Produccin de cido ctrico por fermentacin en estado slido usando bagazo de caa de azcarResumen: Se utiliz un mtodo de fermentacin en estado slido (FES) para producir cido ctrico por Aspergillus niger DS1 utilizando bagazo de caa de azcar como transportador y sacarosa o melaza medio basado como agente humectante. Inicialmente bagazo y salvado de trigo fueron comparados como transportadores. El bagazo fue el medio transportador ms adecuado, ya que no mostr aglomeracin despus de la humidificacin con el medio, resultando en l una mejor transferencia de calor y de masa durante la fermentacin y un mayor rendimiento del producto. Diferentes parmetros tales como contenido de humedad, tamao de partcula, el nivel de azcar y la concentracin de metanol en el medio fueron optimizados y adems 75% del nivel de humedad, 31,8 g de azcar / 100 g de slido seco, 4% (v / w) metanol, y partculas del tamao entre 1,2 y 1,6 mm se encontraron para que el medio tambin fuera ptimo. La sacarosa y la melaza purificada y no purificada del medio tambin se aprobaron como agentes humectantes para la FES y en condiciones optimizadas, 20.2, 19.8 y 17.9 g de cido ctrico / 100 g de slido seco con un rendimiento de 69,6, 64,5 y 62,4% (basado en azcar consumido) se obtuvo en sacarosa, medio melaza purificada y no purificada respectivamente, despus de 9 das de fermentacin.1. Introduccin: El cido ctrico es un producto microbiano valioso comercialmente, es producido principalmente por fermentacin fngica sumergido en un medio de sacarosa o melaza utilizando Aspergillus niger [1,2]. Laxminarayan et al. [3] y Chaudhary et al. [4] han utilizado fermentacin en estado slido (FES) con el fin de aumentar la eficiencia de la produccin de cido ctrico y en los ltimos aos ha habido un creciente inters en el uso del proceso de FES como una alternativa en la fermentacin [5,6]. Esto gracias a que la FES tiene un menor requerimiento de energa, un mayor rendimiento de producto con poco riesgo de contaminacin bacteriana, disminuyendo la cantidad aguas residuales y las preocupaciones ambientales con respecto a la disposicin de residuos slidos [7]. La biosntesis de cido ctrico por A. niger es altamente sensible a la concentracin de iones metlicos (Fe , Mn , Zn , etc.) en dilucion o en fase lquida de fermentacin [1,2]. La Inhibicin de la produccin de cido ctrico se debe a la presencia de iones metlicos, ineficaz en la FEA [8,9] y Shankaranand y Lonsane [10] han informado de que la adicin de estos iones metlicos o minerales a la melaza y al medio de base de salvado de trigo aumento de la produccin de cido ctrico en un 1,4-1.9 veces en la FEA. El Bagazo de caa de azcar, el salvado de trigo y la melaza son producidos abundantemente en la India. Este residuo agrcola, el bagazo se utiliza generalmente como un combustible. Tambin se puede utilizar como transportador de la FES [11] , el presente trabajo fue emprendido para optimizar las condiciones del proceso, incluyendo tamao de partcula, contenido de humedad, nivel de azcar y concentracin de metanol en el medio para la produccin de ctrico cido utilizando residuos agrcolas (bagazo y salvado de trigo) y melaza por FES2. Material y mtodos

2.1. Organismo: El cido ctrico produce la cepa de A. niger, fue aislado y desarrollado en este laboratorio como se describe a continuacin y fue utilizado en este estudio. Se mantuvo en agar de patata y dextrosa (PDA), se almaceno a 48C y se subcultivo cada 2 semanas.

Fig. 1 Efecto del transportador en la produccin de cido ctrico por FES.

2.2. Preparacin del medio: El bagazo se sec en un horno, fue cortado en trozos pequeos, molido y tamizado para recoger cuatro fracciones de diferentes tamaos de partculas, de menos de 0,64 mm, entre 0,64 y 1,2 mm, 1,2-1.6 y 1,6-2 mm. El Bagazo (3 g) de tamao de partcula deseado fue tomado en un Erlenmeyer de 250 ml y humedecido con medio (15-20% sacarosa o melaza, 0.25%, NH4NO3, 0,1%, KH2PO4, 0,025%, 0,004% y MgSO4, CuSO4, pH 4,0) para ajustar el nivel de humedad deseado. Los medios se esterilizaron a 121C durante 60 min para proporcionar la adecuada coccin del sustrato e incrementando la susceptibilidad al ataque microbiano. El medio de salvado de trigo se prepar de manera similar. La melaza de caa de azcar fue purificada con un tratamiento con ferrocianuro potsico, se diluy con agua doblemente destilada hasta la concentracin deseada y el pH se ajust a 4,5. Los iones de metales pesados fueron luego precipitados por la adicin de 0,1% (w/v) de ferrocianuro potsico seguido de calentamiento a 90C durante 20 min. Los metales pesados precipitados se separaron por filtracin, el filtrado se hizo pasar a travs de carbn activado para obtener melaza purificada.

2.3. Aislamiento del organismo productor de cido ctrico: Se colocaron pedazos de limn en suelo, en diferentes lugares y despus de unos das se evidencio el crecimiento de hongos en cada pedazo de limn. Las esporas de cada pieza fueron transferidas por separado en placas de PDA y se incubaron a 30C. Despus de 2 das se evidencio el crecimiento en cada placa. Las suspensiones de esporas se preparan a partir de cada placa por separado, se diluyeron adecuadamente a otras placas PDA y se incubaron a 30C durante 2 das. Las esporas de colonias aisladas individuales fueron tomadas de cada placa, transferidas aspticamente a sesgos de PDA y se incubaron a 30C durante 2 das. Se obtuvieron 400 aislamientos y fueron almacenados a 4 C.

2.4. Apantallamiento del aislamiento: Los discos de papel de filtro fueron esterilizados en placas de Petri y empapados con medio a base de sacarosa esterilizada que contiene solucin de indicador universal de la gama de pH 1-10.5. Las Placas de Petri se inocularon con esporas de diferentes aislamientos y se incubaron a 30C durante 3 das. Las cepas productoras de acido fueron detectadas por la formacin de una zona color (rosa) alrededor de la colonia. El dimetro de la zona fue tomado como criterio de una buena capacidad de produccin de cido por parte del aislamiento. De estos productores de cido, las cepas productoras de cido ctrico fueron identificadas mediante el cultivo en bagazo humedecido con medio a base de sacarosa en matraces de 250 ml por 8 das. El material fermentado se extrajo con agua destilada y el cido ctrico se estim en extractos. De stos aislamientos, se encontr que A. niger DS 1 el mejor productor de cido ctrico, por lo que selecciona para el trabajo posterior.

2.5. Inoculo: Un mililitro suspensin de esporas de la concentracin 2 x107 esporas / ml se utiliz como un inculo en cada experimento.

2.6. Fermentacin en estado slido: Cada matraz, se inocul con el medio que contiene 1 ml de suspensin de esporas seguido de la mezcla y la incubacin a 30 C, dentro de una incubadora con humedad controlada. El metanol se aade al medio antes de la inoculacin. Un matraz se cosech cada da para la estimacin de cido ctrico producido y el azcar consumidos, hasta que todo el azcar se consumi. El muestreo se continu hasta que todo el azcar del medio se haba consumido.

2.7. Mtodos de anlisis: El azcar se estim por el mtodo cido sulfrico fenol de Dubois et al. [12] y el cido ctrico por el mtodo actico anhdrido y piridina de Marier y Boulet [13].

3. Resultados y discusin :El presente trabajo consisti en la comparacin y seleccin del transportador adecuado (bagazo/salvado de trigo) para la produccin de cido ctrico por FES. Los efectos de diferentes parmetros, incluyendo el contenido de humedad, tamao de partcula, nivel de azcar y la concentracin de metanol en el medio, fueron estudiados.

3.1. Comparacin y seleccin del transportador:Inicialmente el bagazo y el salvado de trigo fueron utilizados como transportadores para la produccin de cido ctrico por SSF a un nivel de humedad de 65% y 29,6 g de azcar / 100 g de slido seco. Los datos de la produccin de cido ctrico se muestran en la figura 1. La produccin de cido y el consumo de azcar fue mayor en medio bagazo que en medio de salvado de trigo. La concentracin mxima de cido ctrico en el bagazo y en el salvado de trigo fue de 9,4 y 6,2 g / 100 g de seca slido, respectivamente despus de 9 das de fermentacin. Tambin se observ que el salvado de trigo se aglomero a un nivel de humedad de 65%, mientras que el bagazo exista en forma discreta a este nivel de humedad. Las aglomeraciones afectan de manera uniforme la mezcla del sustrato y por lo tanto afecta el crecimiento, la transferencia de calor (calor metablico, Transferencia de masa (O2 en tomar y la evolucin de CO2) y la formacin de producto. Como resultado un medio de salvado de trigo produce menores rendimientos que un medio de bagazo. El bagazo no mostr aglomeracin, incluso a un nivel de humedad 85%, dando como resultado una buena mezcla de sustrato, mejorando la transferencia de calor y masaEfecto del tamao de las partculas en la produccin de cido ctricoAzcar residual, g/100g de slido secoTiempo, dascido ctrico, g/100g de slido seco

Fig. 2 Efecto del tamao de las partculas en la produccin de cido ctrico en FES. Smbolos sp1, sp2, sp3, y SP4 representan las concentraciones de azcar mientras p1, p2, p3, y p4 representan las concentraciones de cido ctrico en cuatro tamaos de partculas diferentes.Tabla 1. Datos calculados sobre la produccin de cido ctrico en partculas de tamaos diferentes despus de 9 das de fermentacinS NTamao de Partcula (mm)cido ctrico (g/100g)Consumo de azcar (%)Rendimiento (%)

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