Producción biotecnológica de ácido cítrico

Producción biotecnológica de ácido cítrico

El acido cítrico es un producto químico que puede ser utilizado en varios ámbitos (como ya he explicado en el articulo “el ácido cítrico en síntesis”) cuya producción industrial se lleva a cabo preferentemente mediante el uso de un microrganismo llamado Aspergillus Niger en fermentadores para cultivo sumergido, que en este caso presentan mayor  productividad y rendimiento respecto a otros reactores.

El acido cítrico es un producto intermedio del ciclo de Krebs, es producido a partir de glucosa según la vía de Embden-Meyerhof (o glucolisis o glicolisis, diferentes nombres para la misma vía metabólica), que en ambiente aeróbico da como resultado la producción de acetil-coenzima A. Esta coenzima entra en el ciclo de Krebs en donde reacciona con el ácido oxalacético para formar acido cítrico según la siguiente reacción:

La reacción es catalizada por la enzimacitrato sintasa. Luego es necesario bloquear la enzima aconitasa (o aconitato hidratasa) que cataliza la reacción sucesiva del ciclo de Krebs, en donde el ácido cítrico es transformado en ácido isocitrico. A tal propósito se puede agregar EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) que actúa como secuestrante de Fe, que se encuentra en la enzima aconitasa. Otra alternativa puede ser agregar Cu que va a enlazarse con la enzima aconitasa mejor que el Fe, bloqueando de este modo la reacción.

Materias Primas

Como materia prima, a nivel industrial se puede utilizar la melaza de caña de azúcar o deremolacha azucarera, sustancias amiláceas del maíz, o soluciones de glucosa y sacarosa.

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Pre-tratamiento:

1. Filtración y tratamiento de la materia prima con resinas de intercambio iónico. ( con el objetivo de eliminar iones metálicos como el magnesio, el zinc, el hierro y sobretodo el manganeso que favorece la producción de acido oxálico.)
2. Esterilización e inmisión en el fermentador en donde también se introduce el inóculo incubado apropiadamente.

• pH comprendido entre 2,8 y 1,5
• temperatura comprendida entre 28oC y 33oC
  Rendimiento: 70 – 80% del carbohidrato inicial.

Duración:

Entre 6 y 15 días.(según la materia prima utilizada)

Recuperación de ácido cítrico:

1. Filtración (para remover células y otros residuos solidos)
2. Precipitación del citrato de calcio agregando hidróxido de calcio.
3. Filtración para separar el precipitado que luego se disuelve con ácido sulfúrico.
4. Formación de acido cítrico y sulfato de calcio, separados por filtración

Purificación: Columnas con carbón activado, columnas con resinas de intercambio iónico.

Concentración, cristalización, centrifugación, secado.

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