Universidad Inca Garcilaso de la Vega

Biotecnologia

OBTENCION DE ACIDO CITRICO

Q.F. Carlos Chinchay Barragán

Wehmer indicó en 1893 que algunos hongos (especies de Penicillium) podían producir ácido cítrico cuando se desarrollaban en soluciones azucaradas y sales inorgánicas. En 1923, los hermanos Pfizer logran obtener ácido cítrico a partir del hongo Aspergillus Níger y la fermentación del azúcar.

El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico (ácido-2-hidroxi-1,2,3propanotricarboxílico) muy soluble en agua. Su nombre proviene del latín citrus que significa limón. Su fórmula química es C6H8O7. El ácido cítrico y sus sales (los citratos) son muy utilizados porque no son tóxicos, se puede manipular de forma segura, fácil, además son biodegradables.

INTRODUCCION

El acido cítrico se aplica a los alimentos para incrementar su sabor, impedir su oxidación y como conservante.

En la industria farmacéutica se utiliza el citrato de hierro y el citrato de sodio como preservante de sangre, o, en la elaboración de tabletas, pomadas y en algunas preparaciones cosméticas. En la industria química el ácido cítrico se utiliza como reemplazo de polifosfatos, como agente antiespumante, como reblandecedor y para el tratamiento de textiles.

Ventajas del A. niger

• Producción de gran diversidad de metabolitos• Alta capacidad de excreción de metabolitos

(proteínas)• Baja frecuencia de mutación• Condiciones de cultivo fácilmente ajustables (T,

aireación y agitación)• Sus productos son considerados seguros por la

FDA para consumo humano y animal

CABEZAS CONIDIALES CABEZAS CONIDIALES MOSTRANDO LAS COLUMNAS

Es importante conocer las características del grupo de Aspergillus niger para su identificación, las cuales son: cabezas conidiales de tonos negro a negro grisáceo, negro café, negro purpura o negro carbón, son globosas, radiadas o divididas formando columnas de cadena de conidios irregulares o bien definidas.

CARACTERIZACION DEL MICROORGANISMO

HIFAS Y CABEZAS CONIDIALES COLONIAS EN PLACAS PETRI CON ESPORULACION

CARACTERIZACION DEL MICROORGANISMO

InóculoEl inóculo está constituido por suspensiones de conidios, las cuales se preparan tomando tubos incubados durante cinco días a 30°C en agar Sabouraud, adicionándoles 5 ml de una solución estéril al 0,8% de tween 80 a cada uno.

METODO DE OBTENCION

• Preparación del medioEl hongo es cultivado en un medio

estándar que contiene por litro: 190 g de sacarosa, 2,3 g de NH4NO3, 1,0 g de KH2PO4, 0,3 g de MgSO4 (Jagnow, 1991).

Se esteriliza en autoclave a 120 °C por 20 minutos, se ajusta el pH a 2,2

FermentaciónPara la fermentación se emplea cultivo en superficie. Se inocula 0,5 ml de suspensión de conidios, los erlenmeyer, ya inoculados se llevan a incubar a 30°C. Se muestrea cada dos días y se mide biomasa, pH y acido cítrico de cada erlenmeyer durante 16 días.La fermentación se lleva a cabo a 150 - 120 rpm. El máximo de concentración de acido cítrico se alcanza a los 14 días.

METODO DE OBTENCION

Separación del acido cítrico del sustratoLa separación del ácido cítrico del sustrato se realiza por precipitación al añadir hidróxido de calcio o cal apagada (Ca (OH)2) y formar citrato de calcio. Después se añade ácido sulfúrico que reacciona con el citrato de calcio y lo hace precipitar en forma de yeso o sulfato cálcico, permitiendo liberar el ácido cítrico presente.

METODO DE OBTENCION

Celdas primarias de carbón activado En estas celdas son removidas las impurezas solubles que producen color a la solución de acido cítrico y en general sustancias orgánicas contenidas en el licor. Debido que a lo largo del proceso se añaden sustancias que aumentan la cantidad de iones contenidos en la solución de acido Cítrico, antes de cristalizarlo hay que retirar estos iones (Ca+

+ y SO4=) para estos se usan celdas de resinas de

intercambio iónico.   

METODO DE OBTENCION

Cristalización En este proceso se separan los cristales formados del líquido saturado que se denomina licor madre. Este licor se recircula a la etapa de intercambio iónico (celdas de carbón) o al tanque de tratamiento por cal. Los cristales de ácido cítrico húmedos se redisuelven y se recristalizan al vacío. Luego pasan a la centrifuga en donde es eliminado el licor madre de los cristales formados.

 

METODO DE OBTENCION

Secado y clasificación

Se realiza en un equipo de lecho fluidizado, que permite retirar humedad hasta cumplir con las especificaciones. Estos cristales son alimentados a un clasificador con 4 mallas en el interior. Aquí se separan en tres presentaciones (cristal, granular y granular fino). Es rechazado cualquier material fuera de los tamaños estándares, es decir, los terrones y el polvillo.

  

METODO DE OBTENCION

RESUMEN DE LA OBTENCION DE ACIDO CITRICO