بهینه‌ سازی تولید اسید سیتریک از گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر

بهینه‌ سازی تولید اسید سیتریک از گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر

اسید سیتریک مهمترین اسید آلی تولید شده است که به طور گسترده ای در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده عمدتا توسط تخمیر غوطه ور با استفاده از Aspergillus niger یا Candida sp تولید می شود. از منابع مختلف کربوهیدرات، مانند ملاس و محیط نشاسته ای. با این حال، سایر تکنیک های تخمیر، به عنوان مثال تخمیر حالت جامد و تخمیر سطح، و منابع جایگزین کربن مانند باقی مانده های کشت و صنعت به شدت مورد مطالعه قرار گرفته اند که چشم انداز خوبی برای تولید آن است. این مقاله با ارائه خلاصه ای از موضوع، توصیف میکرو ارگانیسم ها، تکنیک های تولید و غیره، پیشرفت های اخیر در تولید اسید سیتریک را مرور می کند.

اگرچه روش ها برای سنتز اسید سیتریک با استفاده از ابزارهای شیمیایی نیز به خوبی توسعه یافته اند، اما موفقیت های بهتری با استفاده از تخمیرات میکروبی حاصل شد و در طی مدت زمان، این روش به دلیل انتخاب اقتصادی برای تولید تجاری، به روش اصلی تبدیل شده است، که این بیشتر به دلیل مزیت اقتصادی بیولوژیکی است.

دمای مطلوب برای تولید اسید سیتریک ۳۰ درجه سانتی گراد است، اما اگر درجه حرارت محیط بالاتر از ۳۰ درجه سانتی گراد باشد، بیوسنتز اسید سیتریک کاهش می یابد. این ممکن است به دلیل درجه حرارت بالا باشد که می تواند باعث دناتوراسیون آنزیم سیترات سنتاز و تجمع سایر اسیدهای فرآورده جانبی مانند اسید اگزالیک و سرکوب آنزیم کاتابولیت شود و همچنین از رشد آن جلوگیری می کند.

تولید میکروبی اسید سیتریک ‌از گونه قارچی آسپرژیلوس نیجر

هنگامی که کربوهیدرات ها به دی اکسید کربن اکسید می شوند، اسید سیتریک واسطه ای در چرخه اسید تریکاربوکسیلیک است. این طعم ترش میوه های مختلفی است که در آن وجود دارد، مانند لیمو، انجیر، پرتقال، آناناس، گلابی و توت سیاه. به دلیل حلالیت زیاد و سمیت کم، اسید سیتریک می تواند در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار گیرد. تخمین زده می شود که بیش از ۶۵٪ اسید سیتریک تولید شده برای غذا و نوشیدنی مصرف شود. در حال حاضر حدود ۹۹٪ اسید سیتریک جهان از طریق تخمیر با برخی از باکتری ها و قارچ ها تولید می شود.

قارچ رشته ای Aspergillus niger

قارچ رشته ای Aspergillus niger به میکروارگانیسم هایی با اهمیت بیوتکنولوژیکی فوق العاده تعلق دارد، زیرا از آن برای تولید متابولیت های مختلف اولیه (اسیدهای آلی) و آنزیم ها استفاده می شود. در حقیقت، تولید اسید سیتریک توسط این قارچ از نظر بهره وری یکی از کارآمدترین فرآیند های زیستی است، زیرا Aspergillus niger می تواند تا ۸۰٪ از بستر را به محصول نهایی تبدیل کند. از آنجا که اسید سیتریک یک ماده شیمیایی کالا است، استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و در دسترس برای تولید تجاری ضروری است. مواد نشاسته ای بسترهای مناسب تری برای تولید اسید سیتریک هستند زیرا تجدید پذیر هستند و در مقادیر زیاد و با نرخ ارزان تر در دسترس هستند.

اسید سیتریک بزرگترین اسید آلی مصرف شده در جهان است و به طور گسترده ای در صنایع آشامیدنی، غذایی و دارویی استفاده می شود. Aspergillus niger اصلی ترین ماده در تولید اسید سیتریک است. اسید سیتریک بزرگترین اسید آلی مصرف شده در جهان است و به طور گسترده ای در صنایع آشامیدنی، غذایی و دارویی استفاده می شود. Aspergillus niger اصلی ترین ماده در تولید اسید سیتریک است.

سیستم های مبتنی بر میکروب به دلیل فضای محدود مورد نیاز برای کشت، رشد سریع آن ها و ویژگی های متنوع فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، فرایندهای بیوتکنولوژی مهم و همه کاره ای هستند. اسید سیتریک یکی از رایج ترین محصولات تجاری مبتنی بر تخمیر میکروبی است که تقاضای بی پایانی دارد. در سال ۲۰۰۸، تولید جهانی اسید سیتریک از ۱٫۶ میلیون تن فراتر رفت و انتظار می رود فقط در آینده افزایش یابد. اسید سیتریک به دلیل سمیت کم و قابلیت حلالیت و خوش طعم بودن، در صنایع نوشیدنی، مواد غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی و خانگی نقش اساسی دارد. تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها، از جمله باکتری ها و قارچ ها، برای تولید اسید سیتریک استفاده می شود.

اگرچه از گونه های قارچی Aspergillus niger به طور سنتی برای تولید اسید سیتریک تجاری استفاده می شود، سیستم هایی که از گونه های مختلف مخمر استفاده می کنند اخیراً مورد توجه قرار گرفته اند. فرآیندهای زیستی برای تولید اسید سیتریک با استفاده از مخمرها دارای مزایای مختلفی در مقایسه با فرآیندهای آسپرژیلوس هستند.