Alimentazione umana Si usano principalmente: • Glutammato monosodico, come correttore di gusto (umami). Recettori del glutammato del sistema nervoso • Glicina, gusto fresco e dolce, batteriostatico • Cisteina, antiossidante • Aspartame (aspartil-fenilalanina), dolcificante Mangime animale (maiali e pollame) Il valore nutrizionale di un alimento si valuta dal contenuto calorico, dalla qualità e quantità di aa presenti, vitamine, sali … I mangimi a base di farina di pesce, mais e soia, sono carenti in: • Metionina • Lisina • Treonina • Triptofano Gli alimenti a base di questi prodotti vegetali vanno quindi supplementati affinché abbiano un valore nutrizionale bilanciato. Il triptofano è troppo costoso per essere additivato. Farmacologia: • mix di aminoacidi usati nelle infusioni • farmaci a base di molecole correlate strutturalmente • elevata qualità del prodotto per farmacologia Cosmesi: creme protettive per pelle e capelli

1. Chimica: da' composti achirali o racemi (glicina e DL metionina usati tali e quali). Gli altri racemi devono essere ulteriormente risolti (es separazione della forma L, riciclo della forma D) 2. Estrazione: in teoria si possono ottenere tutti gli aminoacidi 3. Fermentazione: molto economico e applicabile a quasi tutti gli aminoacidi 4. Trasformazione enzimatica: con cellule o enzimi eventualmente immobilizzati. Il costo dipende dal substrato, dal biocatalizzatore e dal recovery La produzione di aa è iniziata nel 1958 con il glutammato. Ora quasi tutti gli aa sono prodotti per via microbica. Prima venivano preparati dall’idrolisi di proteine di scarto e successiva separazione. Alcuni con mercato limitato si producono ancora così.

Attualmente i processi più utilizzati sono: 1. Fermentazione vera e propria 2. Conversione microbica di substrati complessi 3. Conversione enzimatica di substrati complessi I metodi 2 e 3 hanno il vantaggio di fornire un prodotto più puro, ma i reagenti sono più costosi, così come gli enzimi utilizzati in 3. La via fermentativa offre invece numerosi vantaggi: • Semplicità operativa • Esistono organismi quasi per ogni aa • Materiali di partenza poco costosi: glucosio (es da molasse), urea, solfato d’ammonio, acetato sono i prodotti di partenza più usati • Processi in batch a 30-40°C per 2-4 giorni con agitazione ed areazione • Il prodotto è puro in forma L • La parte più complessa e lunga è la purificazione dal terreno esausto

PRODUZIONE PER VIA FERMENTATIVA Generalità: 1. Solo i batteri hanno una produttività (g/g/h) sufficientemente elevata 2. Problema regolativo: gli aa sono sintetizzati da vie metaboliche regolate per feedback negativo. L’habitat dell’organismo si riflette sul sistema di regolazione: • Enterobatteriacee (es E. coli) → ambiente ricco → regolazione stringente • Batteri del suolo → ambiente povero → regolazione meno stringente 3. Come si ottiene una produzione: • Stimolo dell’uptake dei substrati e/o precursori • Blocco delle reazioni biosintetiche laterali (per le vie ramificate) • Stimolo degli enzimi biosintetici • Inibizione degli enzimi degradativi • Stimolo della secrezione 4. Organismi con tutte queste caratteristiche possono essere: • Isolati naturali • Mutanti naturali • Mutanti indotti • Organismi manipolati geneticamente

Isolamento di un organismo produttore: • Si effettuano campionamenti (es dal suolo) o si effettua una mutagenesi • Si piastrano delle diluizioni dei campioni e si lascia sviluppare la colonia • Si stratifica dell’agar contenente l’organismo tester (esigente in aa) • Si valuta l’alone di crescita attorno al produttore