Producción de ácido cítrico por Aspergillus spp. mediante fermentación sumergida utilizando diferentes medios de producción conteniendo residuos agroindustriales

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i6.28839

Palabras clave:

Medio alternativo; Potencial biotecnológico; Hongos filamentosos; Enseñanza en la salud.

Resumen

La producción de metabolitos secundarios de alto valor agregado por parte de microorganismos ha sido ampliamente estudiada, principalmente en la formulación de medios que contienen residuos agroindustriales. El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico obtenido mediante procesos de fermentación sumergida. El género Aspergillus es considerado un excelente productor de sustancias bioactivas de interés industrial. Este estudio tiene como objetivo determinar la tasa de producción de ácido cítrico utilizando cuatro cepas del microorganismo (UCP 1099, 1356, 1357 y 1463) en medios de cultivo alternativos que contienen orujo de cítricos (piña, naranja y limón) de las industrias alimentarias del estado de Pernambuco, y comparar los resultados con la producción obtenida con el medio de producción estándar utilizando herramientas estadísticas computacionales. Los ensayos se realizaron con cuatro muestras de Aspergillus aislado de Caatinga en tres medios convencionales, durante 144 h, 37 °C y 180 rpm. Se analizó la variación del pH, el consumo de azúcar y la producción de ácido cítrico. Los resultados mostraron que el medio denominado dos e y la muestra UCP1357, presentaron una producción de ácido cítrico de 7.22g.L-1. Tras seleccionar el medio y los mejores microorganismos productores, se realizaron pruebas de producción con un medio formulado con residuos de cítricos. Los resultados revelaron que todos los residuos produjeron ácido cítrico, siendo la cáscara de limón el mejor de los residuos probados (6.91 g.L-1). Parece que existe la posibilidad de utilizar residuos en la formulación de medios de producción, contribuyendo así a la reutilización de los nutrientes presentes ya la reducción del impacto ambiental.

Citas

Ali, S. & Haq, I.U. (2014). Process Optimization of citric acid production from Aspergillus niger using fuzzy logic design. Pakistan Journal of Botany, 46, 3, 1055-1059.

Ashour, A., El-Sharkawy, S., Amer, M., Marzouk, A., Zaki, A., Kishikawa, A., Ohzono, M., Kondo, R., & Shimizu, K. (2014). Production of Citric Acid from Corncobs with Its Biological Evaluation. Journal Of Cosmetics, Dermatological Sciences And Applications. 10.4236/jcdsa.2014.43020.

Bier, J. M. C., Maranho, L. T., Menegassi, J. A. A., & Severo, L. S. J. (2010). Crescimento e consumo de Xilose de Candida guilliermondii na fermentação submersa utilizando-se bagaço de cana-de-açúcar. Evidência, 7, 119–130.

Bongaerts, D., Roos, J. & Vuyst, L. (2021). Technological and Environmental Features Determine the Uniqueness of the Lambic Beer Microbiota and Production Process. Applied And Environmental Microbiology. 10.1128/aem.00612-21.

Carsanba, E., Papanikolaou, S., Fickers, P., & Erten, H. (2019). Screening various Yarrowia lipolytica strains for citric acid production. Yeast, 36, 5, 319-327. 10.1002/yea.3389.

Chen, J., Shen, Y., Chen, C., Wan, C. (2019). Inhibition of key citrus postharvest fungal strains by plant extracts in vitro and in vivo: A Review. Plants. 10.3390/plants8020026.

Chikatueva, M. A., Voblikova, T. V., Abakumova, E. A., & Khramtsov, A G. (2021). Innovative Technologies in Cosmetic Industry in Development of Biotechnology of Whey-Based Concentrates. Iop Conference Series: Earth and Environmental Science, 852, 10.1088/1755-1315/852/1/012018.

Ciriminna, R., Meneguzzo, F., Delisi, R., & Pagliaro, M. (2017). Citric acid: emerging applications of key biotechnology industrial product. Chemistry Central Journal. 10.1186/s13065-017-0251-y

Das, A. J. & Kumar, R. (2018). Utilization of agroindustrial waste for biosurfactant production under submerged fermentation and its application in oil recovery from sand matrix. Bioresource Technology. 10.1016/j.biortech.2018.03.093.

Ewing, G. W. (1969). Instrumental Methods of Chemical Analysis. McGraw-Hill Book Company.

Magalhães, N., Cavalcante, A. V., Andrade, L. S., Wanderleyc. R. P., Marinho, G., & Pessoa, K. A. R. (2019). Produção de ácido cítrico por Aspergillus niger AN 400 a partir de resíduo agroindustrial. Engenharia Sanitaria e Ambiental. 10.1590/s1413-41522019167153.

Marcelino, P. R. F., Gonçalves, F., Jimenez, I. M., Carneiro, B. C., Santos, B. B., & Silva, S. S. (2020). Sustainable Production of Biosurfactants and Their Applications. Lignocellulosic Biorefining Technologies, 159-183, 10.1002/9781119568858.ch8.

Marenda, F. R. B., Mattioda, F., Demiate, I. M., Francisco, A., Petkowicz, C. L. O., Canteri, M. H. G., & Amboni, R. D. M. C. (2019). Advances in Studies Using Vegetable Wastes to Obtain Pectic Substances: a review. Journal of Polymers and the Environment, 27, 549-560. 10.1007/s10924-018-1355-8.

Medeiros, A. D. M., Galdino, C. J. G., Souza, A. F., Cavalcanti, D. L., Rodrigues, D. M., Alves da Silva, C. A., & Andrade, R. F. S. (2022). Production of biosurfactant by Cunninghamella elegans UCP 0542 using food industry waste in 3 L flasks and evaluation of orbital agitation effect. Research, Society and Development. 11, 4. 10.33448/rsd-v11i4.27438.

Medeiros, A. D. M., Silva Junior, C. J. S. J., Amorim, J. D. P., Nascimento, H. A., Converti, A., Costa, A. F. S., & Sarubbo L. A. (2021). Biocellulose for Treatment of Wastewaters Generated by Energy Consuming Industries: A Review. Energies, 10.3390/en14165066.

Medeiros, A. D. M., Silva Junior, C. J. S. J., Amorim, J. D. P., Durval, I. J. B., Costa, A. F. S., & Sarubbo L. A. (2022b). Oily Wastewater Treatment: Methods, Challenges, and Trends. Processes, 10.3390/pr10040743.

Merino, C. O., Bayas-Morejon, I. F., Changoluisa, M., Lema, M. P., Gomez, C., Verdezoto, L., Moreno, I., Merino, M. C., Tigre, R. A., & Donato, W. (2019). Biotransformation of Fruti-Horticultural Agro-Industrial Residues Using Efficient Microorganisms (EM) in Riobamba (Ecuador). Journal Of Engineering and Applied Sciences, 14, 2504-2512. 10.36478/jeasci.2019.2504.2512.

Moraes, D. C., Murari, C. S., Aquino, P. L. M., Bueno, G. F., & Bianchi, V. L. D. (2012). Avaliação da fermentação aeróbia para produção de etanol a partir de xilose por linhagens de leveduras isoladas da casca de uva (Vitis spp). Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 15, 117-122. 10.15871/1517-8595/rbpa.v15n2p117-122.

Ozdal, M. & Kurbanoglu, E. B. (2018). Citric Acid Production by Aspergillus niger from Agro-Industrial By-Products: Molasses and Chicken Feather Peptone. Waste And Biomass Valorization, 10.1007/s12649-018-0240-y.

Pastore, N. S., Hasan, S. M., & Zempulski, D. A. (2011). Produção De Ácido Cítrico Por Aspergillus Niger: Avaliação De Diferentes Fontes De Nitrogênio E De Concentração De Sacarose. Engevista, Toledo, 13,149-159. 10.22409/engevista.v13i3.306.

Pearce, C. J. (2019). Review of new and future developments in microbial biotechnology and bioengineering: aspergillus system properties and applications. Journal Of Natural Products, 82, 1051-1051, 10.1021/acs.jnatprod.9b00211.

Perrone, G., Stea, G., Kulathunga, C. N., Wijedasa, H., & Arseculeratne, S. N. (2013). Aspergillus fijiensis n. sp. Isolated from bronchial washings in a human case of bronchiectasis with invasive aspergillosis: the first report. Microbiology Discovery. 10.7243/2052-6180-1-9, 2013.

Prescott, S. C., & Dunn, C. G. (1949). Industrial microbiology. New York; Toronto; London: McGraw-Hill Book Co., Inc.

Ramdas, V. M., Mandree, P., Mgangira, M., Mukaratirwa, S., Lalloo, R., & Ramchuran, S. (2021). Review of current and future bio-based stabilisation products (enzymatic and polymeric) for road construction materials. Transportation Geotechnics. 10.1016/j.trgeo.2020.100458.

Riordon, J., Sovilj, D., Sanner, S., Sinton, D., & Young, E. W. K. (2019). Deep learning with microfluidics for biotechnology. Trends In Biotechnology, 37, 310-324. 10.1016/j.tibtech.2018.08.005.

Rodrigues, T. V. D., Amore, T. D., Teixeira, E. C., & Burkert, J. F. M. (2019). Carotenoid production by Rhodotorula mucilaginosa in Batch and Fed-Batch Fermentation Using Agroindustrial Byproducts. Food Technology and Biotechnology, 57, 388-398. 10.17113/ftb.57.03.19.6068.

Romo-Buchelly, J., Rodrigues-Torres M. & Orozco-Sánchez, F. (2019). Biotechnological valorization of agroindustrial and household wastes for lactic acid production. Revista Colombiana de Biotecnología, 21, 113-127.

Saffran, M. & Denstedt, O. F. (1948). A rapid method for the determination of citric acid. Department of Biochemistry, McGill, Montreal, Canada.

Sant’anna, M. C. S., Lopes, D. F. C., Carvalho, J. B. R., & Silva, G. F. (2012). Caracterização de briquetes obtidos com resíduos da agroindústria. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 14, 289-294.

Sawant, O. (2018). Fungal citric acid production using waste materials: A Mini-Review. Journal Of Microbiology, Biotechnology And Food Sciences, 8, 821-828. 10.15414/jmbfs.2018.8.2.821-828.

Silva, C. A., Romeiro, A. L. M., Teixeira, T. V., Leite, M. J. H., Cavalcante, P. H. M., Silva, R. P. S., Justino, S. T. P., Sousa, G. G. R., Almeida, E. P., & Freitas, A. L. (2019). Soil evaluation for pineapple cultivation (ananás comosus) in the municipality of Teotônio Vilela, Alagoas. Brazilian Journal Of Development, 5, 22826-22834. 10.34117/bjdv5n11-016.

Silva, C. J. G., Medeiros, A. D. M., Amorim, J. D. P., Nascimento, H. A., Converti, A., Costa, A. F. S., & Sarubbo, L. A. (2021). Bacterial cellulose biotextiles for the future of sustainable fashion: a review. Environmental Chemistry Letters, 19, 2967-2980. 10.1007/s10311-021-01214-x.

Singer, J. L., Wilensky, H., & McCraven, V. G. (1956). Delaying capacity, fantasy, and planning ability: A factorial study of some basic ego functions. Journal of Consulting Psychology, 20(5), 375–383. https://doi.org/10.1037/h0042615

Steiger, M. G., Rassinger, A., Mattanovich, D., & Sauer, M. (2018). Engineering of the citrate exporter protein enables high citric acid production in Aspergillus niger. Metabolic Engineering, 8, 1-29. 10.1016/j.ymben.2018.12.004

Sun, X., Wu, H., Zhao, G., Li, Z., Wu, X., Liu, H., & Zheng, Z. (2018). Morphological regulation of Aspergillus niger to improve citric acid production by chsC gene silencing. Bioprocess And Biosystems Engineering. 10.1007/s00449-018-1932-1.

Tong, Z., Zheng, X., Tong, Y., Shi, Y-C., & Sun, J. (2019). Systems metabolic engineering for citric acid production by Aspergillus niger in the post-genomic era. Microbial Cell Factories, 18, 1-15. 10.1186/s12934-019-1064-6.

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Publicado

20/04/2022

Cómo citar

MEDEIROS, A. D. M. de; MEDEIROS, T. P. M. de. Producción de ácido cítrico por Aspergillus spp. mediante fermentación sumergida utilizando diferentes medios de producción conteniendo residuos agroindustriales. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 6, p. e8011628839, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i6.28839. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/28839. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Sección

Ingenierías