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Antecedentes Capítulo II Antecedentes El ácido cítrico (2-hidroxi, ácido-1,2,3-tricarboxilico) deriva de la palabra latina citrus: “árbol del cítrico”, una fruta parecida al limón. Fue primeramente aislado del jugo de limón en 1784 por Carl Scheele, tiene un peso molecular es de 210.14 Da, contiene tres grupos carboxilos, por lo tanto tiene tres pKa´s con valores de pH de 3.1, 4.7 y 6.4, respectivamente. Este ácido es un intermediario universal del metabolismo en eucariotes y se encuentran trazas en prácticamente todos los animales y plantas (Papagianni, 2007). El ácido cítrico fue producido comercialmente en Inglaterra en 1826 a partir de limones importados de Italia. El jugo de limón fue la base de su producción hasta que en 1919 se desarrollo un proceso industrial en Bélgica con Aspergillus niger y se sintetizó a partir de glicerol por Grimoux y Adams en 1880. Se han reportado diferentes métodos para su síntesis

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Page 1: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

Capítulo II

Antecedentes

El ácido cítrico (2-hidroxi, ácido-1,2,3-tricarboxilico) deriva de la palabra latina

citrus: “árbol del cítrico”, una fruta parecida al limón. Fue primeramente aislado

del jugo de limón en 1784 por Carl Scheele, tiene un peso molecular es de 210.14

Da, contiene tres grupos carboxilos, por lo tanto tiene tres pKa´s con valores de

pH de 3.1, 4.7 y 6.4, respectivamente. Este ácido es un intermediario universal

del metabolismo en eucariotes y se encuentran trazas en prácticamente todos los

animales y plantas (Papagianni, 2007).

El ácido cítrico fue producido comercialmente en Inglaterra en 1826 a partir de

limones importados de Italia. El jugo de limón fue la base de su producción hasta

que en 1919 se desarrollo un proceso industrial en Bélgica con Aspergillus niger

y se sintetizó a partir de glicerol por Grimoux y Adams en 1880. Se han reportado

diferentes métodos para su síntesis química, utilizando diferentes métodos, pero

están muy lejos de ser competitivas con los métodos de fermentación

(Papagianni, 2007). Actualmente solo el 1 % de la producción total mundial es

extraído del jugo del limón en países como México y Sudamérica donde aún es

viable económicamente (Yigitoglu, 1992).

Microorganismos productores de ácido cítrico

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Antecedentes

Para la producción por fermentación además de los hongos, se han empleado

levaduras y bacterias que han alcanzado producciones en cantidades

importantes, como sustrato se ha usado a hidrocarburos (alcanos) y

carbohidratos (Mattey, 1999). Se conocen varias levaduras que producen ácido

cítrico a partir de diversas fuentes de carbono, tales como: Candida tropicalis, C.

catenula, C. guilliermondii, C. intermedia, Hansenula, Pichia, Debaromyces,

Torula, Torulopsis, Kloekera, Saccharomyces, Zygosaccharomyces y Yarrowia

lipolytica Candida sp, Hansenula sp, Debaromyces sp, Torula sp, Turolopis sp,

Kloekera sp, Saccharomyces sp, Zygosaccharomyces sp y Yarrowia sp. De

todas ellas, las especies de Candida son las que se han usado industrialmente

para su producción, estas son: C. catenula, C. guilliermondii y C. intermedia. Las

levaduras son capaces de producir ácido cítrico a partir de varias fuentes de

carbono. Por ejemplo, Yarrowia lipolytica se ha estudiado ampliamente, pero

produce una gran cantidad de ácido isocitrico, lo cual es indeseable. Este

problema ha motivado a usar cepas mutantes de Y. lipolytica, estas son capaces

de tener baja actividad de la enzima acotinasa la cual es responsable de la

síntesis de ácido isocitrico. Las mutaciones genéticas no han sido bien

exploradas, pero ofrecen posibles usos para mejorar los rendimientos y altas

velocidades de fermentación (Rymowicz et al, 2010).

En tanto entre las bacterias que se han empleado tenemos a Arthrobacter

paraffinens, Bacillus licheniformis, Corynebacterium sp y hongos como:

Aspergillus niger, A. awamori, A. clavatus, A. nidulans, A. fonsecaeus, A.

luchensis, A. phoenicus, A. wentii, A. saitoi, A. flavus, Absidia sp., Acremonium

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Antecedentes

sp., Botrytis sp., Eupenicillium sp., Mucor piriformis, Penicillium citrinum, P.

janthinellu, P. luteum, P. restrictum Talaromyces sp, Trichoderma viride y Ustulina

vulgaris (Crolla y Kennedy, 2001; Kuforiji et al, 2011).

Aunque muchos microorganismos pueden ser usados para producir ácido cítrico,

el hongo Aspergillus niger sigue siendo el principal microorganismo productor a

nivel industrial. Cepas específicas de A. niger lo sobreproducen y se han

desarrollado a partir de diversos procesos de fermentación. Su rendimiento a

veces excede el 70 % de la fuente de carbono. Currie (1917) descubrió que

algunas cepas de A. niger crecen de forma exitosa en medios con altas

concentraciones de azucares y minerales a un pH inicial entre 2.5 y 3.5, los cuales

producían altas concentraciones de ácido cítrico. Este descubrimiento sentó las

bases para la producción industrial por medio de estas cepas. La principal ventaja

de Aspergillus niger es su fácil manejo y cultivo, crece en una gran variedad de

sustratos, tiene altos rendimientos. Con el desarrollo de la Biotecnología se han

generado varias cepas modificadas genéticamente de Aspergillus niger, donde se

han reportado mejores rendimientos. Sin embargo, su uso industrial y estabilidad

no ha sido del todo aceptado, ya que la industria se ha basado principalmente en

el uso de varios sustratos para incrementar los rendimientos de ácido cítrico

(Singh et al, 2011).

La producción industrial de ácido cítrico involucra de manera general una etapa de

filtración de medio de cultivo que contiene el producto, micelio y otras impurezas.

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Antecedentes

Primero se precipita como citrato de calcio, posteriormente este es filtrado y

lavado con agua. Después es tratado con ácido sulfúrico y por último se remueve

el CaSO4 formado por filtración. Este es el único proceso viable de separación y

purificación en la industria, el problema es que cada tonelada de ácido cítrico

producido genera 2.5 toneladas de desecho (Bauer et al, 1988).

La extracción por solventes es otra alternativa al método clásico (Wenneresten,

1983). Sin embargo, la extracción por este método contiene impurezas que

provienen de la melaza o licores de azucares. La ventaja del método de

extracción por solventes es que evita el uso de calcio y H2SO4 y el problema de

contaminación.

El ciclo del ácido cítrico

La síntesis del ácido cítrico comienza con la glucolisis (Martin y Wilson, 1951;

Cleland y Johnson, 1954). Pero también una pequeña fracción se sintetiza por la

vía de las pentosas fosfato, la cual va decreciendo conforme avanza la

fermentación (Legisa y Mattey, 1988); pero no existe evidencia de un bloqueo total

de esta vía (Roehr et al, 1987).

Aspergillus niger tiene una vía adicional para el catabolismo de la glucosa y es

llevado a cabo por la glucosa oxidasa (Hayashi y Nakamura, 1981). Esta enzima

se activa por las altas concentraciones de glucosa y oxígeno en la presencia de

bajas concentraciones de otros nutrientes (Mischak et al, 1985; Rogalski et al,

1988; Dronawat et al, 1985). Desafortunadamente la glucosa oxidasa, en la fase

lag de crecimiento, transforma una cantidad importante de glucosa en ácido

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glucónico. Pero debido a la localización extracelular de la enzima, esta puede ser

influenciada por el pH y se inactiva a pH´s menores de 3.5 (Mischak et al, 1985;

Roukas y Harvey, 1988). La acumulación de ácido cítrico hace disminuir el pH del

cultivo inactivando a la glucosa oxidasa (Mischak et al, 1985).

En la glucolisis, una molécula de glucosa produce 2 moléculas de piruvato, este

último se convierte en Acetil CoA y oxalacetato, precursores del citrato. Clealand y

Johnson (1954) fueron los primeros en demostrar que Aspergillus niger libera una

molécula de CO2 durante la conversión de piruvato a Acetil CoA y que se utiliza

una molécula de piruvato más una de bióxido de carbono para formar una

molécula de oxalacetato. Esta última reacción incrementa el rendimiento del ácido,

debido a que el oxalacetato se forma en cada vuelta del ciclo de Krebs. Lo anterior

provoca la pérdida de 2 moles de CO2 y solamente dos terceras partes del

carbono proveniente de la glucosa se convierte en ácido cítrico. El piruvato se

convierte en oxalacetato y posteriormente en malato en el citoplasma. Se ha

postulado que la concentración de malato estimula el transporte del ácido cítrico

fuera de la mitocondria. Pero este fenómeno no parece ocurrir durante las fases

tempranas de la fermentación (Kubicek et al 1979b), esto se correlaciona con el

coeficiente respiratorio (CO2/O2) durante las primeras 70 horas de cultivo, este es

cercano a uno, pero comienza a decrecer cuando se inicia la acumulación del

ácido cítrico (Kristiansen et al, 2002).

Aspergillus niger también puede acumular otros ácidos orgánicos, tal como el

ácido oxálico, un coproducto tóxico de la fermentación. La síntesis de este

compuesto parece depender de la fuente de carbono (Kubicek et al, 1988), de

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Antecedentes

acuerdo a Muller (1975) el ciclo del glioxilato ha estado implicado en biosíntesis.

Cuando se usa glucosa como fuente de carbono por la vía del glioxilato, se pierde

fuente de carbono en esta vía neutral, compitiendo con la sobreproducción de

citrato (Kubicek, 1988). Debido a la toxicidad del oxalato, este fenómeno es de

interés para la producción de ácido cítrico y su regulación biosintetica aún está en

debate (Strasser et al, 1994).

Kubicek-Pranz et al (1990) encontraron que la acumulación de ácido cítrico

sucede cuando la concentración de glucosa-fructosa es de 14 % (p/v), pero

cuando eso sucede, Xu et al (1989a) encontraron un incremento en la

concentración intracelular de fructosa 2-6 bifosfato. La concentración de este

intermediario de la glucolisis correlaciona con la alta producción de citrato. La

bioquímica de los primeros pasos de la glucolisis aún no es completamente

entendida, sin embargo, Steinbock et al (1994) encontró que la enzima hexocinasa

en la cepa ATCC 11414 fue inhibida por citrato. La inhibición de la síntesis de

ácido cítrico se debió a la quelación del magnesio.

Las trazas de iones metálicos, particularmente los iones de manganeso, estimulan

la acumulación de ácido cítrico (Trumpy y Millis, 1963), pero uno de los defectos

causados por la deficiencia de manganeso es la síntesis de macromoléculas y

provoca un incremento en la degradación de proteínas (Ma et al, 1985). Como

consecuencia, el micelio acumula grandes concentraciones de NH4 (Kubicek et al,

1979a). Pero varios autores han reportado que la adición extra de amonio (NH4)

durante la fermentación de ácido cítrico estimula la velocidad de su producción

(Choe y Yoo, 1991; Yigitoglu y McNeil, 1992). Estos autores también reportan que

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Antecedentes

la cantidad de amonio y tiempo son importantes, pero cuando se agrega en

tiempos inapropiados disminuye la acumulación de ácido cítrico.

Bioquímica de la producción y acumulación de ácido cítrico por Aspergillus

niger

Se han propuesto varias teorías para explicar la acumulación de ácido cítrico por

A. niger, ya que los altos rendimientos de este metabolito, en procesos de

fermentación, siempre han dependido del conocimiento de su bioquímica.

Después de 50 años de optimización del proceso de su producción, todavía no

existe una explicación coherente de la síntesis bioquímica con los factores

observados que influencian su rendimiento en biorreactores (Kristiansen et al,

2002). En un proceso de fermentación, la acumulación de ácido cítrico se lleva a

cabo cuando varios nutrientes se encuentran en exceso: fuente de carbono, iones

hidrógeno y oxígeno. Pero también se ha demostrado que la limitación de iones

metálicos (Fe, Mn, Mg), nitrógeno y fosfatos estimulan su producción y

acumulación. En resumen, no existe un evento bioquímico simple responsable de

la sobreproducción ya que se trata de un evento multifactorial. A pesar de que se

han llevado a cabo numerosos estudios sobre la síntesis bioquímica de ácido

cítrico en A. niger, aún no se conocen los eventos que estimulan su acumulación.

La comprensión de los eventos anteriores es incompleta y las industrias dedicadas

a su producción y comercialización mantienen en secreto sus logros alcanzados.

Etapas y tipos de producción de ácido cítrico por fermentación con

Aspergillus niger

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Antecedentes

Hoy en día, el 99 % de la producción total mundial de ácido cítrico se obtiene por

fermentación (Kuforiji et al, 2010). A. niger es el microorganismo preferido por sus

altos rendimientos. La producción se puede dividir en tres etapas, las cuales son:

preparación e inoculación de medio de cultivo, fermentación y recuperación o

purificación del producto. Además existen tres posibles métodos para producir

ácido cítrico por A. niger: fermentación sumergida, fermentación de superficie y

fermentación en medio sólido. Se pueden usar varios tipos de sustrato de acuerdo

al tipo de fermentación (Singh et al, 2011).

a) Fermentación de superficie

El micelio de A. niger crece y flota en la parte alta del medio de cultivo. Se usa a

pequeña y mediana escala, se requieren pocos esfuerzos de operación, poco

equipo y bajo costo de energía. El proceso se lleva a cabo en cámaras de

fermentación donde existe un gran número de charolas o tinas. Las charolas

deben ser de aluminio puro, tipo acero o polietileno. Pero en las charolas de acero

se obtienen mejores rendimientos (Soccol y Vandenberghe, 2003). Las cámaras

de fermentación cuentan con circulación de aire y al pasar por la superficie del

cultivo controlan la humedad y temperatura. El aire se filtra por medio de filtros ya

que las cámaras se deben de mantener bajo condiciones asépticas y así deben

permanecer al menos durante los primeros dos días, período durante el cual las

esporas germinan. La fermentación termina entre 8 y 12 días (Yokoya, 1992), para

extraer el ácido cítrico, se separa el caldo y el micelio, este es lavado para separar

el ácido cítrico.

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Antecedentes

Desventajas: A pesar de obtener altos rendimientos en la fermentación por

superficie, este proceso no se utiliza mucho en la industria debido a que se

requiere mucho espacio, se requiere de mucho tiempo, existe riesgo de

contaminación, generación de altas cantidades de calor y altos costos de

producción.

b) Fermentación en estado sólido

Éste proceso requiere poca energía y genera pocos desechos. El agua necesaria

para el crecimiento de A. niger se encuentra dentro de la matriz sólida. El sólido de

soporte puede ser de material sintético, residuos agrícolas, entre otros (Pandey,

2003). Este proceso requiere de tecnología simple, tiene altos rendimientos,

medio de cultivo a bajo costo, mejor circulación de oxígeno, menos susceptible a

la inhibición por elementos traza, requiere poca energía y bajo costo de

mantenimiento, menor riesgo de contaminación y genera menor cantidad de

desechos en su recuperación.

Desventajas: Dificultades al escalar el proceso, difícil controlar a los parámetros

de cultivo (pH, humedad, temperatura, nutrientes, etc.) alto contenido de

impurezas, así como altos costos en la purificación (Susana y Sanroman, 2006;

Holker et al, 2004).

c) Fermentación sumergida

Se estima que alrededor del 80 % de la producción mundial de ácido cítrico se

obtiene por fermentación sumergida, se hace en medios de cultivo que usan como

base a la sacarosa y glucosa con A. niger (Vanderberghe et al, 1999), utilizando

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Antecedentes

principalmente productos que utiliza la industria del azúcar, así como desechos

agroindustriales (Rivas et al, 2008). Los procesos de fermentación sumergida usan

fermentaciones en lote y lote alimentado, Dependiendo de las condiciones de

fermentación, estas concluyen entre 5 a 12 días. Este tipo de procesos tienen

mecanismos sofisticados de control, menor riesgo de contaminación, bajo costo en

mano de obra, alta productividad y rendimientos.

Desventajas: Medio de cultivo caro, sensible a la inhibición por trazas de metales

(Fe, Mn, Mg), riesgo de contaminarse y grandes cantidades de desecho

(Vanderberghe et al, 1999).

Morfología de A. niger durante la fermentación

La morfología del micelio es crucial durante el proceso de la fermentación, no

solamente en relación a la forma de la hifa si no también a la agregación o unión

de micelio en forma de pellets. En todos los casos, el micelio de Aspergillus niger

es corto, con ramificaciones hinchadas, las cuales tienen puntas apicales. Los

pellets son pequeños con una superficie dura y lisa (Clark, 1962). Este fenómeno

está relacionado con la aireación y agitación (Svenska-Sockerfabrik, 1964), pH

(Fried y Sandza, 1959), concentración de manganeso y otros metales (Kisser et al,

1980) y cantidad de inóculo (Berry et al, 1977). Para la producción de ácido cítrico

en cultivo sumergido, el crecimiento en pellets de Aspergillus niger es altamente

recomendable (Berovic et al, 1993).

La agitación es importante para un adecuado mezclado, transferencia de masa y

calor. El mezclado determina la aireación y transferencia de masa a través del

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Antecedentes

reactor y este es crítico para la fermentación de ácido cítrico. Pero el exceso de

agitación provoca esfuerzos de corte que afectan la morfología del

microorganismo, cambiando su crecimiento y dañando a la estructura de las

células (Papagianni et al, 1994). Aunque A. niger es resistente a los esfuerzos de

corte, se ha reportado que el incremento de la agitación daña a las hifas, liberando

el material intracelular, explicando las bajas productividades bajo condiciones de

alta agitación. Por ejemplo, Smith et al (1990) y Makagiansar et al (1993)

reportaron bajas velocidades de síntesis de penicilina a altas agitaciones con

Penicillium chrysogenum.

Papagianni, 1995 reporto cultivos con Aspergillus niger en biorreactores agitados

mecánicamente de 100 a 600 rpm, los micelios se comenzaron a agregar a las 24

horas de cultivo en todos los experimentos. Por medio de análisis de imágenes se

demostró que al incrementar la agitación, se disminuía la longitud de los

filamentos. La velocidad específica de la formación de ácido cítrico se incremento

con la agitación, pero la cantidad de producto se mantuvo constante después de

300 rpm. Asimismo la longitud del micelio se redujo por un factor de tres al

incrementar la agitación. Se ha reportado que cultivos de A. niger deficientes en

manganeso (Mn2), se forman pellets (Levente y Christian, 2003). Sin embargo, el

manganeso es esencial para el crecimiento del micelio. Un prerrequisito esencial

para tener la morfología deseada y obtener altos rendimientos es optimizar la

concentración inicial de manganeso en el medio de cultivo.

Se ha observado que los medios ricos en nutrientes incrementan la velocidad

específica de crecimiento y la morfología del hongo, reduciendo la formación de

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Antecedentes

pellets (Hemmersdorfer et al, 1987). No solo el tipo de fuente de carbono, sino

también la concentración es crítico para la fermentación, influenciando la velocidad

de producción, rendimiento y crecimiento del hongo. Por ejemplo, Papagianni

(1995) reportaron cultivos con concentración inicial de glucosa de 60, 100 y 150

g/L en un reactor agitado mecánicamente, se encontró que la velocidad de

crecimiento se incrementa (a las 48 hrs de cultivo) conforme la concentración de

glucosa disminuye.

Factores que afectan la producción de ácido cítrico por Aspergillus niger en

cultivo sumergido

a) Condiciones del cultivo

Afectan el crecimiento de A. niger y la producción de ácido cítrico de forma

diferente. Por ejemplo, Grewal y Kalra (1995), Couto y Sanroman (2006)

reportaron que se produce alta concentración de ácido cítrico en condiciones

donde se genera poca biomasa. Vanderberghe et al (2000) obtuvieron un buen

crecimiento de micelio junto a altas productividades de acido cítrico. Sin embargo,

Elzbieta (2008) obtuvo altos rendimientos con 150 g/L de azucares en el medio de

cultivo. Las trazas de metales influencian notablemente la síntesis de ácido cítrico,

porque requiere de ciertas trazas para su crecimiento (Mattey, 1999). Los iones

metálicos que deben limitarse son el Zinc, Manganeso, Hierro, Cobre, metales

pesados y metales alcalinos. Algunos metales iónicos (Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ y

otros) inhiben la producción de ácido cítrico aún a muy bajas concentraciones

(Kapoor et al, 1987). Pero también es sensible a las trazas de metales que vienen

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Antecedentes

en las melazas (Majolli y Aguirre, 1999). Por lo tanto, la concentración de esos

metales debe disminuirse para tener un óptimo crecimiento y síntesis del ácido

cítrico (María y Wladyslaw, 1989). La concentración óptima de Fe2+ requerida para

su producción varía entre diferentes especies de hongos, pero para A. niger en

cultivo sumergido y usando melazas como sustrato, la síntesis de ácido cítrico es

severamente afectado por la presencia de hierro a concentraciones de 0.2 ppm.

Sin embargo, la adición de cobre entre 0.1 a 500 ppm durante la inoculación o

durante las primeras 50 horas de cultivo contrarresta el efecto nocivo del hierro.

Otros autores también han reportado el efecto benéfico del cobre sobre el hierro

(Haq et al, 2002).

Suministros de Mn2+ a concentraciones de 3 g/L reducen drásticamente el

rendimiento de ácido cítrico (Rohr et al, 1996). Estos autores también confirmaron

el papel del manganeso en la regulación de las enzimas del ácido cítrico, pero

también es importante en otras funciones celulares, por ejemplo en la síntesis de

la pared celular, formación de esporas y producción de metabolitos secundarios.

La concentración de las trazas de metales en el medio de cultivo se puede

controlar por dos formas:

1) Purificar el medio de cultivo para remover ciertos iones metálicos y después

adicionar la cantidad requerida.

2) Agregar agentes quelantes al medio para disminuir la concentración de los

iones metálicos. La ventaja del último método es que el complejo actúa

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Antecedentes

como un buffer metálico, el cual se disocia para iones conforme el

microorganismo los utilice para su crecimiento (Jianlong, 1988).

La presencia de trazas de metales en concentraciones toxicas es un problema

significativo durante una fermentación sumergida. Pero en fermentaciones en

sólido se obtienen altos rendimientos sin que haya inhibición. Las sales de hierro

son esenciales para activar la síntesis de Acetil CoA, por lo tanto importante para

producir el metabolito (Milson y Meers, 1985). Pero el exceso en su concentración

activa la síntesis de la enzima aconitasa, la cual es responsable de la producción

de ácido isocitrico, Este es un producto no deseable y reduce el rendimiento del

ácido cítrico. El fosfato de dihidrógeno de Potasio es la fuente más apropiada de

fosforo, y a bajas concentraciones favorece la síntesis del metabolito de nuestro

interés. La adición de acetato de metilo, cobre y zinc favorecen el crecimiento del

mecelio y producción de ácido cítrico (Sato y Sudo, 1999). El tipo y la

concentración de la fuente de carbono es uno de los factores más importantes

que determinan la concentración final del producto deseado. De acuerdo a Anwar

et al (2009), el alto contenido de azucares favorece una producción alta.

b) Fuente de nitrógeno

Estimula la formación de conidios y la producción del metabolito de interés, es

directamente influenciado por la fuente de nitrógeno, la urea, cloruro de amonio y

sulfato de amonio son los preferidos (Chundakkadu, 2005). La ventaja de usar

sales de amonio es que el pH cae conforme son consumidas, y el pH bajo es

esencial para la fermentación de ácido cítrico (Mattey, 1999). Los componentes

Page 15: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

del medio de cultivo juegan un papel importante en el rendimiento final. Es

importante considerar la concentración de las trazas de metales y otros

constituyentes presentes en la biomasa, de acuerdo al tipo de fermentación y

requerimientos fisiológicos del microorganismo. Por ejemplo, la toxicidad causada

por los metales pesados debe considerarse, removiendo con una sustancia

quelante para optimizar el crecimiento óptimo del microorganismo. La morfología

del hongo es un parámetro importante que afecta la producción de ácido cítrico y a

su vez, esta depende de los constituyentes del medio de cultivo (Singh et al,

2011).

c) Factores ambientales

Varios factores ambientales influencian el bioproceso, entre ellos se encuentran, la

temperatura, humedad, pH, minerales, tipo de inoculo, adición de nutrientes, entre

otros. Pero también se encuentran parámetros de ingeniería, como lo es la

agitación (Shojaosadati y Babaeipor, 2002) y tamaño de sustrato (Roukas, 1999).

1) Humedad

Los hongos prefieren ambientes húmedos para su crecimiento. En una

fermentación solida, se requiere la baja humedad para la generación de biomasa,

reducir la difusión de nutrientes, optimo crecimiento, estabilidad de sus enzimas,

consumo de sustrato (Chundakkadu, 2005). Por el contrario, una humedad alta

causa la aglomeración del sustrato, limitación en la transferencia de masa, y

competencia con bacterias (Gowthaman et al, 2001).

2) Temperatura

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Antecedentes

La temperatura es una de las variables que más afectan el rendimiento de A. niger

para la producción de ácido cítrico. El no controlar de forma adecuada a la

temperatura se puede afectar a la fisiología en varios aspectos, tal como

desnaturalización de proteínas, inhibición enzimática, aceleración o supresión en

la producción del metabolito, y lo más importante, afectar la fisiología celular

(Pandey et al, 2001).

3) Aireación

En cultivos sumergidos, el principal objetivo de la aireación es suministrar oxígeno

suficiente para el crecimiento del microorganismo y para remover el bióxido de

carbono. La aireación también es crítica para remover el calor y mantener la

transferencia de humedad (Raimbault, 1998; Pandey et al, 2000; Shojaosadati y

Babaeipour, 2002) regulando de esta forma la temperatura del medio de cultivo,

distribución del vapor de agua y cantidad de compuestos volátiles producidos

durante el metabolismo. La acumulación de ácido cítrico se incrementa

considerablemente conforme se incrementa la tensión de oxígeno disuelto, pero

también se incremento su concentración en un factor de 1.4 por la adición de n-

dodecano al 5 % (v/v), el cual fue usado como vector para transportar oxígeno al

medio de cultivo con A. niger (Jialong, 2000). Sin embargo, la excesiva aireación

produce esfuerzos de corte, el cual tiene un efecto dañino para la morfología del

hongo filamentoso (Lu et al, 1997; Shojaosadati y Babaeipour, 2002).

4) Agitación

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Antecedentes

La agitación es uno de los parámetros más importantes en las fermentaciones

aerobias, esta permite la homogeneidad del medio de cultivo, con respecto a la

temperatura y ambiente gaseoso una mayor interacción entre el área interfacial

gas-líquido, permitiendo la transferencia de oxígeno en el líquido (Trilli, 1986). La

agitación permite la remoción de la remoción de metabolitos volátiles, evita la

formación de pellets o agregados celulares, incrementa la transferencia de calor,

protege al medio de cultivo contra la desecación o humedad excesiva y mejora las

condiciones para el crecimiento microbiano (Mitchell y Berovic, 1998). Durante la

producción de ácido cítrico, la agitación permite la distribución de esporas,

necesidades de agua para el control de la humedad y/o cualquier otro nutriente

dentro del medio de cultivo (Suryanarayan, 2003).

5) pH

El pH es otro de los aspectos importantes a considerar en cualquier fermentación,

este varía de acuerdo a los requerimientos metabólicos del microorganismo. En el

caso de la producción de ácidos orgánicos, estos provocan que el pH disminuya.

Cada microorganismo tiene un rango de pH para su crecimiento, los hongos

filamentosos crecen en un rango amplio de pH (desde 2 hasta 9) con un rango

óptimo de 3.8 a 6.0. Esta versatilidad para adaptarse es beneficio para los hongos

ya que esto minimiza la contaminación por bacterias, especialmente a pH bajos.

Durante la producción de ácido cítrico, se pueden marcar dos tiempos; el primero

donde las esporas requieren un pH mayor a 5 para germinar y segundo, el pH

para la producción de ácido cítrico necesita pH´s menores a 2. El pH bajo reduce

el riesgo de contaminación e inhibe la síntesis de ácidos orgánicos no deseados,

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Antecedentes

como el ácido gluconico y ácido oxálico pero también permite que la extracción y

purificación del ácido cítrico se más simple (Levente y Christian, 2003). El pH

cambia también de acuerdo de la fuente de nitrógeno seleccionada, así como de

las características de crecimiento del microorganismo (Gowthaman et al, 2001).

Para sobreproducir el producto deseado, el microorganismo puede ser crecido

bajo condiciones suboptimas para la producción de biomasa. Se han reportado

varias ventajas para usar esporas en el inoculo en lugar de micelio. De acuerdo a

Larroche (1996), las esporas funcionan como biocatalizadores, los tiempos son

flexibles para preparar el inoculo, se pueden almacenar durante largos periodos de

tiempo y tienen alta resistencia al daño causado por esfuerzos de corte o

insuficiente transferencia de masa cuando no se tiene un control perfecto en las

fermentaciones sumergidas (Gowthaman et al, 2001; Krishna y Nokes, 2001). Sin

embargo, también trae algunas desventajas, como la mayor duración de la fase

lag, diferentes condiciones optimas para la germinación de esporas y crecimiento

vegetativo y excesivo tamaño del inoculo. Es necesario que la actividad

metabólica de las esporas sea inducida antes de que el hongo comience a usar el

sustrato para crecer (Krishna y Nokes, 2001). El tamaño y la forma de los pellets

del micelio juegan un papel directo en la biosíntesis del ácido cítrico durante una

fermentación sumergida (Saha et al, 1999). Los pellets menores a 1 mm de

diámetro están asociados con altas velocidades de producción y altos

rendimientos (Magnuson y Lasure, 2004).

6) Otros factores

Page 19: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

Se ha observado que la adición de metanol incrementa la producción de ácido

cítrico a partir de glucosa y otras fuentes de carbono. Sikander y Haq (2005),

utilizaron concentraciones de metanol, etanol, isopropanol, metil acetato, n-

propanol, el cual incrementa el rendimiento de etanol. Esos estudios demostraron

que la adición de 4 % (v/v). Lo anterior se atribuye a la lenta degradación del ácido

cítrico y a la reducción de la actividad de la enzima acotinasa, pero también puede

ser debido al incremento de la actividad de otras enzimas del ciclo de Krebs. Pero

también existe la posibilidad de que el etanol pueda ser convertido a Acetil CoA

metabolito intermediario necesario en la síntesis de nuestro metabolito de interés.

La adición de metanol puede incrementar también la permeabilidad de la pared

celular para transportar citrato, Taketomi (1961) analizó la adición de metanol a la

fermentación y la síntesis de proteínas afecto la síntesis de proteínas pero sin

afectar el consumo de nitrógeno. Lo anterior provoco el incremento de la síntesis

de aminoácidos, péptidos y proteínas de bajo peso molecular durante las etapas

tempranas de la fermentación. El metanol afecta directamente la morfología del

micelio y promueve la formación de pellets, pero también provoca una alta

permeabilidad de la membrana estimulando la excreción de ácido cítrico del

micelio. Pandey et al, (2000) reportan que es necesario mantener la forma de

pellets en el cultivo en diámetros menores de 3 mm para una máxima producción;

lo anterior se ha demostrado con la adición de metanol, etanol, isopropanol y

acetato de metilo.

La adición de aceites vegetales también incrementa la producción del metabolito

(Sikander y Haq, 2005). Las grasas vegetales actúan como fuente de carbono y se

Page 20: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

degradan como glicerol y ácidos grasos; el glicerol entra directamente al ciclo de

Krebs y los ácidos grasos ingresan a través de la glucolisis. Hoy en día la

producción de biodisel tiene como subproducto al glicerol y es un sustrato

disponible y actúa directamente en la síntesis de ácido cítrico (Figenova et al,

2005).

La adición de inhibidores sobre varias enzimas del ciclo de Krebs, tales como el

fluoruro de calcio, fluoruro de sodio, arsenato de sodio, malonato de sodio, azida

de sodio, fluoruro de potasio, ácido yodoacetico y agentes axidantes, tales como

peróxido de hidrógeno, naftaquinona y azul de metileno adicionados a la

fermentación, también incrementan la acumulación de ácido cítrico (Adham et al,

2008). Sin embargo, una alta concentración de esos inhibidores puede inhibir el

crecimiento del micelio y disminuir la producción del metabolito de interés.

Se ha estudiado el efecto de otros inductores del crecimiento del micelio, por

ejemplo, Michaelis y Papoutsakis (1990) usaron a el polietilenglicol, suero

sustancias que protegen al micelio de los esfuerzos de corte causados por la

hidrodinámica e impulsores del reactor, estimulando su crecimiento. La naturaleza

de la fuente de carbono afecta a la producción de ácido cítrico, sobre todo en la

actividad de las enzimas del ciclo del ácido cítrico (Xu et al, 1989). En términos

generales, solo los azucares que son metabolizados rápidamente por el hongo

permiten altos rendimientos, así que los polisacáridos no son recomendables.

Recuperación y purificación del ácido cítrico

Page 21: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

La obtención del ácido cítrico producido en fermentaciones sumergidas se obtiene

por métodos clásicos como precipitación, extracción y absorción (Figura 1)

Figura 1. Esquema de la recuperación de ácido cítrico por los métodos convencionales

Métodos de extracción

a) Precipitación

Es uno de los métodos convencionales para extraer el ácido cítrico de una

fermentación sumergida. En este caso, el caldo de fermentación se calienta a 50

°C por 20 minutos y es precipitado como citrato de calcio, usando carbonato de

Page 22: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

calcio y ácido sulfúrico (Pazouki y Panda, 2008). El precipitado (citrato de calcio)

es entonces filtrado y lavado con agua varias veces, después es llevado a un

acidulador y tratado con ácido sulfúrico. La solución es nuevamente filtrada para

remover el CaSO4 (Kiousdetidis et al, 1979). Kunzl y Cechurova (1977) lograron

separar el 88 % de citrato de calcio de caldo de cultivo que contenía ácido cítrico,

málico, oxálico y gluconico y otros contaminantes orgánicos adicionando cal a pH

de 6 agitando constantemente y calentando de forma gradual a más de 80 °C. El

filtrado de la suspensión se calentó a 60 °C y lavada con agua a la misma

temperatura.

Karklin et al (1984) separo el ácido cítrico de caldos de fermentación usando pH´s

entre 6.1 y 7.5. La clarificación fue hecha con carbón activado y kieselgur y

después mezclado con CaCl2, acetato de sodio o Ca(OH)2 para precipitar el ácido

cítrico. Luego el citrato de calcio fue separado por filtración al vacio, lavado con

agua caliente y secado entre 90-105 °C. El pH optimo y temperatura fue entre 7.0-

7.2 y 80 °C, respectivamente.

El ácido cítrico producido por fermentación, usando como fuente de carbono a

alcanos, fue separado del caldo de cultivo como citrato de calcio. Este último fue

convertido a ácido cítrico por medio de la adición de H2SO4 a 80-90 °C, seguido

de una evaporación y cristalización. El rendimiento de ácido cítrico fue entre 64.8 a

92.9 %. El citrato de calcio también fue convertido a ácido cítrico por cromatografía

de intercambio iónico, en este caso el rendimiento fue entre 83.9 a 100 %. El ácido

cítrico también aislado del caldo de fermentación a través de citrato trisódico y

Page 23: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

citrato de tripotasio por medio de cromatografía de intercambio iónico (Ramina y

Brigmane, 1984).

El caldo de cultivo que contiene ácido cítrico es decolorado por medio de carbón

activado y pasado a través de cromatografía de columnas de resina de

intercambio iónico. El líquido fue concentrado al vacio y finalmente se cristalizó a

baja temperatura, donde el ácido cítrico cristaliza como ácido cítrico

monohidratado. El ácido cítrico cristaliza con dificultad y produce bajos

rendimientos (Kertes y King, 1986).

Pendl et al (1986) trato el caldo de fermentación con cal hasta alcanzar un pH de

4.3, seguido de un calentamiento a vapor a 60 °C. Posteriormente se le agregó

más cal hasta alcanzar un pH de 6.2. La suspensión resultante fue filtrada y

lavada con agua a 60 °C. Su descomposición fue tratada con H2SO4 a pH de 1.86

para obtener ácido cítrico y ácido oxálico. Posteriormente, la solución fue des

ionizada y cristalizada.

El método de precipitación, a pesar de ser simple y extenso, genera problemas

alternos, como la formación de productos indeseables. Pero también existe

prioridad por acortar el método e incrementar su eficiencia de recuperación

utilizando técnicas avanzadas. Para eliminar la generación de yeso y CO como co-

productos se han utilizado otras técnicas de separación, por ejemplo, extracción

por solventes (Pazouki y Panda, 1998), extracción supercritica de CO2 (Shishikura

et al, 1992), electrodiálisis (Pinto et al, 1992) y separación por membranas

(Friesen et al, 1991).

Page 24: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

b) Extracción por solventes

Aunque el método clásico por precipitación es la técnica más utilizada en procesos

industriales, la separación por solventes también ha sido usada para separar ácido

cítrico. La extracción por medio de aminas parece ser un método prometedor par

ácidos carboxílicos disueltos en soluciones acuosas. El ácido cítrico es fácilmente

extraído por un gran número de solventes orgánicos, tales como las aminas

alifáticas de alto peso molecular (Pazouki y Panda, 1998).

Baniel y Gonen (1990) reportaron un 90 % de recuperación de ácido cítrico con el

método de extracción antes mencionado. Wenneresten (1983) demostraron que

las aminas terciarias son muy efectivas para la extracción de ácido cítrico. El

método de extracción por aminas es muy favorecido a pH´s muy bajos (abajo del

pKa más pequeño) y se favorece su reactividad con aminas terciarias básicas. Las

ventajas de este método son: consumo mínimo de ácidos y bases minerales, y

menor generación de co-productos, no se evaporan grandes cantidades de agua.

c) Adsorción

Es difícil lograr altos radios de recuperación usando técnicas de separación

convencionales. Se ha reportado el uso de resinas de intercambio iónico para

ácidos orgánicos, por ejemplo, Juang y Chou (1996), analizaron la adsorción de

ácido cítrico de soluciones acuosas en resinas de macroporos (Amberlita XAD-4 y

Page 25: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

XAD-16) impregnados con tri-n-octilaminas. Gluszcz et al (2004) midieron las

propiedades de absorción de 18 tipos de resinas de intercambio iónico para

recuperar ácido cítrico y láctico, encontraron que las resinas con pH básico

poseen altas capacidades de adsorción. Takatsuji y Yoshida (1998) también

reportaron los mecanismos de adsorción para el ácido cítrico, málico y acético en

resinas comerciales (Diaion WA30) con pH básico. Las isotermas de absorción de

los ácidos orgánicos fueron altamente favorables y la capacidad de adsorción

depende del valor del pH en la solución. La extracción en línea de ácido cítrico del

fermentador con resinas débilmente básicas ayudaría a evitar la inhibición por

producto e incrementar la velocidad de producción y viabilidad celular.

Estructura y propiedades del ácido cítrico

El ácido cítrico (2-hidroxy-ácido-1,2,3-tricarboxilico( Figura 2)), es un metabolito

común en las plantas y animales. Este es uno de los ácidos orgánicos más

utilizados en la industria de alimentos, bebidas e industria farmacéutica (Kirk-

Othmer, 2002).

Figura 2. Estructura química del ácido cítrico

Debido a su funcionalidad y aceptabilidad ambiental, el ácido cítrico y las sales

que produce (con potasio y sodio) se utilizan en diversas aplicaciones industriales,

entre ellas como material quelante, buffer y como sustancia amortiguadora. Esos

Page 26: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

usos incluyen la elaboración de detergentes, champús, cosméticos, limpieza de

químicos y extracción de petróleo (Kirk-Othmer, 2002).

a) Propiedades físicas

El ácido cítrico anhidro cristaliza en agua a temperaturas de 130 °C, es incoloro y

forma cristales traslucidos o polvo blanco cristalino. Su cristal es de forma

monoclínica holohedrica. El ácido cítrico es deliquiscente en aire húmedo y es

ópticamente inactivo. Algunas otras propiedades son: fórmula molecular (C6H8O7),

peso molecular 192.13 g/mol; punto de fusión 153 °C; descomposición térmica 175

°C; densidad 1.665 g/mL (Kirk-Othmer, 2002).

El ácido cítrico experimenta algunas reacciones que son comunes en cualquier

ácido orgánico. Entre ellas se incluyen las reacciones de esterificación, formación

de sales y reacciones anhídridas. Sin embargo, los grupos hidroxilo (OH) terciarios

no sufren todas esas reacciones:

1) Reacciones de descomposición

Esto ocurre cuando el ácido cítrico se calienta a 175 °C, el ácido cítrico se

descompone y forma ácido aconítico, ácido itaconico, ácido acetonedicarboxilico,

dióxido de carbono y agua (Patentes: 499-12-7; 498-23-7; 97-65-4; 542-05-2).

2) Reacciones de esterificación

El ácido cítrico es esterificado fácilmente con alcoholes en condiciones azotroficas

en la presencia de un catalizador, tal como el ácido sulfúrico. Los alcoholes unidos

Page 27: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

al ácido cítrico alcanzan su punto de ebullición a temperaturas superiores de 150

°C (Seidell, 1941).

3) Reacciones de oxidación

El ácido cítrico es fácilmente oxidado por una variedad de agentes oxidantes, tales

como los peróxidos, hipoclorito, persulfato, permanganato, periodato, hipobromito,

cromato, dióxido de manganeso y ácido nítrico. El producto de la oxidación son

ácidos acetodicarboxilicos, ácidos oxálicos, bióxido de carbono y agua (Blair y

Zienty, 1979).

4) Reducción

La hidrogenación del ácido cítrico produce ácido 1,2,3 propanocarboxilico (Seidell,

1941).La hidrogenación produce dióxido de carbono, agua, metano, ácido fórmico

y pequeñas cantidades de ácido metil succínico.

5) Formación de sales

El ácido cítrico forma sales mono, di y tribásicas con muchos cationes, tales como

los álcalis, amonio y aminas. Las sales pueden ser preparadas por neutralización

directa de una solución de ácido cítrico en agua usando una base apropiada. El

citrato trisódico es el más ampliamente utilizado en comparación con otro tipo de

sal de ácido cítrico.

6) Formación de quelantes

Page 28: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

El ácido cítrico forma complejos multivalentes con iones metálicos y forma

quelatos (Staal, 1989). Esta propiedad es importante en el proceso del ácido

cítrico, la contaminación por metales afecta el color, estabilidad, apariencia del

producto o eficiencia del proceso.

7) Corrosión

En soluciones acuosas, el ácido cítrico corroe el acero a temperaturas elevadas,

exceptuando el acero 316 es resistente a la corrosión. Otros metales como el

aluminio, cobre y niquel son medianamente corroídos por el ácido cítrico. Por otra

parte, el vidrio y plásticos (poliéster, polietileno, polipropileno, polivinil) no son

corroídos por el ácido cítrico (Kirk-Othmer, 2002).

Aplicaciones del ácido cítrico

El ácido cítrico es utilizado en la industria de alimentos, medicina, agricultura e

industria química, debido a sus propiedades únicas. El ácido cítrico se utiliza para

ajustar el pH, como sustancia quelante o para formar complejos estables con

iones metálicos multivalentes, también es usado para estabilizar emulsiones y

otros sistemas multifásicos. En resumen, el ácido cítrico es dulce, limpio, tiene

sabor agradable y es utilizado como acidulante en alimentos diversos (Kirk-

Othmer, 2002).

El ácido cítrico, citrato de sodio y el citrato de potasio se utilizan para la

elaboración de bebidas carbonatadas y no carbonatadas (National Soft Drink

Association, 1982). Las bebidas bajas en calorías, isotónicas, utilizan solo ácido

cítrico en combinación con sales de citrato para otorgar sabor y propiedades de

Page 29: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

buffer y para incrementar la actividad antimicrobiana. La alta solubilidad del ácido

cítrico es importante para la elaboración de jarabes. Se puede combinar con ácido

málico para obtener perfiles únicos de sabor. También se utiliza para estabilizar el

pH en bebidas dietéticas. La concentración presente en muchas bebidas

carbonatadas y de sabores están alrededor del 0.10-0.25 % (p/p). Existe toda una

gama de aplicaciones en la industria de alimentos (Tabla 1).

USO PROPIEDADES

Fabricación de mermeladas y jaleas. Proveen de sabor y se ajustan al pH del producto para su óptima gelatinización.

Elaboración de dulces. Se adiciona al dulce para dar sabor. Evita la inversión del azúcar.

Ensaladas. Se combinan con el ácido ascórbico para evitar el ataque enzimático a vegetales preparados.

Alimentos congelados. Quela y acidifica para conservar a los alimentos congelados e incrementa la actividad antioxidante. Inhibe el deterioro del sabor y olor

Frutas y vegetales congelados. Atrapa metales y evita la oxidación enzimática. Mantiene el color e incrementa el sabor de las frutas enlatadas

Grasas y aceites. Evita la oxidación de grasas y aceites, además, atrapa trazas de metales

Elaboración de postres y confitería. Junto al citrato de sodio, se utilizan en la industria de la confitería para optimizar las características de gelatinas e incrementan su sabor

Elaboración de quesos Se utiliza citrato de sodio en el proceso de elaboración de queso, se utiliza para estabilizar las emulsiones de aceite y agua. También le da cuerpo y textura al queso

Lácteos. Estabilizador de cremas batidas y estabiliza lácteos que contienen vegetales. Se le adiciona a malteadas, y postres congelados antes de su pasteurización. Reduce su viscosidad

Alimentos del mar. Se adiciona junto a otros antioxidantes para bajar el pH y retardar el crecimiento bacteriano, evitando el deterioro, evita sabores desagradables y color de pescados y otros alimentos de origen marino

Productos cárnicos. Se utiliza para curar a la carne e incrementa la efectividad antioxidante y ayuda a modificar la textura. Contiene propiedades antimicrobianas

Tabla 1. Usos del ácido cítrico en los alimentos

En la medicina, el ácido cítrico y las sales de citrato son usados como buffer para

mantener la efectividad y estabilidad de una gran cantidad de fármacos. También

se utilizan para formular medicamentos efervescentes junto al bicarbonato; en este

caso les confiere una rápida disolución de los ingredientes activos y mejora la

palatabilidad. Se usan para quelar trazas de metales iónicos y evita la degradación

de los ingredientes de una formulación farmacéutica. Evita la coagulación de

sangre y es usado para separar los componentes celulares (fraccionamiento) y

Page 30: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

plasma. Los citratos de calcio y amonio se utilizan como suplementos minerales o

en gomas de mascar para el cuidado dental.

En el sector agrícola, el ácido cítrico y sus sales de amonio se usan para atrapar

iones solubles como el hierro, cobre, magnesio, manganeso y zinc, los cuales son

micronutrientes utilizados para formular fertilizantes líquidos. También se utiliza en

los forrajes para el ganado, en la formación de quelatos fácilmente digeribles de

nutrientes metálicos esenciales. También se usa para mantener un sabor

agradable logrando incrementar el consumo de alimentos por parte de los

animales, controla el pH gástrico y mejora la eficiencia de absorción de nutrientes

en el intestino delgado.

El uso industrial del ácido cítrico es muy amplio, este va desde elaboración

de detergentes hasta la fabricación de cemento para la construcción (Tabla

2).

USO PROPIEDADES

Fabricación de detergentesSe usa para fabricar detergentes en polvo y líquidos. El ácido cítrico reemplaza a los fosfatos y es menos contaminante. Atrapa iones de aguas duras y dispersa aceites. El ácido cítrico funciona adecuadamente a altos y bajos pH´s, y su efectividad no es afectada por la temperatura del agua; lo anterior hace al ácido cítrico idóneo

LimpiadorEs un limpiador de superficies duras. Acidifica y quela disolventes y depósitos de agua dura. Se utiliza en la construcción para incrementar la eficacia de surfactantes. Remueve colorantes que son díficiles de eliminar en la ropa

Limpieza de metales

El ácido cítrico ajustado a un pH de 3.5 junto al amonio y trietanolamina, se usan para limpiar metales oxidados. Es útil en la limpieza de reactores nucleares y boilers de vapor, con el fin de restaurar la eficiencia en la transferencia de calor. Limpia equipo de acero de la industria y para áreas de difícil acceso, tales como los cascos de barcos.

PetróleoLas soluciones de citrato de aluminio ajustadas a un pH de 7.0 en usada para gelificar polímeros, estimulando la recuperación de petróleo. Se usa para remover sulfuro de hidrógeno del gas natural y formando azufre elemental.

Desulfación de gas Absorbe dióxido de azufre del gas producido por las plantas eléctricas. El dióxido de azufre es el principal causante de la lluvia ácida.

Formulación de concretos y morteros Es usado como aditivo y formulaciones plásticas para retardar el tiempo de secado y reduce la cantidad de agua requerida para hacer una mezcla. Mejora su resistencia y fuerza de construcciones.

Fabricación de textiles Actúa como Buffer de resinas de glioxilato, las cuales son usadas para dar alta durabilidad y ajusta el pH durante el teñido de telas

Page 31: Capitulo II Antecedentes

Antecedentes

PlásticosJunto con el bicarbonato, el ácido cítrico es usado como agente efervescente de espuma de poliestireno. Ha reemplazado a los fluoroclorocarbonos de los recipientes de plástico. Es un agente quelante en la fabricación de resinas y los esteres de citrato se usan como plastificante de películas de PVC, usadas para empacar alimentos.

Fabricación de papel Se adiciona a la pulpa líquida para blanquear y atrapar iones metálicos y evita la decoloración.

Cosméticos Se adiciona a cosméticos para ajustar el pH, quelar metales y evitar la decoloración y descomposición

Cerámica Le confiere volumen, estabilidad y fuerza a materiales cerámicos usados como condensadores eléctricos y fundición.

Tabla 2. Aplicaciones del ácido cítrico en la industria