ВЛИЯНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОИЗВОДСТВО ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Статья посвящена исследованию влияния концентраций макро- и микроэлементов на биосинтез лимонной кислоты с использованием мутантного штамма Aspergillus niger R5/4 в условиях глубинной ферментации. Проведены лабораторные опыты по варьированию содержания NH₄NO₃, KH₂PO₄, MgSO₄·7H₂O, ZnSO₄·7H₂O, FeSO₄·7H₂O и CuSO₄·5H₂O в питательной среде. Установлено, что сбалансированное соотношение этих элементов оказывает значительное влияние на метаболизм и морфологию гриба, а также существенно влияет на продуктивность. Максимальный выход лимонной кислоты (69,18 г/л) достигнут при концентрациях: NH₄NO₃ — 3 г/л, KH₂PO₄ — 2 г/л, MgSO₄·7H₂O — 0,3 г/л, ZnSO₄·7H₂O — 1 мг/л, FeSO₄·7H₂O — 12 мг/л, CuSO₄·5H₂O — 70 мг/л., спустя 168 часов инкубации при температуре 30°C и pH 5,0. Отмечено, что высокая продуктивность наблюдается при формировании компактных гранул мицелия диаметром менее 0,5 мм. Превышение предельных концентраций микроэлементов, особенно цинка и железа, приводит к снижению выхода лимонной кислоты, что обусловлено возможным токсическим воздействием и нарушением физиологических процессов. Полученные данные могут быть использованы для оптимизации состава питательной среды в условиях промышленного производства лимонной кислоты с применением методов биотехнологии.

1. West T.P. Citric acid production by Aspergillus niger using solid-state fermentation of agricultural processing coproducts / T.P. West // Applied biosciences. ‒ 2023. ‒ T. 2, № 1. ‒ P. 1-13.

2. Papagianni M. Advances in citric acid fermentation by Aspergillus niger: biochemical aspects, membrane transport and modeling / M. Papagianni // Biotechnology advances. ‒ 2007. ‒ T. 25, № 3. ‒ P. 244-263.

3. New perspectives for citric acid production and application / C.R. Soccol et al // Food Technology and Biotechnology. ‒ 2006. ‒ T. 44, № 2. ‒ P. 141-149.

4. Citric acid production patent review / S. Anastassiadis et al // Recent patents on biotechnology. ‒ 2008. ‒ T. 2, № 2. ‒ P. 107-123.

5. Microbial production of citric acid / L.P. Vandenberghe et al // Brazilian Archives of Biology and Technology. ‒ 1999. ‒ T. 42. ‒ P. 263-276.

6. Citric acid. In-Industrial Microbiology / K. Kapoor et al // Book Citric acid. In-Industrial Microbiology / EditorAVI Publishing Co. Inc. Westport, Conn, 1983.

7. Takahashi J. Studies on the effect of some physical conditions on the submerged mold culture. VI. Effects of non-ionic surface active agents on the mycerial forms of Asp. niger NRRL-337 and its amylase production / J. Takahashi // J. Agric. Chem. Soc. Jpn. ‒ 1960. ‒ T. 34. ‒ P. 1043-1045.

8. Moyer A.J. Effect of alcohols on the mycological production of citric acid in surface and submerged culture: I. Nature of the alcohol effect / A.J. Moyer // Applied Microbiology. ‒ 1953. ‒ T. 1, № 1. ‒ P. 1-7.

9. Rao P.R. Production of citric acid by Aspergillus niger using oat bran as substrate / P.R. Rao, M.K. Reddy // International Journal of Chemistry and Chemical Engineering. – 2013. – Т. 3, № 3. – P. 181-190.

10. Production of citric acid by Aspergillus niger using cane molasses in a stirred fermentor / S. Ali et al // Electronic Journal of Biotechnology. ‒ 2002. ‒ T. 5, № 3. ‒ P. 19-20.

11. Kubicek C. An indirect method for studying the fine control of citric acid formation by Aspergillus niger / C. Kubicek, O. Zehentgruber, M. Röhr // Biotechnology Letters. ‒ 1979. ‒ T. 1. ‒ P. 47-52.

12. Ikai I. Submerged fermentation of citric acid: Counter-act effect of Cu2+ on the deleterious effect of Fe2+ in black strap molasses / I. Ikai // Biochim. Biophys. Acta. ‒ 1991. ‒ T. 1074. ‒ P. 289-293.