Подготовка питательных сред и процесс ферментации для получения лимонной кислоты

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Подготовка питательных сред и процесс ферментации для получения лимонной кислоты

1 2 3

Зиёдуллаев А. Э. , Алимкулов С. О. , Рустамов А. Ш. , Маматмуродова Ф. Б.4

1Зиёдуллаев Анвар Эгамбердиевич /Ziyodullayev Anvar Egamberdiyevich - преподаватель;

2Алимкулов Сирожиддин Олимжон угли /Alimkulov Sirojiddin Olimjon ugli - студент;

3Рустамов Абдусамат Шукруллаевич /Rustamov Abdusamat Shukrullayevich - студент;

4Маматмуродова Фарида Барот кизи /Mamatmurodova Farida Barot qizi - студент, кафедра методов преподавания химии, факультет естественных наук, Джизакский государственный педагогический институт, г. Джизак, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье анализируются способы и варианты приготовления сахарных и мелассных питательных сред, подготовка питательной среды для культивирования микроорганизмов, ферментации и других процессов получения лимонной кислоты.

Ключевые слова: сахар, мелассный, ферментация, культивирования, Aspergillus niger, гексацианоферроатом калия, ферментатор, мицелия.

Независимо от способов и вариантов приготовления сахарных и мелассных питательных сред, ферментации и других процессов, можно записать следующую общую принципиальную технологическую схему.

Подготовка питательной среды для культивирования микроорганизма — продуцента лимонной кислоты, обычно специального штамма микроскопического гриба Aspergillus niger, состоит в приготовлении раствора сырья определенной концентрации (считая по сахару) и добавлении в него источников азота, фосфора и в микроколичествах других элементов, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов. С целью оптимизации состава питательной среды в мелассных растворах предварительно осаждают соли тяжелых металлов (железо, марганец и др.) гексацианоферроатом калия (ГЦФК, или желтой кровяной солью). Начальная величина pH готовой питательной среды устанавливается добавлением кислоты или щелочи [1].

К подготовке питательной среды относится также ее стерилизация и охлаждение до температуры, оптимальной для ферментации.

Известны два способа ферментации: глубинный и поверхностный. По первому из них мицелий гриба погружен в питательную среду в аппаратах, называемых ферментаторами; по второму — мицелий располагается на поверхности среды в открытых кюветах, размещенных на многоярусных стеллажах в специальных камерах. Так как грибы рода Aspergillus являются облигатными (строгими) аэробами, то в ферментаторы и растильные камеры непрерывно подают кондиционированный воздух. При дыхании гриба и образовании лимонной кислоты выделяется тепло, которое отводят из ферментаторов пропусканием холодной воды через «рубашку», а из камер -продуванием воздуха, поддерживая температуру питательной среды 30-32°С [2].

По окончании ферментации (через 5-9 суток) от культуральной жидкости отделяют мицелий (при глубинной ферментации — фильтрованием на вакуум-фильтрах, при поверхностной — гравитационным способом или вручную, предварительно слив жидкость с кювет). После экстрагирования из мицелия остатков лимонной кислоты его направляют для использования в качестве добавки к животным кормам.

Фильтрованная культуральная жидкость представляет собой водный раствор лимонной кислоты, побочных (щавелевой и глюконовой) кислот, других метаболитов гриба, не ассимилированных им компонентов питательной среды и

суспендированных частичек.

Последние образуются при обработке мелассных растворов ГЦФК, коагуляции коллоидов мелассы и разрушении мицелия гриба [1].

Лимонную кислоту из культуральной жидкости выделяют в виде плохо растворимой соли — цитрата кальция [2]. С целью повышения чистоты цитрата, в большой мере определяющей эффективность проведения последующих технологических процессов, перед его осаждением необходимо из культуральной жидкости удалять взвешенные примеси центробежным сепарированием. С той же целью выделяют щавелевую кислоту в виде оксалата кальция, полностью выпадающего в осадок при рН~3 и отделяемого фильтрованием. Однако из-за стремления упростить технологию предварительную очистку культуральной жидкости от суспендированных частиц и щавелевой кислоты проводят не всегда.

Литература

1. Смирнов В. А. Пищевые кислоты. Москва: Легкая и пищевая промышленность. -1983. 264 стр.

2. Kubicek C., Hampel W., Rohr M. Manganese deficiency laends to evaluated amino acid pools in citric acid accumulating Aspergillus niger. - Arch. microbial., 1979, p. 73-79.