Fermentazione citrica

La fermentazione citrica è un tipo di fermentazione sfruttata da funghi inferiori come l'aspergillus niger o l'aspergillus oryzae, per la conversione di carboidrati in acido citrico. Infatti, il primo fungo viene impiegato nell'industria per la produzione del suddetto acido, mentre il secondo, che ricordo essere il koji, sfrutta questa fermentazione per inacidire il substrato ed evitare la proliferazione di altri microrganismi con cui competere.

La fermentazione del genere aspergillus può essere divisa in due fasi. Quella iniziale, di crescita dove si producono piccole quantità di acido citrico e dove gli zuccheri del substrato sono utilizzati per la crescita del micelio. Mentre la seconda fase vede una crescita lenta del micelio e un'elevata produzione di acido citrico, per il quale si utilizza il 70% dei zuccheri disponibili [2].

Da come si può osservare nell'immagine accanto [1], questa è una via metabolica atta soltanto alla produzione di acido citrico, e si basa su un ciclo dell'acido citrico (o Krebs) incompleto.

Infatti, il genere aspergillus ricava energia dal substrato per respirazione aerobica, non fermenta. 

Dunque l'intero processo si può riassumere con la seguente equazione:

Glucosio + 3NAD+ + ATP + Pi =>

Citrato + 3NADH-H+ + ATP

 

Dove si parte dalla solita glicolisi per la produzione di acido piruvico. Una delle due molecole prodotte viene carbossilata per avere acido ossalacetico, mentre l'altra viene decarbossilata e unita al precedente acido per avere quello citrico.

Come detto precedentemente la produzione di acido citrico da parte del genere aspergillus è puramente per favorire la sua crescita e inibire quella di specie competitive. E nel 1917 il chimico alimentare James Currie notò che alcuni ceppi di a. niger erano in grado di sintetizzare quantità di acido citrico maggiori rispetto ad altri, fu così che si iniziò a produrlo a livello industriale (con questi ceppi) partendo da substrati di carboidrati come liquore e amido di mais e melassa. Ma ho voluto inserire questa fermentazione solo per completezza visto che viene impiegata anche dall'a. oryzae o koji, il quale però ne produce in quantità limitare rispetto i ceppi di a. niger, ma assolvono bene al loro lavoro.

Bibliografia

[1] Max, B., Salgado, J. M., Rodríguez, N., Cortés, S., Converti, A., Domínguez, J. M., Biotechnological production of citric acid, Review, Braz. J. Microbiol. 41 (4), Dec 2010;

[2] Shu, P., Johnoson, M. J., Citric Acid - Production by Submerged Fermentation with Aspergillus niger, Ind. Eng. Chem. 1948, 40, 7, 1202–1205;

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