3 Metoder brukt til kommersiell produksjon av sitronsyre

Noen av metodene som brukes for kommersiell produksjon av sitronsyre er som følger:

Sitronsyre (2-hydroksypropan-1, 2, 3-trikarboksylsyre) er et primær metabolisk produkt og dannes i trikarboksylsyre-syklusen.

Kjemisk syntetiseres sitronsyre fra glyserol. Det var Wehmer (1893) som rapporterte den brede forekomsten av sitronsyre i de mikrobielle metabolitter. Molliard (1922) bekreftet akkumuleringen av sitronsyre i kulturer av Aspergillus niger under betingelsene for næringsdefekt.

(i) Koji-fermenteringsprosessen: Det er tre metoder for kommersiell produksjon av sitronsyre:

Denne metoden brukes i Japan, som utgjør om lag en femtedel av sitronsyre produsert per år. Stammer av A. niger brukes i denne metoden.

(ii) Fermenteringsprosess for flytende overflatekultur:

I denne metoden inokuleres flytende kulturer med sporer av A. niger som spirer innen 24 timer. Mycelia deksel og flyte på overflaten av løsningen.

(iii) nedsatt kulturfermenteringsprosess:

I dette tilfellet vokser mycelia av A. japonicum i løsningen på ca. 15 cm dybde i tanker. Sitronsyre produsert på denne måten er dårligere enn den som frembringes ved flytende overflatekulturfermentering.

For kommersiell produksjon er stammer av A. niger valgt fra hybrider eller mutanter utviklet ved visse prosedyrer. Stammen skal være slik at det kan produsere ikke mindre enn 80 g sitronsyre pr. 100 g glukose. For storskala produksjon er kontinuerlig kultur ikke egnet. Derfor kreves et multitanksystem for kontinuerlig gjæring i en hvilken som helst prosess der cellevekst og metabolske produkter opptrer på forskjellige tidspunkter.

Kulturmedium inneholder karbohydrater, KH2P04 (0, 01-0, 3%), MgS04 .7H20 (0, 25%) og noen sporstoffer. Løsninger av karbohydrater er konsentrert stokkjuice, glukose eller sukrose. Hvis substratet er melasse, kan ferrocyanid (20-150 mg / liter) tilsettes til dyrkningsmedium før sterilisering for å utfelle overflødig jern. I stedet for jern kan klargjorte melasse passeres gjennom en ionbytterharpiks. Under laboratoriebetingelse oppnås de høyeste utbytter ved bruk av sukrose som passeres gjennom en ionbytterharpiks.

På dette stadiet er det nødvendig å legge kobber (0, 1-0, 50 ppm) til kulturmediet bare når fermenteren er laget av stål eller noe ugjennomtrengelig belegg påføres (til vanlige fermentorer) pH i dyrkningsmediet opprettholdes til ca. 3, 5 ved å tilsette ammoniumnitrat (0, 25) som unngår dannelsen av oksale og glukonsyrer.

Kultursmediet steriliseres ved å passere gjennom rørene av dampmantelvarmeveksler og avkjøles til ca. 30 ° C i en annen varmeveksler.

Inokulering av A. niger-stamme til kulturmediet følges av lufting ved å boble luft for å tillate maksimal vekst av soppen. Fermenteringsprosessen er fullført på ca. 5-14 dager ved 27-33 ° C. Den fermenterte kjøttkraft virker som kilde til sitronsyre. Kalk (Ca (OH) ₂ ) tilsettes slik at utfelling av sitronsyre i form av kalsiumcitrat. Igjen behandles bunnfallet med svovelsyre for å utfelle uoppløselig kalsiumsulfat. Det blir deretter filtrert.

Filtratet som inneholder sitronsyre renses ved å passere gjennom kolonnen av karbongranuler som er forbehandlet med varme eller vasket med saltsyre. Passering gjennom ionbytter-sengeløsninger demineraliseres, som deretter konsentreres under vakuum for å danne krystaller. Krystaller gjenvinnes ved sentrifugering og moderluten returneres til fordamperen for å få gjenværende krystaller.

Sitronsyre blir gjort tilgjengelig i markedet i form av vannfri, krystallinsk kjemisk som pulver.

Biokjemi av fermentering:

Sitronsyre produseres under trofofase som følge av avbrudd av trikarboksylsyre syklus. I A. niger passerer ca. 78% sukker gjennom EMP-banen og resulterer i produksjon av acetyl CoA som kondenserer med oksaloeddiksyre for å gi sitronsyre.

Ytterligere sitronsyre-syklus avbrytes ved inhibering av aconitase og isocitrisk dehydrogenase enten ved kobber eller hydrogenperoksid. Imidlertid er jern en vesentlig kofaktor av disse enzymene. Cu og Fe i et forhold på 0, 3: 2 (mg / liter) avbryter aktiviteten til disse enzymene ved pH 2, 0.