Producción Producción de Ácido Cítrico __________________ __________________________ _________________ __________________ __________________ __________________ _________________ _________________ __________________ __________________ __________________ _________________ _______________ _______
Producción de Ácido Cítrico Molina Andres1; Romero María 1; Tipantiza Cristian 1 1
Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Quito, Ecuador
Resumen 1. INTRO!CCI"N El ácido cítrico es un ácido orgánico inocuo con el medio ambiente, el cual en dulces y conservas es empleado como acidulante y regulador del pH obteniendo de esta forma una recomendabl recomendablee gelificaci gelificación. ón. Ade Además más en verduras verduras procesadas procesadas con ayuda del ácido ascórbico, evita la oxidación. En los alimentos congelados contribuye a los antioxidantes, a través de la inactivación enzimática ue previene un pardeamiento no deseado. !ambién en frutas y "ortalizas enlatadas reduce el pH, evitando de esta manera la oxidación y la degradación del color, a más ue resalta el sabor. #inalmente en aceites y grasas retrasa la oxidación $%riollo y !erán, !erán, &'()*. +nicialmente el ácido cítrico se obtenía por una sustancia natural de las plantas desde el siglo + $-elásuez, $-elásuez, y otros, &'('*. &'( '*. Actualm Actualment entee la produc producció ciónn de ácido ácido cítric cítricoo se da mediante procesos de fermentación en los ue se usan medios enri enriue ueci cido doss en carb carbo" o"id idra rato toss y micr microor oorga gani nism smos os de fermentación como el "ongo Aspergillus Aspergillus niger , pero también las especies de los géneros Citromces, Citromces, Penicillium, !onilia, Candida Pic"ia $opez, y otros, &'')*. /i se compara las cepas de los Aspergillus Aspergillus con los anteriores mencionados, este refle0a una mayor producción de ácido por unidad de tiempo, por la ba0a acción de las enzimas isocitrato des"idrogenasa y aconitasa "idratasa, y una alta acción de citrato sintetasa como se muestra en la #igura (. 1or lo tanto dic"os "ongos son capaces de transformar az2cares en ácido dando como resultado un subproducto ue es el micelio y sulfato de calcio $-elásuez, $-elásuez, y otros, &'('*.
#i$ura 1. 3eacción 1. 3eacción de ácido cítrico $+uimicas, &'((*. (
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#$1$ %emperatu emperatura ra (andres.molina4epn.edu.ecmari andres.molina4epn.edu.ecmaria.romero'54ep a.romero'54epn.edu.ec n.edu.ec cristian.tipantiza4epn.edu.ec
Es uno de los factores más relevantes debido a ue todo micr microo oorg rgan anis ismo mo pres presen enta ta un unaa temp temper erat atur uraa óp ópti tima ma de crecimiento en donde se da su mayor rendimiento durante el proceso fermentación para la producción de ácido cítrico. as temperatura temperaturass óptimas para para las cepas productoras productoras de ácido ácido cítrico $ Aspergillus está comprendido compr endido entre &)6% a Aspergillus niger& 7)6% $3osas, &''8*.
#$#$ 'olumen() olumen()re reaa a relación indica ue si la capa de "ongos del recipiente es muy muy peu peue9 e9aa en rela relaci ción ón al vo volu lume menn del del medi medio, o, la producción de ácido será muy lenta, por lo tanto si se emplea recipi recipient entes es profun profundos dos la formac formación ión de ácido ácido cítric cítricoo será será relativamente lenta, mientras mientras ue usando bande0as planas se se consigue una gran capa de "ongos y la conversión de az2car en ácido cítrico se efect2a con gran rapidez, se dice por lo tanto ue la me0or relación -:A es (,)ml:cm 7 para procesos de produc producció ciónn de ácido ácido cítric cítricoo con A$ niger $;arcía et al., &''5*. #$*$ #$*$ p+ %uando se utiliza A$ niger el el pH inicial depende del medio empleado. %on medio con melazas, el pH inicial debe ser neut neutro ro o lige ligera rame ment ntee ácid ácidoo para para u uee se prod produz uzca ca la germinació germinaciónn y el crecimiento. crecimiento. %uando el medio está basado en glucosa o sacarosa el pH inicial puede estar en el rango de &,) < 7,) $;arcía et al., &''5*. #$$ Composición del sustrato os sustratos son importantes ya ue son el medio de donde se nutren nutren los microo microorga rganis nismos mos durant durantee su desarro desarrollo. llo. a comp compos osic ició iónn del del medi medioo de cult cultiv ivoo depe depend ndee del del tipo tipo de microorganismo a utilizar para ello se debe suministrar los elementos necesarios de forma asimilable y en cantidades suficientes para los procesos correspondientes, además estos sustratos deben encontrase disponibles en el mercado y no debe debenn caus causar ar prob proble lema mass en el proc proces esoo de prod produc ucci ción ón $Hernández, &''7*. 3osa 3osass y !éra !érann $&'( $&'()* )* menc mencio iona nann u uee la comp compos osic ició iónn nutricional del sustrato para la producción de ácido cítrico a partir de Aspergillus Níger debe ser en base a= >%ompuestos ue presenten buenos contenidos de carbono en su estructura, los carbo"idratos son utilizados como fuente principal de carbono y energía. Estos carbo"idratos deben ser simples por e0emplo e0emplo se debe utilizar utilizar sacarosa sacarosa,, glucosa glucosa o almidón ue son excelentes fuentes para la producción de ácido cítrico, se reuieren concentraciones concentraciones altas de azucares comprendidas entre (5'>&5' g:l. >El nitrógeno debe ser suministrado en peue9as cantidades en concentraciones de '.(>'.5 g:l este debe ser proporcionado en forma de sales de amonio, es decir en forma de nitratos o sulfatos. En ocasiones el contenido de nitrógeno puede ser alto mientras el contenido de fosforo se mantenga ba0o. En los los medi medios os sint sintét étic icos os se agre agrega gann sale saless nitr nitrog ogen enad adas as,, generalmente ?@7?H5 $'.()>'.&)*.Es importante ue la fuente de ? sea escasa respecto a la de %, para limitar el
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desarrollo del "ongo. /i la concentración de ? es elevada se forma muc"o micelio y poco ácido cítricoD en cambio, si está en cantidad limitada, el "ongo se desarrolla mientras lo dispone. /ales nutritivas= En medios sintéticos se agregan peue9as concentraciones de 1@5H& $'.'7>'.7* y /@5Bg $'.')> '.(*, para proporcionar al "ongo elementos indispensables para su desarrollo. %uando se emplea cantidades mayores aumentan la formación de ácido oxálico y disminuye el rendimiento en ácido cítrico >El fosforo es importante para el crecimiento ya ue es un regulador de reacciones metabólicas, el contenido debe estar entre '.(>'.&, este es suministrado en forma de fosfatos. >a presencia de metales es importante para el crecimiento celular, estos deben estar presentes en concentraciones de ppmD a niveles superiores el rendimiento en la producción de ácido cítrico se verá afectado.
*. PARÁM&TRO' & CAM+IO &N (A #&RM&NTACI"N & CONTRO( Ta,la 1. 1arámetros p-
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Ambiente
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En la !abla ( se muestra las condiciones en forma resumida en la ue se traba0ará. Esta decisión se tomó debido a ue dic"os datos son los rangos óptimos para un mayor rendimiento en la producción de ácido cítrico, de acuerdo a los autores antes mencionados.
R&#&R&NCIA' %riollo, B., y !erán, F. $&'()*. @btención de ácido cítrico a partir de melaza o cac"aza, mediante fermentación
utilizando cepa de Aspergillus niger A!%% (G. @btenido de "ttp=::repositorio.utn.edu.ec:bitstream:(&75)GC8:55 7:(:'7&'E+A&'7CC&'!E/+/.pdf $Enero, &'(C*. ;arcía ;aribay, B., Iuintero 3amírez, 3., J ópez > Bunguía %anales, A. $&''5*. Kiotecnología Alimentaria $Iuinta ed.*. Béxico, F.#.= ;3L1@ ?@3+E;A EF+!@3E/. Hernández, A. $&''7*. Bicrobiología +ndustrial. Editorial, EL?EF. 1p, &)>&G $Enero, &'(C*. +uimicas. $&'((*. 1roduccion biotecnologica del acido citrico. @btenido de "ttps=::iuimicas.com:proceso> de>produccion>industrial>de>acido>citrico: $Enero, &'(C*. opez, %., Muluaga, A., Herrera, ?., 3uiz, A., Bedina, -., $&'')*. 1roducción de ácido cítrico con aspergillus niger nrrl &&C' a partir de suero de lec"e. @btenido de "ttp=::NNN.scielo.org.co:pdf:dyna:vC7n()':a'5vC7n ()'.pdf $Enero, &'(C*. 3osas, %. y !éran #. $&'()*. @btención de Ocido %ítrico a partir de melaza o cac"aza, mediante fermentación utilizando cepa de A spergillus niger$ 3ecuperado de= "ttp=::repositorio.utn.edu.ec:bitstream:(&75)GC8:55 7:(:'7&'E+A&'7CC&'!E/+/.pdf $Enero, &'(C*. 3osas, 1. $&''8*. 1roducción de Ocido %ítrico por "ongos. 3ecuperado de= "ttp=::poltaco.blogspot.com:&''8:':produccion>de> acido>citrico>por>"ongos."tml $Enero, &'(C*. -elásuez, P., Keltrán, F., 1adilla, ., ;iraldo, ;. $&'('*. @btención de ácido cítrico por fermentación con aspergillus niger utilizando sustrato de plátano dominico "artón $musa aab simmonds* maduro. @btenido de "ttps=::dialnet.unirio0a.es:descarga:articulo:7G&&G(. pdf $Enero, &'(C*.
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