17.4C: Ácido cítrico y otros compuestos orgánicos
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Muchos compuestos orgánicos, como el ácido cítrico, son producidos industrialmente por microorganismos.
Objetivos de aprendizaje
- Explicar cómo el ácido cítrico y otros compuestos orgánicos son producidos por el moho Aspergillus niger
Puntos Clave
- El principal productor industrial de ácido cítrico es el molde Aspergillus niger.
- Tiene la capacidad de producir ácido cítrico en altas cantidades y lo exporta fuera de las células.
- El ácido cítrico se utiliza en las industrias alimentaria, química y farmacéutica.
Términos Clave
- melaza: La melaza es un jarabe viscoso producido a partir de diversas fuentes, como la remolacha azucarera, la caña de azúcar y las uvas.
El ácido cítrico (citrato) es una sustancia importante en el ciclo de Krebs. Se produce a partir de acetil coenzima A y oxaloacetato en presencia de la enzima citrato sintasa. El ciclo de Krebs es clave en la oxidación de azúcares, proteínas y grasas a dióxido de carbono y agua. Muchos de los compuestos del ciclo también son necesarios para la síntesis de las proteínas, carbohidratos y grasas propias de las células.
El citrato se ha utilizado durante siglos en diferentes industrias y en los hogares. Se utiliza como aditivo alimentario para dar un sabor agrio a los alimentos o para preservar ciertas cualidades de los productos alimenticios (por ejemplo, evita la separación de las grasas en los helados). Tiene propiedades antibacterianas naturales y también se utiliza como conservante. Su propiedad amortiguadora se utiliza en cosmética y farmacéutica para ajustar el pH de los productos.
Durante siglos, la fuente del ácido cítrico fueron los cítricos. Después de la Primera Guerra Mundial, se exploró aún más la capacidad de algunos microorganismos para producir ácido cítrico y se desarrolló la tecnología para la producción industrial. El moho Penicillium fue el primer organismo descrito en producir ácido cítrico pero industrialmente otro moho, Aspergillus niger, se convirtió en el microorganismo de elección. El moho se cultiva en un medio con sacarosa o glucosa como principal fuente de carbono. La fuente de azúcar suele ser una solución económica como la melaza o el licor de maíz. El microorganismo produce más ácido cítrico en el ciclo de Krebs del necesario para el metabolismo de la célula y lo exporta fuera de la célula. Luego, el ácido cítrico se precipita de la solución y se regenera.
Los microorganismos reemplazaron la producción química industrial de muchos compuestos orgánicos diferentes, como enzimas y aminoácidos. Enzimas, como la glucoamilasa (utilizada para hacer jarabe de maíz con alto contenido de fructosa) y la pectinasa (agente de limpieza para sidra de manzana y vinos) son producidas industrialmente por Aspergillus. El aditivo alimentario glutamato monosódico (MSG) es producido en forma de ácido glutámico por Corynebacterium glutamicum.