تولید بیوتکنولوژیک اسید سیتریک

نحوه انتخاب مواد اولیه صنایع غذایی
نحوه انتخاب مواد اولیه صنایع غذایی
جولای 21, 2021
لیست مواد اولیه صنایع غذایی
لیست مواد اولیه صنایع غذایی(قسمت اول نگهدارنده ها )
جولای 25, 2021

تولید بیوتکنولوژیک اسید سیتریک

تولید بیوتکنولوژیک اسید سیتریک با توجه به خصوصیات فیزیکوشیمیایی و کاربردهای صنعتی ، به طور عمده در بخشهای غذایی و دارویی کاربرد دارد.

عوامل موثر بر تخمیر اسید سیتریک

منبع کربن

محدودیت های نیتروژن و فسفات

pH محیط کشت

هوادهی

عناصر کمیاب

مورفولوژی قارچ

توجه ویژه ای به اصول بیوشیمی و تجمع اسید سیتریک می شود. فن آوری های به کار رفته در مقیاس صنعتی : کشت های سطحی یا غوطه ور ، عمدتا با استفاده از Aspergillus niger و فرآیندهای انجام شده با Yarrowia lipolytica و همچنین فن آوری بازیابی محصول است.

سرانجام ، این مقاله خلاصه ای از استفاده از پوست پرتقال و سایر محصولات جانبی به عنوان مواد اولیه تولید بیولوژیک اسید سیتریک است.

اسید سیتریک برای اولین بار در انگلیس در سال 1826 از طریق لیمو تولید تجاری شد .

آب لیمو تا سال 1919 که اولین فرآیند صنعتی با استفاده از Aspergillus niger در بلژیک آغاز ش. در حال حاضر ، استخراج اسید سیتریک به برخی از کارخانه های کوچک در مکزیک و آفریقا محدود شده است.

اسید سیتریک از گلیسرول توسط Grimoux و Adams و بعداً از دیکلرواستون متقارن سنتز شد. از آن زمان روش های دیگری از مواد مصنوعی مختلف منتشر شده است . اما روش های شیمیایی تاکنون غیرقابل رقابت بوده اند.

تخمیر اسید سیتریک

کوری دریافت که : برخی از گونه های A. niger قادر به رشد در محیط حاوی قندها و نمک ها با pH اولیه 2.5-3.5 هستند.

در طول رشد ، این سویه ها مقادیر زیادی اسید سیتریک دفع می کنند ، که پایه تولید صنعتی را ایجاد می کند.
وقتی اثرات اجزای مختلف محیط تخمیر ارزیابی شد ، شرایط تخمیر اسید سیتریک در طی دهه 30 و 40 ایجاد شد.

تجمع اسید سیتریک به ویژه در فرآیندهای تخمیر غوطه ور به شدت تحت تأثیر ترکیب محیط قرار دارد. با این حال ، به استثنای مطالعات اولیه توسط کوری ، تا دهه 40 هیچ مطالعه سیستماتیک دیگری در مورد ترکیب این رسانه وجود نداشت . این نویسندگان محیطی را ایجاد کردند که مبنای تحقیقات بیشتر در مورد تولید اسید سیتریک بود. نشان داده شد که عواملی که عمدتا بر تخمیر سیتریک تأثیر می گذارند عبارتند از:

نوع و غلظت منبع کربن

محدودیت نیتروژن و فسفات

pH

هوادهی

غلظت عناصر الکلی

مورفولوژی میکروارگانیسم تولید کننده

برخی از مواد مغذی باید بیشتر (مانند قندها ، پروتون ها یا اکسیژن) باشند.

سایر مواد در سطوح محدود (مانند نیتروژن و فسفات) و سایر مواد کاملاً ثابت (مانند فلزات کمیاب ، به ویژه منگنز) هستند.

منبع کربن

منبع کربن برای تخمیر سیتریک موضوع بسیاری از مطالعات ، به ویژه در مورد استفاده از پلی ساکاریدها بوده است. به طور کلی ، فقط قندهایی که به سرعت توسط میکروارگانیسم جذب می شوند . عملکرد نهایی بالای اسید سیتریک را می دهند.

پلی ساکاریدها تنها در صورتی ماده خام مفیدی برای تخمیر هستند ، که میکروارگانیسم دارای آنزیم های هیدرولیتیکی باشد که در مقادیر pH پایین مورد نیاز برای تخمیر بسیار کارآمد باشند.

به طور کلی ، ساکارز به گلوکز ارجح است ، زیرا A. niger دارای یک اینورتاز خارج سلولی متصل به میسلیوم است که در pH پایین فعال است.

در تولید بیوتکنولوژیک اسید سیتریک گلوكز حاصل از هيدروليز نشاسته ، ملاس چغندرقند و محصولات جانبي نيشكر با كيفيت پايين كه بيشترين كربن را در تخميرهاي صنعتي به كار مي‌برند.

به طور كلي با مقادير زياد كاتيون هاي فرآيندهاي قبلي آلوده مي شوند. کاتیون ها معمولاً از بقایای نامحلول حاصل از رسوب با فروسیانید پتاسیم تشکیل می شوند. به دلیل پیچیدگی این فرایند ها ، تحقیقات زیادی با استفاده از قندهای تصفیه شده ، عمدتا گلوکز یا ساکارز انجام شده است.

محدودیت های نیتروژن و فسفات


برخی از محیط های پیچیده (مانند ملاس) سرشار از نیتروژن هستند و بندرت نیاز به تکمیل منبع نیتروژن دارند. محیط کاملاً خالص مورد استفاده در تحقیقات آزمایشگاهی معمولاً با نمکهای آمونیوم ، به ویژه نیترات و سولفات آمونیوم تکمیل می شود ، که به نوبه خود منجر به کاهش PH می شود که به تخمیر کمک می کند . منابع دیگر نیتروژن مانند اوره و عصاره مخمر / مالت نیز با موفقیت استفاده شده است .

گزارش های متناقضی نیز در مورد اثرات محدودیت نیتروژن و فسفات ذکر شده است. طبق نظر شو و جانسون ، فسفات برای تولید اسید سیتریک محدودیتی ندارد. با این حال ، هنگامی که سطح فلز محدود نمی شود ، فسفات اضافی منجر به واکنشهای ثانویه می شود و رشد زیست توده را تقویت می کند .

در عوض ، کریستینسن و سینکلر، با استفاده از یک فرهنگ مداوم ، به این نتیجه رسیدند که محدودیت توسط نیتروژن برای تولید اسید سیتریک ضروری است.

pH محیط کشت


PH محیط در دو مرحله از فرآیند مهم است. همه تخمیرها از هاگها شروع می شوند و جوانه زنی آنها به pH> 5 نیاز دارد. جذب آمونیاک توسط جوانه زدن هاگ باعث آزاد شدن پروتون ها می شود ، بنابراین pH را کاهش می دهد و تولید اسید سیتریک را بهبود می بخشد.

هوادهی

تولیدکنندگان صنعتی اسید سیتریک از مدت ها قبل می دانستند ، که تغییر در میزان هوادهی می تواند تأثیر مخربی بر عملکرد داشته باشد.اگر سرعت هوادهی خیلی زیاد باشد ، ممکن است فشار جزئی CO2 محلول خیلی کم باشد. دی اکسید کربن به عنوان یک بستر برای پیروات کربوکسیلاز مهم است ، که ذخیره اگزالو استات سیترات سنتاز را دوباره جبران می کند.

CO2 کافی توسط واکنش کاتالیز شده توسط دکربوکسیلاز پیروات تولید می شود ، اما هوادهی بیش از حد منجر به تلفات می شود.

عناصر کمیاب

A. niger برای رشد به فلزات کمیاب کمیاب نیاز دارد. به ویژه در تخمیر غوطه ور. فلزاتی که باید در غلظت محدود باشند ، روی ، منگنز ، آهن ، مس و فلزات سنگین هستند.

شو و جانسون نشان دادند که سطح بهینه روی و آهن به ترتیب 3/0 و 1.3 پی پی ام هستند. در حالی که کلارک و همکاران مشاهده کرد که غلظت منیزیم در حد 3 میلی گرم در لیتر عملکرد اسید سیتریک را به شدت کاهش می دهد ، ماتی و بووز گزارش دادند که افزودن 10 میلی گرم در لیتر Mn2 + منجر به کاهش تجمع اسید سیتریک به میزان 50٪ می شود.

تولید صنعتی اسید سیتریک


حدود 99٪ تولید جهانی اسید سیتریک از طریق فرآیندهای میکروبی صورت می گیرد. که می تواند با استفاده از کشت های سطحی یا غوطه ور انجام شود.

این محصول به عنوان یک اسید بی آب یا مونوهیدرات به فروش می رسد.حدود 70٪ از کل تولید 1.5 میلیون تن در سال در صنایع غذایی و آشامیدنی به عنوان یک اسید کننده یا آنتی اکسیدان برای حفظ یا تقویت طعم و مزه های آب میوه استفاده می شود. به عنوان مثال در صنایع دارویی به عنوان آنتی اکسیدان برای حفظ ویتامین ها ، جوشان ، تصحیح کننده pH ، نگهدارنده خون یا به صورت سیترات آهن به عنوان منبع آهن برای بدن و همچنین در قرص ها ، پماد ها و مواد آرایشی استفاده می شود. آماده سازی در صنایع شیمیایی ، که از 10٪ باقیمانده استفاده می کند ،در متالورژی ، فلزات خاصی به صورت سیترات استفاده می شوند. اسید سیتریک همچنین در صنایع شوینده به عنوان یک جایگزین فسفات ، به دلیل اثرات اتروفیک کمتر ، و در سیمان برای کاهش سرعت سخت شدن سیمان استفاده

می شود.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3769771/

فروش اسید سیتریک

با توجه به تقاضای زیاد این ماده در بازار و موارد زیاد مصرف گاهی یافتن این ماده در بازارهای موجود کمی مشکل است . شرکت زرین پارسین سپهر تامین کننده اسید سیتریک خشک و آبدار از بهترین برند ها با تضمین کیفیت است . برای استعلام قیمت و موجودی این محصول با کارشناسان مت تماس حاصل فرمایید.https://zarinparsin.ir/contact/

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ورود

گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟