بررسی اثرات pH و نوع قند بر تولید اسید سیتریک توسط گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر

اسید سیتریک (CA) مهمترین محصول تجاری است که با استفاده از بسترهای مختلف قند در محیط زمینی تولید می شود. مطالعه حاضر برای تولید اسید سیتریک توسط سویه قارچی Aspergillus niger از جلبک دریایی قرمز Gelidiella acerosa بهترین گزینه برای بستر قند در محیط دریایی است. در این مطالعه سه نوع محیط تولید از جمله (ساکارز) با رعایت شرایط استاندارد تخمیر تهیه شد. تولید اسید سیتریک با کاهش سطح pH نشان داده شد. محیط شاهد بیشترین عملکرد ۸۰ گرم در لیتر در pH 1.5 و محیط دریایی حاوی پودر جلبک دریایی خام و سایر ترکیبات عملکرد ۳۰ گرم در لیتر در pH 3.5 را نشان داد در حالی که محیط حاوی جلبک دریایی خام و ۱۰٪ ساکارز عملکرد ۵۰ گرم در لیتر در pH 3.0. در ادامه همراه ما باشید تا شما را با تولید اسید سیتریک توسط گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر آشنا کنیم.

نحوه تولید اسید سیتریک

اسید سیتریک یکی از رایج ترین محصولاتی است که تقاضای بی پایان در بازار جهانی دارد. این نقش محوری در صنایع غذایی و آشامیدنی و دارویی، مواد آرایشی شیمیایی و سایر صنایع برای کاربردهایی مانند اسید سازی، آنتی اکسیدان، طعم دهنده، تقویت، نگهداری و پلاستیک سازی و به عنوان یک عامل هم افزایی ایفا می کند. تخمیر اسید سیتریک یکی از تخمیرهای ابتدایی است اما با گذشت زمان تولید آن همچنان در حال افزایش است. در سال ۲۰۰۷، تولید جهانی آن از ۱٫۶ میلیون تن فراتر رفته است.

یکی از مهمترین قارچهای مورد استفاده در میکروبیولوژی صنعتی، Aspergillus niger، سالهاست که برای تولید تجاری اسید سیتریک استفاده می شود. با این حال، تقاضای جهانی اسید سیتریک سریعتر از تولید آن در حال افزایش است و به فرآیندهای اقتصادی بیشتری نیاز است. A. niger معمولاً برای تولید اسید سیتریک استفاده می شود. واقعیت این است که ارگانیسم به دلیل سیستم آنزیمی پیشرفته، توانایی استفاده از انواع بسترها را دارد. اگرچه Aspergillus niger تولید کننده سنتی اسید سیتریک است، اما در طی ۳۰ سال گذشته استفاده از مخمرها برای فرآیند های تخمیر اسید سیتریک مورد توجه محققان قرار گرفته است. در میان گونه های مخمر، Yarrowia lipolytica به عنوان یک تولید کننده بالقوه اسید سیتریک شناخته می شود.

اسید سیتریک به دلیل کاربردهای فراوان دارای پتانسیل اقتصادی بالایی است. بیشتر با تخمیر میکروبی با استفاده از Aspergillus niger تولید می شود. با توجه به افزایش تقاضا و بازارهای در حال رشد، همیشه نیاز به کشف و توسعه تکنیک ها و راه حل های تولید بهتر برای بهبود بازده تولید و کارایی بازیابی محصول وجود دارد. برای حمایت از مقیاس عظیم تولید، لازم و مهم است که فرآیند تولید با استفاده از مواد زائد کشت وصنعت در دسترس و ارزان، ضمن حفظ بازده تولید بالا، سازگار با محیط زیست باشد.

بیوشیمی تشکیل اسید سیتریک توسط آسپرژیلوس نایجر

بیوشیمی تشکیل اسید سیتریک پیچیده است. تولید اسید سیتریک به دلیل تأثیر جمعی شرایط مختلف تغذیه ای در محیط ایجاد می شود. شرایط تغذیه به طور هم افزایی بر عملکرد تولید اسید سیتریک تأثیر می گذارد، از جمله غلظت منبع کربن، اکسیژن محلول، یون های هیدروژن و غلظت های زیر بهینه فسفات و فلزات کمیاب. برخی مطالعات گزارش می دهند که محدودیت منبع نیتروژن و کمبود منگنز یا فسفات در محیط تخمیر باعث مهار آنابولیسم A. niger و در نتیجه تخریب پروتئین می شود که به نوبه خود منجر به غلظت بالاتر یونهای آمونیوم می شود. سیترات بیش از حد می تواند توسط A. niger از طریق یک مسیر فعال گلیکولیتیک تولید شود. سیترات یک مهار کننده شناخته شده گلیکولیز است.

نتیجه گیری

استفاده از تفاله میوه Parkia biglobosa به عنوان بستری برای تولید اسید سیتریک توسط Aspergillus niger بررسی شد. و اثر pH اولیه بر تولید اسید سیتریک بررسی شد. نتیجه نشان داد که افزایش pH باعث کاهش تولید اسید سیتریک می شود. حداکثر عملکرد ۱٫۱۵ گرم در لیتر در pH 2 بدست آمد. افزایش بیشتر pH باعث کاهش تولید اسید سیتریک شد.