3 الطرق المستخدمة للإنتاج التجاري من حامض الستريك
بعض الطرق المستخدمة للإنتاج التجاري لحمض الستريك هي كما يلي:
حمض الستريك (2-هيدروكسيبروباني- l ، 2 ، 3 ، حامض tricarboxylic) هو منتج الأيض الأساسي ويتم تشكيله في دورة حمض tricarboxylic.
كيميائيا ، تم تصنيع حمض الليمون من الجلسرين. وكان Wehmer (1893) الذي أبلغ عن حدوث واسع من حمض الستريك في الأيضات الجرثومية. أكدت Molliard (1922) تراكم حامض الستريك في مزارع Aspergillus niger تحت ظروف نقص المغذيات.
(ط) عملية التخمير كوجي: هناك ثلاث طرق للإنتاج التجاري لحمض الليمون:
يتم استخدام هذه الطريقة في اليابان التي تمثل حوالي خمس حمض الستريك المنتج سنويًا. وتستخدم سلالات A. النيجر في هذه الطريقة.
(ثانيا) عملية التخمير ثقافة سائلة السطح:
في هذه الطريقة ، يتم تلقيح الثقافات السائلة مع أبواغ A. niger التي تنبت في غضون 24 ساعة. غطاء Mycelia وتطفو على سطح الحل.
(3) عملية التخمير المغمور بالثقافة:
في هذه الحالة تنمو mycelia of A. japonicum في المحلول بعمق 15 سم في الخزانات. يكون حامض الستريك الذي يتم إنتاجه بهذه الطريقة أقل شأناً من ذلك الذي ينتج عن التخمر في ثقافة سطحية سائلة.
للإنتاج التجاري ، يتم اختيار سلالات A. niger من الهجينة أو المسوخ المطورة بواسطة إجراء معين. يجب أن تكون السلالات التي يمكن أن تنتج ما لا يقل عن 80 غرام من حمض الستريك لكل 100 غرام من الجلوكوز. للإنتاج على نطاق واسع ، فإن الثقافة المستمرة ليست مناسبة. لذلك ، هناك حاجة إلى نظام multitank للتخمر المستمر في أي عملية يحدث فيها نمو الخلايا والمنتجات الأيضية في أوقات مختلفة.
وسط الثقافة يحتوي على الكربوهيدرات ، KH 2 PO 4 (0.01-0.3 ٪) ، MgSO 4 .7H 2 O (0.25 ٪) وعدد قليل من العناصر النزرة. حلول الكربوهيدرات هي عصير القصب المركز ، الجلوكوز أو السكروز. إذا كان الركيزة هي دبس ، يمكن إضافة ferrocyanide (20-150 مجم / لتر) إلى وسط المزرعة ، قبل التعقيم ، للإسراع في الحديد الزائد. بدلا من الحديد ، يمكن تمرير دبس السكر واضح من خلال راتنج التبادل الأيوني. تحت ظروف المختبر ، يتم الحصول على أعلى إنتاجية باستخدام السكروز الممر من خلال راتنج التبادل الأيوني.
في هذه المرحلة ، من الضروري إضافة النحاس (0.1-0.50 جزء في المليون) إلى وسط المزرعة فقط عندما يتم تصنيع جهاز التخمير من الفولاذ أو يتم تطبيق بعض الطلاء غير المنبوخ (للتخمير العادي) يتم الحفاظ على الرقم الهيدروجيني لوسط المزرعة إلى حوالي 3.5 عن طريق إضافة نترات الأمونيوم (0.25) التي تتجنب تشكيل الأحماض الأكسالية والغلوكونيك.
يتم تعقيم وسط المزرعة عن طريق المرور عبر أنابيب مبادل حراري مغلف بالبخار وتبريده إلى حوالي 30 درجة مئوية في مبادل آخر.
يتبع التلقيح من سلالة A. النجر إلى وسط الثقافة من قبل تهوية الهواء فقاعات الهواء للسماح أقصى نمو للفطر. اكتمال عملية التخمير في حوالي 5-14 يوما في 27-33 درجة مئوية. ويعمل مرق المخمرة كمصدر لحمض الليمون. يتم إضافة Lime (Ca (OH) 2 )4 للسماح بترسيب حمض الستريك على شكل سيترات الكالسيوم. مرة أخرى يعامل الراسب مع حامض الكبريتيك لترسيب كبريتات الكالسيوم غير قابلة للذوبان. ومن ثم يتم تصفيتها.
ينقى الترشيح المحتوي على حامض الستريك بالمرور عبر عمود من حبيبات الكربون مسبقة الحرارة أو مغسول بحمض الهيدروكلوريك. يمر محلول المحاليل عبر التبادل الأيوني ، ثم يتم تركيزه تحت الفراغ لتشكيل البلورات. يتم استعادة البلورات عن طريق الطرد المركزي ويتم إرجاع السائل الأم إلى المبخر للحصول على البلورات المتبقية.
يتم توفير حمض الستريك في السوق على شكل مادة كيميائية بلورية لا مائيّة كمسحوق.
الكيمياء الحيوية للتخمير:
يتم إنتاج حامض الستريك أثناء الطور التروبوباسى نتيجة لانقطاع دورة حمض ترايكاربوكسيليك. في A. niger يمر 78٪ من السكر عبر مسار EMP وينتج عن إنتاج مادة الأسيتيل CoA التي تتكثف بحمض الأوكسالاسيك لإعطاء حمض الستريك.
تنقطع دورة حمض الستريك عن طريق تثبيط نازعة الأوكسيتات و ishyitrogen إما بنحاس أو بيروكسيد الهيدروجين. ومع ذلك ، فإن الحديد عامل مساعد أساسي لهذه الإنزيمات. يقطع Cu و Fe في نسبة 0.3: 2 (ملغم / لتر) نشاط هذه الإنزيمات عند الرقم الهيدروجيني 2.0.
