بخشی از مقاله
چکیده :
سیتریک اسید - CA - با نام آیوپاک 2؛هیدروکسی پروپان 2,1 و3 تری کربوکسیک اسید, یک اسید آلی ضعیف است, که نام خود را ازcitrus tree گرفته . سیتریک اسید به دلیل طعم مطبوع وترش و از طرفی به دلیل خاصیت آنتی اکسیدانی , کاربرد زیادی در صنعت غذا پیدا کرده.بر اساس آماری در سال 2004 حدود %64 سیتریک اسید, در صنایع غذایی, بکار میرود.
تولید سیتریک اسید به 3 طریق : طبیعی , سنتزی ومیکروبی قابل اجراست.که در این بین استفاده از تخمیرهای میکروبی موفقیت های بیشتری داشته,و با گذشت زمان این روش گزینش نهایی برای تولید تجاری سیتریک اسید شده است. در این مقاله به انواع روش های تولید میکروبی قابل اجرا - تخمیر سطحی, تخمیر جامد, تخمیر - submerge وشرایط مناست برای رشد میکروب و نحوه استخراج موجود می پردازیم.
هدف : در این مقاله به راهکارهایی برای تولید سیتریک اسید ازطریق پسماندهای کارخانجات صنایع غذایی وضایعات های کشاورزی پرداخته شده است.با توجه به کارهای تحقیقاتی انجام گرفته می توان ازپسماندهای کارخانجات در جهت تولید مواد ارزشمندی بهره جست و با این کار علاوه بر ارزش افزوده به ضایعات کارخانجات, روشی برای کاهش دفع پسماندها در محیط وکاهش واردات این ماده پر مصرف خواهیم داشت.
نتایج وبحث: از تمام روش های تحقیقاتی انجام شده در تولید سیتریک اسیدروش submerge با بالاترین در صد تولید و روش کشت جامدآسانترین روش تولید شناخته شد.
نتیجه گیری کلی : رها کردن پسماندها وضایعات نه تنها زیبایی شهر را, بلکه باعث آلودگی و گسترش امراض در سطح جامعه مان می شود.با استفاده از روش میکروبی که کارآمدترین روش در تولید سیتریک اسید بوده, می توان از پسماندهای صنایع ,علی الخصوص کارخانجات صنایع غذایی با وفور مواد مغذی استفاده بهینه کرد.
واژه های کلیدی : ضایعات, سیتریک اسید, آسپرژیلوس نیجر, تخمیر
مقدمه:
سیتریک اسید - CA - با نام آیوپاک -2هیدروکسی پروپان 2,1 و3 تری کربوکسیک اسید, یک اسید آلی ضعیف است. که نام خود را ازcitrus tree گرفته است. - میوه هایی به شکل لیموترش دارند, یا همان مرکبات - .یک لیوان آب پرتقال حاویه - CA - 500 gr است که در بدن قابل متابلیزه شدن است. سیتریک اسید در قرن هشتم توسط جابربن حیان کشف شد. دانشمندان قرون وسطی در اروپا به خواص اسیدی لیمو ولیموترش آشنا شدنند. سیتریک اسید اولین بار توسطkarl Wilhelm Scheele در سال 1784 از طریق متبلور کردن آب لیمو ترش جداسازی شد.
کاربرد سیتریک اسید:
به دلیل کم بودن درجه سمیت سیتریک اسید در مقایسه بامواد اسیدی دیگر مورد مصرف آنها به خصوص در صنایع غذایی ودارویی بالا گرفت. سیتریک اسید به دلیل طعم مطبوع وترش به مواد غذایی مثل نوشیدنی ها, مارمالادها وژله ها واز طرفی به عنوان نگهدارنده وآنتی اکسیدان خوب مطرح شد.بر اساس آماری که در سال 2004 در آمریکا انجام شد حدود %64 سیتریک اسید در صنایع غذایی , %22 درمواد شوینده وپاک کننده , %10 برای موارد تغذیه ای ودارویی و%2 بافیمانده برای آبکاری فلزات, شستشوی فلزات, سیمان سازی, پرینت کردن, جوهرسازی و...بکار گرفته میشود.
تولید:
تولید سیتریک اسید به 3 طریق طبیعی , سنتزی ومیکروبی قابل اجراست.اگرچه در تولید طبیعی سیتریک اسید از مرکبات به خصوص آب لیموترش ودر روش سنتزی از راه آمیختن چند ترکیب ساده استفاده میشود ولی با استفاده از تخمیرهای میکروبی موفقیت های بیشتری حاصل شد.وبا گذشت زمان این تکنیک گزینش نهایی برای تولید تجاری سیتریک اسید شد.
تولید میکروبی سیتریک اسید :
تخمیر سیتریک اسید برای اولین بار به عنوان محصول قارچی توسط whemer در سال 1893 به وسیله کشت پنی سیلیوم - انواع قارچ ها وکپک های Penicillium که روی نان مانده وپنیر مانده میرویند واز آنها پنی سیلین میگیرند. - در محیط کشت مشاهده شد.بعد از چند سال او دو رگه قارچی جدید باخاصیت جمع آوری کننده سیتریک اسید را جداسازی کردند که نام آنهاCitromyces نام گرفت.به هر جهت آزمایش های صنعتی آلودگی ودوره طولانی فرایند تخمیر ناموفق ماند.
Currie در سال 1917 تعدادی از سویه های A.niger را در محیط کشت طبیعی با2.5 PH تا3.5 رشد داد.واین سویه ها مقدار زیادی سیتریک اسید را ساختند به این ترتیب کشف وی به عنوان پایه تولید صنعتی سیتریک اسید قرار گرفت.قبل از آن A.niger به عنوان تولید کننده اگزالیک اسید شناخته شده بود انا PH کم در کارهای Currie باعثه سرکوب تولید اگزالیک اسید وگلوکونیک اسید شد.
میکروارگانیسم ها:
هر چند سالها شمار زیادی از میکروارگانیسم ها شامل: فارچ ها, مخمرها و باکتریها برای تولید سیتریک اسید استفاده شدند اما قارچ A.niger که اولین بار توسط ادویه کاری بکار گرفته شد وبه عنوان یک ارگانیسم انتخابی برای تولیدات تجارتی باقی ماندمزایای اصلی استفاده از این ارگانیسم به شرح زیر است:
1. سهولت در دستکاری کردن آن - مثلا جهش از طریق مواد شیمیایی, اشعه گاما, UV انجام شده وگونه های بهتری تولید میکنند . -
2. توانایی تخمیر در یک طیف گسترده ای از مواد خام اولیه
3. بازدهی بالا - به ازای هر واحد زمان سیتریک اسید بیشتری تولید میکند -
مخمرها هم به صورت تجارتی برای تولید سیتریک اسید از منابع کربنی مختلف بکار گرفته شدنند. مزایای اصلی استفاده از مخمرها در مقایسه با قارچ رشته ای:
1. مخمرها تحمل قند در غلظت های بالا را دارند.
2. نسبت به عناصر جزئی حساس نیستند وبعلاوه از منابع کربنی خام وبدون تیمار استفاده می کنند.
3. پتانسیل بالایی در ساختارهای مداوم دارند.
4. سطح بالای تخمیر
یک عیب تخمیر مخمرها در جهت تولید سیتریک اسید تولید مقدار قابل توجهی ایزوسیتریک اسید به عنوان یک محصول جانبی ناخواسته بود که با جهش وفعالیت خیلی کم aconitas تولید ایزوسیترات را کاهش دادنند.اگرچه میکروارگانیسم های زیادی میتوانند سیتریک اسید تولید کنند ولی A.niger به عنوان یک تولید صنعتی اصلی باقی ماند.بازده اغلب سدیه های تولیدکننده سیتریک اسید بیش از %70 است.
