Образование органических кислот плесневыми грибами

Лимоннокислое брожение - это окисление сахаров с образованием лимонной кислоты:

2С₆Н₁₂О₆ + 3О₂ → 2С₆Н₈О₇ + 4Н₂О + Эн.

Брожение вызывается многими плесневыми грибами родов Aspergillus и Penicillium. Основной продуцент лимонной кислоты Aspergillus niger.

Лимонная кислота используется в пищевой консервной, текстильной промышленности, медицине (консервант крови). Долгое время лимонную кислоту получали из лимонов, где она составляет 9% сухой массы. Однако такой способ не мог бы обеспечить потребность в лимонной кислоте. Наиболее экономичный и рациональный способ получения лимонной кислоты из глюкозы при помощи плесневого гриба A.niger. Грибы рода Aspergillus размножаются преимущественно спорами. Попав на поверхность питательной среды, споры набухают и прорастают, образуя гифы. Клетки гиф делятся, разрастаются и образуют войлокообразную грибницу или мицелий. Рост мицелия нормально протекает при 100%-ной влажности, оптимальной температуре 34-37⁰С, аэрировании. Процесс получения лимонной кислоты может осуществляться двумя способами – поверхностным и глубинным. Под действием плесневого гриба сахар бродильного раствора превращается в лимонную кислоту. При 32⁰С брожение идет 14-16 суток, на один м² грибной пленки образуется 500-600 г лимонной кислоты.

Фумаровокислое брожение. Фумаровая кислота – это транс-изомер этилендикарбоновой кислоты. Она образуется в результате реакций ЦТК. Суммарное уравнение фумаровокислого брожения:

С₆Н₁₂О₆ + 3О₂ → С₄Н₄О₄ + 4Н₂О + 2СО₂ + Эн.

Фумаровокислое брожение вызывается грибами родов Rhizopus, Mucor. Наибольший выход фумаровой кислоты получен при использовании в качестве продуцента Rhizopus delemar. В качестве источника углерода используют глюкозу в концентрации 5-10% или крахмалосодержащие материалы. Ферментация осуществляется в условиях интенсивной аэрации и нейтрализации среды CaCО₃ или NaOH. Процесс может производиться как методом поверхностного, так и методом глубинного культивирования продуцента. Фумаровая кислота в виде магниевых и натриевых солей используется в пищевой промышленности как заменитель лимонной кислоты для изготовления безалкогольных напитков, а также в лакокрасочной промышленности.

Щавелевокислое брожение. Представители родов Aspergillus, Penicillium, Mucor в зависимости от состава среды и ее кислотности могут накапливать вместо лимонной кислоты щавелевую. Щавелевокислое брожение наблюдается при наличии в среде свободных оснований, а также в средах с пептоном. В такой среде под влиянием плесневых грибов накапливается значительное количество аммиака, создающего щелочные условия. В кислой среде щавелевая кислота грибами не образуется. Суммарное уравнение щавелевокислого брожения:

2С₆Н₁₂О₆ + 9О₂ → 6СООНСООН + 6Н₂О + Эн.