Окисление углеводов до лимонной кислоты

Окисление глюкозы в лимонную кислоту можно пред­ставить следующим суммарным уравнением:

2С₆Н₁₂О₆+ 3О₂ --- 2С₆Н₈О₇ + 4Н₂О

Химизм этого процесса окончательно не установлен. Боль­шинство исследователей считают, что до образования пиро-виноградной кислоты он протекает, как и у других аэробных микроорганизмов. Далее превращение пировиноградной кис­лоты в лимонную сходно с ее образованием в цикле Кребса.

Промышленным способом лимонную кислоту получают с использовйнием гриба Aspergillus niger. Технические при­емы биохимического получения кислоты в нашей стране были разработаны С. П. Костычевым и В. С. Буткевичем.

Основным сырьем служит мелисса — черная патока. Раствор ее, содержащий около 15% сахара, в который добавляют необходимые для гриба питательные вещества (раз­личные минеральные соли), стерилизуют, наливают слоем 8—12 см в плоские сосуды-кюветы и засевают спорами гри­ба. Кюветы помещают в растильные камеры, которые хоро­шо аэрируются. Процесс продолжается 8—10 дней при тем­пературе 30"С. Гриб развивается на поверхности питатель­ной среды, рН которой 2,5—3,5.

Выход лимонной кислоты достигает 60—70% израсхо­дованного сахара. По окончании процесса раствор из-под пленки гриба сливают. Лимонную кислоту выделяют из ра­створа, подвергают очистке и кристаллизации. Под мицелий гриба можно снова подвести свежий раствор.

Описанный метод (поверхностный) производства лимонной кислоты заменяется в настоящее время "глубинным" методом, при котором предварительно выращенный (в виде гранул) мицелий вносят в стерильную мелассную жидкость, помещенную в герметично закрывающийся танк (ферментатор). Жидкость в танке непрерывно аэрируют и перемеши­вают стерильным воздухом. Процесс длится 5-7 сут, при тем­пературе 30-32°С. Этот способ позволяет повысить произ­водительность труда, избежать заражения сбраживаемого субстрата посторонними микроорганизмами, ускорить про­цесс, облегчить его автоматизацию и механизацию.

Лимонную кислоту используют в кондитерской промыш­ленности, производстве безалкогольных напитков, сиропов, в кулинарной практике и медицине.

С помощью грибов рода Аspergillus и Реnicillinium получают глюконовую кислоту из глюкозосодержащих субстратов. Интенсивность образования кислоты зависит от состава среды, интенсивности аэрации, штамма гриба и др. Глюконовую кислоту применяют в медицине, фармацевтической про­мышленности.