Axit amin được tạo ra như thế nào | Axit amin | Giới thiệu về Tập đoàn Ajinomoto | Trang web toàn cầu của Tập đoàn Ajinomoto – Ăn ngon, Sống khỏe.

Axit amin được tạo ra từ các thành phần có nguồn gốc thực vật. Các sản phẩm lên men như miso và đậu nành được tạo ra bằng cách lên men đậu nành hoặc lúa mì với nền văn hóa koji. Quá trình lên men phá vỡ protein và biến nó thành các axit amin. Miso và đậu nành là những ví dụ về cách các axit amin từ lâu đã trở thành một phần của chế độ ăn uống của người Nhật và cách người Nhật cố gắng tạo ra những món ăn ngon. Các axit amin được sử dụng trong các sản phẩm axit amin chủ yếu được tạo ra bằng cách lên men các thành phần có nguồn gốc thực vật giống như cách làm miso và nước tương.

Trong quá trình lên men axit amin, axit amin được tạo ra bằng cách lên men các thành phần với vi sinh vật (như vi khuẩn probiotic). Các vi sinh vật này biến các thành phần thành thức ăn và các chất khác mà vi sinh vật cần. Trong quá trình lên men các thành phần như rỉ đường được thêm vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Điều này giúp vi sinh vật nhân lên và tạo ra các axit amin. Vi sinh vật chứa các enzym có tác dụng đẩy nhanh các phản ứng phân hủy và tổng hợp các chất mới Quá trình lên men là một chuỗi các phản ứng liên quan đến khoảng 10 đến 30 loại enzym.

Để tạo ra axit amin bằng vi sinh vật, trước hết chúng ta phải tìm ra những vi sinh vật có tiềm năng tạo ra axit amin mạnh. Một gam đất tự nhiên chứa khoảng 100 triệu vi sinh vật. Từ đó, chúng ta phải tìm ra vi sinh vật nào hiệu quả nhất. Khi tìm thấy đúng vi sinh vật, các chủng vi sinh vật tốt hơn phải được phát triển để có được vi sinh vật có tiềm năng tốt nhất. Số lượng axit amin được tạo thành phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của các enzym. Có thể tạo ra nhiều axit amin hơn nếu các enzym tạo ra axit amin thích hợp được giữ ở điều kiện lý tưởng. Tuy nhiên, ít hơn có thể được thực hiện nếu những điều kiện này không xuất hiện. Giả sử vi sinh vật có con đường trao đổi chất là A → (a) → B → (b) → C → (c) → D, trong đó (a), (b) và (c) là các enzim. Để tạo ra một lượng lớn axit amin C, các enzym (a) và (b) cần phải hoạt động nhiều hơn và enzym (c) không được hoạt động. Điều này có thể được thực hiện bằng cách phát triển các chủng cải tiến thông qua các kỹ thuật khác nhau. Để tạo ra axit amin, các thùng lên men chứa đầy mật đường và các thành phần đường như mía, ngô và sắn. Điều kiện lý tưởng đạt được để khuấy, cung cấp oxy, nhiệt độ và mức độ pH. Các axit amin mong muốn sau đó được tinh chế từ nước dùng lên men này.

Ngoài quá trình lên men, có nhiều cách khác để tạo ra axit amin, chẳng hạn như bằng phản ứng enzym, chiết xuất và tổng hợp.

Trong quá trình phản ứng enzym, một hoặc hai loại enzym được sử dụng để biến tiền chất axit amin thành axit amin thích hợp. Trong phương pháp này, không cần nhân lên vi sinh vật bằng cách chuyển đổi axit amin cụ thể, và không có quá trình dài bắt đầu từ glucose. Quá trình phản ứng enzym là lý tưởng nếu tiền chất có giá thành thấp.
Axit amin có thể được sản xuất bằng cách phá vỡ protein, được gọi là phương pháp chiết xuất. Tuy nhiên, lượng axit amin trong protein nguồn hạn chế số lượng axit amin được tạo ra. Chiết xuất không tốt cho việc tạo ra số lượng lớn các axit amin cụ thể.

Tổng hợp sử dụng các phản ứng hóa học để tạo ra axit amin, và được sử dụng rộng rãi trong thời kỳ đầu phát triển các cách tạo ra axit amin. Vấn đề với quá trình tổng hợp là các phản ứng hóa học tạo ra lượng axit amin L- và D bằng nhau. Kết quả là, các axit amin D được tạo ra sau đó phải được tạo thành axit amin L. Do đó, phương pháp tốn kém hơn này đòi hỏi các bước xử lý và thiết bị bổ sung, do đó nó dần dần bị loại bỏ khỏi sản xuất. Tuy nhiên, nó vẫn được sử dụng để tạo ra glycine, không xảy ra ở dạng D- và L- và đối với các axit amin không có sự khác biệt nếu chúng là dạng D- hoặc L- khi được sử dụng.

Ưu điểm của quá trình lên men là nó cho phép chúng ta tạo ra một lượng lớn axit amin với chi phí thấp với các cơ sở tương đối nhỏ. Sử dụng quá trình lên men để tạo ra các axit amin đã giúp phát triển thị trường axit amin. Trong những năm 1960, sản xuất glutamate chuyển từ chiết xuất sang lên men và sản xuất các axit amin khác nối tiếp nhau.