Az aminosavak szerepe

Az aminosavak a növényekben természetes körülmények között megtalálható szerves vegyületek. Csoportosításuk
többféle módon lehetséges, a leggyakrabban azonban négyféle csoportjukat különböztetjük meg:

1. univerzális fehérjealkotó aminosavak – számuk 20, és belőlük épülnek fel a fehérjék és a növények egyéb szerkezeti elemei, aktív vegyületei (pl. enzimek, hormonok)

2. speciális fehérjealkotó aminosavak

3. univerzális, nem fehérjealkotó aminosavak

4. speciális, nem fehérjealkotó aminosavak

Az utolsó három csoportba az első csoport képződése illetve átalakulása során keletkező, ún. köztes- vagy másod
lagos anyagcsere termékek tartoznak.

Kémiailag két formát különböztetünk meg: a biológiailag aktív L-, és ennek optikai izomerjét (magyarul tükörképét),
a biológiailag inaktív D-α-aminosavat. A fehérjék felépítésében csak az előbbi változat (L-α-aminosav) vesz részt.

Az aminosavak szerepe a növényben

Az aminosavak legfontosabb növényélettani szerepe a következőképpen foglalható össze:

1. szerkezeti építőelemek – elsősorban fehérjék és fehérje jellegű (pl. enzimek, hormonok) anyagok előállításához szükséges alapanyagok, illetve különböző bioaktív vegyületek (pl. klorofill, poliaminok, lignin) előanyagai (ún. prekurzorok)
2. (szerves) N-raktárak – a növény a felvett nitrogént enzimatikus úton aminosavakba alakítja át és így raktározza
3. kelatizáló-szállító egységek – a különböző elemeket (pl. tápanyagok) és molekulákat kelatizálva szállítják el növényen belül az aktív növekedési és felhasználási pontokhoz, mivel kis méretük miatt akadály nélkül közlekedhetnek
4. szignál vegyületek – közvetlenül részt vesznek, mint biológiai jelközvetítők a különböző élettani folyamatok szabályozásában (serkentés, irányítás, gátlás)
5. pufferek – ún. amfoter jellegük miatt vizes oldatokban az élő szervezetben képesek tompítani mind a savak mind a bázisok (lúgok) káros hatását

• aszparagin/aszparaginsav (csírázás serkentése, szerves N raktár, termésképződés serkentése)

• cisztein (rezisztencia- és stressztűrő képesség serkentése, antioxidáns képzés, kelátképző)

• fenilalanin (szín elővegyület, csírázás serkentése, ligninképződés serkentése)

• glicin (íz elővegyület, klorofill előanyaga, termésképződés szabályozása, kelátképző, hajtás és levél növekedésének serkentése)

• glutamin/glutaminsav (szerves N raktár, rezisztencia- és stressztűrő képesség serkentése, pollen csírázásának serkentése, csírázás serkentése, fotoszintézis serkentése, termésképződés szabályozása, légcserenyílások szabályozása, kelátképző, növekedés serkentése, ozmotikus szabályozás)

• hisztidin (antioxidáns képzés, kelátképző, érés szabályozása)

• izoleucin (aroma elővegyület)

• leucin (gibberellin elővegyülete, aroma elővegyület)

• lizin (rezisztencia- és stressztűrő képesség serkentése, pollen csírázásának serkentése, csírázás serkentése, fotoszintézis  serkentése, antioxidáns képzés, légcserenyílások szabályozása, kelátképző

• metionin (gyökérképződés serkentése, etilén elővegyülete, öregedés lassítása, pollen csírázásának serkentése, csírázás  serkentése, antioxidáns képzés, légcserenyílások szabályozása)

• prolin (rezisztencia- és stressztűrő képesség serkentése, szerves N raktár, gibberellin elővegyülete, íz elővegyület, pollen  csírázásának serkentése, csírázás serkentése, fotoszintézis serkentése, ozmotikus szabályozás, légcserenyílások szabályozása, vízháztartás szabályozása, hidegtűrés serkentése)

A növényi sejten belül az aminosavak tárolására kétféle raktár létezik. Az egyikbe a szintézisből, a másikba a lebontásból származó aminosavak kerülnek. A két raktár között van bizonyos átmenet, és megvan az a fontossági sorrend is, hogy a növény adott fiziológiai állapotában melyikből jut hozzá azokhoz. A külső forrásból származó aminosavak a szintézis­raktárba kerülnek, amelyet elsősorban a fehérjék előállítására használ fel a növény.

A szabad aminosav tartalmú készítmények alkalmazása

A fentiek (növényélettani szerep, anyagcsere) ismeretében könnyebb megérteni, hogy a szabadaminosavakat tartalmazó készítményeket a növények milyen módon tudják hasznosítani:

1. mivel nem kell önmaguknak előállítani, ezért nagy mennyiségű energiát takarítanak meg, amit aztán egyéb folyamatoknál tudnak hasznosítani (tehermentesítés)
2. szerves nitrogénhez jutnak, azonnal hasznosítható formában
3. közvetlenül az egyes folyamatok szabályozására fordítják
4. ionok kelatizálásával azok felszívódásást, növényen belüli mozgását és felhasználását segítik
5. komplex módon javítják a stressztűrést és gyorsítják a stresszreakciót

A gyártástechnológia szerepe a termékek minőségében és használhatóságában

Az aminosavas termékek ipari előállítására jelenleg négyféle módszert alkalmaznak. Ezek rendre a következők:

• kémiai szintézis – Ennek során az aminosavakat alkotóelemeiből készítik kémiai módszerekkel. Jellemzője, hogy nem minden aminosavat tudnak így előállítani, illetve nagyon magas (50%) a racemizálódás aránya. (A racemizálódás során az aminosavak maguktól átalakulnak inaktív D-izomerré, azaz elvesztik biológiai értéküket.)
   
• fermentálás – Ipari körülmények között baktériumok termelik az aminosavakat. Jellegéből adódóan csak néhány aminosav előállítására alkalmas, és a végtermék általában egyéb molekulákkal (pl. szénhidrátok) van összekapcsolva.
   
• kémiai hidrolízis (bontás) – Erős lúgokkal vagy savakkal roncsolják el az alapanyagul szolgáló fehérjéket. Az eljárás nem specifikus, ezért nemkívánatos fehérje darabkák is keletkeznek, nagy az aminosav vesztés mértéke, és magas a racemizálódás (inaktiválódás) mértéke. Ezzel szemben a módszerek közül ez a legolcsóbb.
   
• enzimekkel végzett hidrolízis (bontás) – Ez a legfejlettebb gyártástechnológia, amely az enzimek specifikus hatásmódján alapul: az alapanyagként szolgáló fehérje aminosav láncát pontosan az alkotórészek határánál hasítja el, így csak szabad és aktív aminosavak keletkeznek. A módszerrel a teljes aminosav sor előállítható.
   

A Terra-Sorb és AminoQuelant termékcsalád gyártásánál a barcelonai székhelyű Bioiberica gyógyszeripari cég biotechnológiai úton előállított enzimek segítségével állítja elő az aminosavakat. A módszer az élő szervezetben működő természetes folyamatokat modellezi, és szigorúan ellenőrzött körülmények mellett, gyógyszergyári körülmények között zajlik.