rhodotorula és Rhodococcus törzsektermelik megfelelő aktivitással. Más törzseknél is létezik az enzim, de labilis, és erős a fahéjsavszubsztrátinhibíciója.Az enzim itt is bomlékony, ezért a reakciót szigorúan anaerob körülmények között, nitrogénatmoszférában, az oxigén teljes kizárásával hajtják végre. Az élesztőt aerob körülmények közöttszaporítják el, majd az enzimet indukálják. Ehhez fenilalanint kell bevinni, erre olcsóbbmegoldás, ha fehérje hidrolizátumot vagy szintetikus DL-fenilalanint adnak. Ha kialakult azenzim aktivitás, akkor bevisznek 25 g/l fahéjsavat ammónium-cinnamát formájában és 15%(!) ammóniát, ami 10,6-es pH-t eredményez. Erre az extrém koncentrációra azért van szükség,hogy a reakció egyensúlyát jobbra, a Phe termelés irányába toljuk el. A folyamat előrehaladtávaltöbb részletben még egyszer ennyi ammónium cinnamátot adagolnak be. Az 50 g szubsztrátból42-43 g Phe keletkezik, ami ~85%-os kihozatalnak felel meg.17