# Produção microbiológica de aminoácidos

Os aminoácidos podem ser produzidos industrialmente por três processos: extração por meio de hidrolisados, síntese química e produção por métodos biotecnológicos. Considerando os métodos biotecnológicos, a produção microbiológica de aminoácidos possui enfoque na fermentação direta de aminoácidos, na conversão de produtos intermediários baratos via biossíntese e no uso de enzimas ou células imobilizadas.
A fermentação é um processo ao qual fungos e bactérias são capazes de transformar açúcares em outros produtos e energia. Na fermentação direta de aminoácidos, diversas fontes de carbono podem ser utilizadas, entre elas glicose, frutose, hidrolisados de amido, melaço, glicerol, etc. Aquelas que utilizam o metanol como matéria prima têm sido muito estudadas, pois esse substrato apresenta um baixo custo, porém possui um baixo rendimento, fazendo com que não possua utilização industrial. Ao final da fermentação, o aminoácido pode ser recuperado por precipitação, através de coluna de troca iônica, eletrodiálise ou extração com solventes orgânicos. Assim sendo, a fermentação possui diversas vantagens, entre elas o fácil escalonamento e a utilização de matéria-prima barata.
Já a biossíntese, é um processo no qual há a produção de compostos químicos por meio de seres vivos. Na conversão de produtos intermediários baratos via biossíntese, há como exemplo a glicocola (ou glicina), considerada o mais simples dos aminoácidos encontrado em diversas proteínas, possui baixo custo e pode ser convertida em L-serina.
Ainda, na produção envolvendo enzimas ou células imobilizadas, uma vez que processos contínuos implicam em reatores de enzimas unidas a membranas, há a produção de compostos considerados opticamente puros, entretanto precisam de matéria prima específica, devido à alta especificidade das enzimas ao seu substrato. Entre as reações mais comuns envolvendo esse processo, estão a utilização de aminoacilases específicas de Aspergillus oryzae para clivar seletivamente um D, L aminoácido sintetizado e a produção de L – α – aminoácidos a partir de α – cetoácidos, utilizando aminoácidos desidrogenases.

## Um exemplo: Produção de glutamato

Em 1907, o pesquisador japonês Kikunae Ikeda iniciou um projeto de pesquisa visando identificar a substância que era responsável pelo sabor único observado em algumas sopas no Japão. Ikeda, acreditava que esse sabor único não pudesse ser categorizado como salgado, azedo, doce ou amargo, e por isso nomeou o suposto quinto sabor básico como umami, traduzido como “saboroso”. A partir disso, sua intenção era isolar a substância responsável pelo sabor umami, para que tivesse um efeito comercial, como um tempero, de forma a contribuir para a melhoria da alimentação e nutrição humana.
Em 1908, Ikeda conseguiu através da utilização da extração com água isolar o composto a partir da alga Kombu, sendo este identificado como sendo o ácido L-glutâmico. Dessa forma, em parceria com o empresário Saborosuke Suzuki, patenteou o processo de produção de um tempero, consistindo principalmente de um sal de ácido L-glutâmico, registrando-o sob o nome de Aji-no-moto.
Com o desenvolvimento do processo de produção do glutamato monossódico, veio a fermentação, de forma a trazer diversos benefícios para o processo, sendo hoje a forma de produção mais comumente empregada. Na fermentação há a produção de glutamato em larga escala, onde microrganismos são selecionados e cultivados com carboidratos e amônia.As células são capazes de produzir glutamato por meio de ácido 2-oxo-pentanodióico pela fixação redutora da amônia que utiliza a enzima glutamato desidrogenase, constituinte natural da célula. No cultivo, são normalmente empregadas bactérias do gênero Corineformes, podendo-se destacar Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium lactofermentum, e Brevibacterium flavum. Essas bactérias são gram-positivas, não formam esporos e geram a acumulação de glutamato apenas em condições de restrição de biotina, contudo métodos foram desenvolvidos como a adição de surfactante ou penicilina, por exemplo, de forma que as bactérias produzissem grandes quantidades de glutamato sem que houvesse limitação de biotina.
O processo de produção industrial de glutamato monossódico por meio da fermentação continua sendo desenvolvido de forma a melhorar o rendimento na conversão dos açúcares em glutamato e na velocidade de produção. Além disso, a fermentação permite que o isolamento do L-glutamato seja simples, constituindo em uma importante vantagem do método. Ainda, um novo método para a purificação dos cristais de ácido L-glutâmico foi desenvolvido por meio da recristalização da forma b (17) e subsequente conversão para glutamato monossódico, onde o licor-mãe excedente da cristalização pode ser utilizado para a produção de fertilizante. Então, após os processo de filtração, purificação, conversão e cristalização, o glutamato monossódico adquire forma de cristal branco pronto para uso.
Dessa forma, criação do método de fermentação melhorou grandemente o processo de produção de glutamato monossódico, permitindo que sua produção acompanhasse demanda do mercado.