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Producción industrial de ácidos orgánicos

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Carlos Esquivel

on 25 November 2014

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Transcript of Producción industrial de ácidos orgánicos

Producción
Rutas metabólicas a partir del cual se obtiene
Los ácidos orgánicos son ampliamente utilizados en la industria alimentaria como aditivos. Como agentes de transformación, se agregan para controlar la alcalinidad de muchos productos, pueden actuar como tamponadores o simplemente como agentes neutralizantes. Como conservantes, pueden actuar como agentes antimicrobianos frente a los antioxidantes.
Artículo científico
Ácidos orgánicos presentes en la vida cotidiana

Por Ing. Rita C. M. Netto

02 | 05 | 2011
Proceso (formas de cultivo, medios, sustratos, etc)
Producción industrial de ácidos orgánicos
La producción de los ácidos orgánicos (como el ácido cítrico, málico, láctico, ácido fumarico y gluconico) se realiza mayoritariamente por métodos biológicos.

La incorporación de ácidos en alimentos cumple diferentes funciones dependiendo de la aplicación en particular. Tales aplicaciones se inscriben en la explotación de las propiedades de los ácidos orgánicos.
Poder acidulante
Capacidad amortiguadora o reguladora de pH
Agente quelante de iones metálicos
Emulsificante
Efectos organolépticos
Introducción
La producción microbiana de ácidos orgánicos es un método prometedor para la obtención de sustancias de interés comercial que está desplazando paulatinamente los métodos de síntesis química. Aún así, hay algunos procesos químicos de producción de ácidos orgánicos que continúan utilizándose en la industria, como el caso del ácido salicílico y ácido acetilsalicílico.
La ventaja de usar microorganismos para la producción industrial o combinar su uso con procesos químicos de síntesis, es principalmente la habilidad de sintetizar enantiómeros específicos, por su crecimiento a gran escala y la separación fácil de productos y substratos, además, la gran diversidad metabólica permite su aplicación como productores de metabolitos primarios y secundarios.
Se ha conseguido aumentar los rendimientos de los microorganismos aplicados en la industria mediante la obtención de mutantes, el empleo de tecnología de DNA recombinante, el diseño y selección de medios de cultivo y fermentadores que maximicen la producción, disminuyan los costes o faciliten la recuperación de productos, el diseño y selección de las condiciones y sistemas de cultivo mas convenientes
• El ácido glutámico
El ácido L-ascórbico
El ácido cítrico
El ácido salicílico
Bibliografía
Como la ruta biosintética para la obtención del ácido glutámico es muy conocida, generalmente, se utilizan cepas comerciales mutantes en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, con un bloqueo en la α-cetoglutarato deshidrogenasa, lo cual permite la acumulación de ácido glutámico. La producción y excreción del exceso del ácido glutámico depende de la permeabilidad de la célula, por ello las cepas de uso comercial son bacterias seleccionadas
La síntesis química del ácido L-ascórbico (L-AA) es un procedimiento caro y complicado que conlleva muchos pasos químicos que parten de la D-glucosa, y un único paso enzimático que implica a la enzima sorbitol-deshidrogenasa. Gracias a la tecnología de ADN recombinante, ha sido posible aislar el gen de la 2,5-DKG-reductasa en la especie Corynebacterium y expresarlo en Erwinia berbicola. Las células de Erwinia transformadas son capaces de convertir directamente la glucosa en ácido 2-KLG. En el caso de las microalgas, se da la fermentación en una etapa utilizando Chlorella pyrenoidosa. Pero utilizando la microalgaPrototheca moriformis se consiguió la acumulación de L-AA en el medio de fermentación.
El proceso general de obtención de ácido cítrico mediante fermentaciones es llevado a cabo por Aspergillus niger. Actualmente se utiliza ampliamente el cultivo en superficie, lo que exige un control extremado de la concentración de iones Mn2+ y una alta concentración de oxigeno disuelto y también, es esencial mantener el pH por debajo de 2.0. También se comercializó un proceso de cultivo sumergido con levaduras del genero Candida y más adelante se estudiaron otros métodos más eficientes de producción con la cepa Yarrowia, que es capaz de utilizar las n-parafinas y los ácidos grasos como fuentes de carbono.
El ácido salicílico se emplea en varios tratamientos médicos siendo su principal uso la producción de Aspirina®. La producción industrial de ácido acetilsalicílico se lleva a cabo mediante síntesis química empleando compuestos como el fenol. El modo de operación es principalmente discontinuo, alcanzando el rendimiento de la reacción valores del 90% aproximadamente.
- Carlos Eloy Esquivel Tabares


- Francisco Jose Monroy Vazquez
Los ácidos orgánicos son ampliamente utilizados en la industria alimentaria como aditivos. Como agentes de transformación se agregan para controlar la alcalinidad de muchos productos, pueden actuar como tamponadores o simplemente como agentes neutralizantes. Como conservantes, pueden actuar como agentes antimicrobianos frente a los antioxidantes. Existe un nuevo sistema antimicrobiano líquido; una alternativa para las industrias que deseen dirigirse a la biodisponibilidad y las cuestiones ambientales asociadas al uso de los productos en polvo.
El uso de los ácidos orgánicos en la industria
El pKa es una cantidad que permite conocer la fuerza de un ácido de una forma más intuitiva de utilizar el valor de Ka.Cuanto menor sea el pKa de un ácido, mayor es su tendencia a ionizar y, por consiguiente, más fuerte es el ácido.
Ácidos orgánicos de uso cotidiano
Algunos ácidos orgánicos presentes en nuestro día a día y sus respectivas fórmulas son presentadas a continuación:
• Ácido fórmico: es la causa del ardor de las picadas de las hormigas, es el más simple de los ácidos carboxílicos. Su nombre es originario de la palabra en latín para hormiga, formica.
• Ácido acético: es el principal ingrediente del vinagre. Su nombre se deriva del latín acetum, que significa agrio. Conocido y usado hace bastante tiempo por la humanidad, se emplea como condimento y conservante de alimentos.
• Ácido acetilsalicílico: conocido como aspirina y usado contra la fiebre y analgésico, es producido junto con el ácido acético, por la reacción de esterificación del ácido salicílico (2hidroxibenzoico) con el anhídrido acético (Shreve e Brink, 1980). El nombre del ácido salicílico deriva del latín del árbol de sauce, salix.
• Ácido cítrico: es el responsable de la acidez de las frutas cítricas. Para uso industrial, el ácido cítrico es fabricado por la fermentación aeróbica del azúcar de caña (sacarosa) o azúcar de maíz (dextrosa) por una cepa especial de Aspergillus niger. Su mayor empleo es como acidulante en bebidas carbonatadas y alimentos.
-Biotecnologia Basica, Editorial Acribia. J. Bu´lock
-http://www.alimentacion.enfasis.com/articulos/19261-acidos-organicos-presentes-la-vida-cotidiana
• Ruta biosintética del ácido glutámico
Los aminoácidos podemos clasificarlos en esenciales, que son aquellos que no somos capaces de sintetizar metabolitamente y que tenemos que incorporarlos en nuestra dieta, y los no esenciales, que son aquellos que sí podemos sintetizar. Los aminoácidos no esenciales se sintetizan a partir de precursores que derivan de distintas rutas metabólicas
Ruta metabólica / Precursor de aminoácido
Glucólisis
3-Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato
Piruvato

Ciclo de Krebs
Oxalacetato
α-Cetoglutarato.

Pentosas-fosfato
Ribosa-5-fosfato
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