3 Metoder som används för kommersiell produktion av citronsyra

Några av de metoder som används för kommersiell produktion av citronsyra är följande:

Citronsyra (2-hydroxipropan-1, 2, 3-trikarboxylsyra) är en primär metabolisk produkt och bildas i trikarboxylsyracykeln.

Kemiskt syntetiserades citronsyra från glycerolen. Det var Wehmer (1893) som rapporterade den breda förekomsten av citronsyra i de mikrobiella metaboliterna. Molliard (1922) bekräftade ackumulationen av citronsyra i odlingarna av Aspergillus niger under betingelserna för näringsbrist.

(i) Koji Fermentation Process: Det finns tre metoder för kommersiell produktion av citronsyra:

Denna metod används i Japan, som står för cirka en femtedel av citronsyra producerad per år. Stammar av A. niger används i denna metod.

(ii) Fermenteringsprocess för flytande ytkultur:

I denna metod ympas flytande odlingar med sporerna av A. niger som grobar inom 24 timmar. Mycelia täcker och flyter på ytan av lösningen.

(iii) nedsänkt kulturfermentationsprocess:

I detta fall växer mycelian av A. japonicum i lösningen av ca 15 cm djup i tankar. Citronsyra framställd på detta sätt är sämre än den som produceras genom fermentering av flytande ytkultur.

För kommersiell produktion väljes stammar av A. niger från de hybrider eller mutanter som utvecklas genom viss procedur. Stammarna bör vara sådana som kan producera minst 80 g citronsyra per 100 g glukos. För storskalig produktion är kontinuerlig kultur inte lämplig. Därför krävs ett multitanksystem för kontinuerlig jäsning i vilken process som helst i vilken celltillväxt och metaboliska produkter förekommer vid olika tidpunkter.

Kulturmedium innehåller kolhydrater, KH2P04 (0, 01-0, 3%), MgS04, 7H20 (0, 25%) och några spårämnen. Lösningar av kolhydrater är koncentrerad sockerrörsjuice, glukos eller sackaros. Om substratet är melass kan ferrocyanid (20-150 mg / liter) sättas till odlingsmedium före sterilisering för utfällning av överskott av järn. Istället för järn kan klarade melass passeras genom ett jonbytarharts. Under laboratorietillstånd erhålles högsta utbyte genom användning av sackaros som passerar genom ett jonbytarharts.

Vid detta tillfälle är det nödvändigt att tillsätta koppar (0, 1-0, 50 ppm) endast till odlingsmediet när fermentorn är uppbyggd av stål eller någon ogenomtränglig beläggning appliceras (till vanliga fermentorer) pH hos odlingsmediet hålls till omkring 3, 5 genom tillsats av ammoniumnitrat (0, 25) som undviker bildningen av oxalsyra och glukonsyror.

Odlingsmediet steriliseras genom att passera genom rören av ångmanteld värmeväxlare och kyles ner till ca 30 ° C i en annan växlare.

Inokulering av A. niger-stam till odlingsmediet följs av luftning genom att bubblera luft för att tillåta maximal tillväxt av svampen. Fermenteringsprocessen avslutas på cirka 5-14 dagar vid 27-33 ° C. Den fermenterade buljongen fungerar som källan av citronsyra. Kalk (Ca (OH) ₂ ) tillsätts för att tillåta utfällning av citronsyra i form av kalciumcitrat. Återigen behandlas fällningen med svavelsyra för utfällning av olösligt kalciumsulfat. Det filtreras sedan.

Filtratet innehållande citronsyra renas genom att passera genom kolonn av kolgranuler som förbehandlas med värme eller tvättas med saltsyra. Passera genom jonbytesbäddslösningar demineraliseras, vilken därefter koncentreras under vakuum för att bilda kristaller. Kristaller återvinns genom centrifugering och moderluten återföres till indunstare för att få kvarvarande kristaller.

Citronsyra är tillgänglig på marknaden i form av vattenfri kristallin kemikalie som pulver.

Fermenteringskemi:

Citronsyra produceras under trofofas som ett resultat av avbrott av trikarboxylsyracykeln. I A. niger passerar ca 78% socker genom EMP-vägen och resulterar i produktion av acetyl CoA som kondenserar med oxaloättiksyra för att ge citronsyra.

Ytterligare citronsyracykel avbryts genom inhibering av aconitas och isocitrisk dehydrogenas antingen med koppar eller väteperoxid. Järn är dock en väsentlig kofaktor för dessa enzymer. Cu och Fe i ett förhållande 0, 3: 2 (mg / liter) avbryter aktiviteten hos dessa enzymer vid pH 2, 0.