ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ОЗОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ШТАММА ASPERGILLUS NIGER R5/4

В статье приведены результаты комплексных исследований, направленных на повышение эффективности выделения лимонной кислоты из ферментационного раствора, полученного с использованием штамма Aspergillus niger R5/4. Основное внимание уделено оценке влияния различных режимов озонирования, применяемого на стадии стерилизации оборудования, на микробиологическую чистоту и стабильность процесса ферментации. Была проведена оптимизация основных стадий технологического процесса: нейтрализации, осветления, выпаривания и кристаллизации. Установлено, что применение озонирования с концентрацией 200 ppm при скорости подачи 10 г/мин и остаточном содержании 1 ppm обеспечивает максимальный выход лимонной кислоты, в то время как при стерилизации оборудования без озонирования эффективность снижается. Выявлены оптимальные параметры последующих стадий обработки: нейтрализация карбонатом кальция (CaCO₃) в концентрации 75 г/л при температуре 50 °C и осветление при 20 °C с перемешиванием в течение 1,5 ч. Совокупность указанных факторов позволила достичь выхода лимонной кислоты на уровне 91,6%. Полученные результаты научно обосновывают эффективность сочетания озонирования и последующих стадий обработки, формируя практическую основу для совершенствования производства лимонной кислоты на промышленном уровне. Это, в свою очередь, открывает путь к разработке новых решений, направленных на повышение устойчивости и экономической эффективности биотехнологического производства.

1. Озонирование производственных помещений, инкубационных и пищевых яиц / Е.В. Корса-Вавилова и др. // Птицеводство. – 2011. – № 12. – С. 39-41.

2. Guzel-Seydim Z.B. Use of ozone in the food industry / Z.B. Guzel-Seydim, A.K. Greene, A.C. Seydim // LWT-Food Science and technology. – 2004. – Vol. 37(4). – P. 453-460. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2003.10.014.

3. Ozonation treatment processes for the remediation of detergent wastewater: A comprehensive review / C.G. Joseph et al // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2021. – Vol. 9(5). – P. 106099. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106099.

4. Kim J.G. Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: a review / J.G. Kim, A.E. Yousef, S. Dave // Journal of food protection. – 1999. – Vol. 62(9). – P. 1071-1087. https://doi.org/10.4315/0362-028X-62.9.1071.

5. Pazouki M. Recovery of citric acid–a review / M. Pazouki, T. Panda // Bioprocess engineering. – 1998. – Vol. 19(6). – P. 435-439. https://doi.org/10.1007/PL00009029.

6. Анненков А.В. Ветеринарно-санитарная оценка и дезинфекция объектов колбасных заводов и лабораторий ветеринарно-санитарной экспертизы при продовольственных рынках: дис. канд. вет. наук: 16.00.06 / А.В. Анненков. – Москва, 2008. – 155 с.

7. Sun X. Recovery of citric acid from fermented liquid by bipolar membrane electrodialysis / X. Sun, H. Lu, J. Wang // Journal of Cleaner Production. – 2017. – Vol. 143. – P. 250-256. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.118.

8. Widiasa I.N. Performance of a novel electrodeionization technique during citric acid recovery / I.N. Widiasa, P.D. Sutrisna, I.G. Wenten // Separation and purification technology. – 2004. – Vol. 39(1-2). – P. 89-97. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2003.12.020.

9. López-Garzón C.S. Recovery of carboxylic acids produced by fermentation / C.S. López-Garzón, A.J.J. Straathof // Biotechnology advances. – 2014. – Vol. 32(5). – P. 873-904. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2014.04.002.

10. Recovery processes of organic acids from fermentation broths in the biomass-based industry / Q.Z. Li et al // J. Microbiol. Biotechnol. – 2016. – Vol. 26(1). – P. 1-8. https://doi.org/10.4014/jmb.1505.05049.

11. Biotechnological production of citric acid / B. Max et al // Brazilian journal of Microbiology. – 2010. – Vol. 41. – P. 862-875. https://doi.org/10.1590/S1517-83822010000400005.

12. Karklin R. Factors affecting the isolation of Ca-citrate from fermentation solution of n-alkanes / R. Karklin, L. Ramina, R. Raso // Biosint Oksikilot Ketokislot Mikroorg. – 1984. – Vol. 1. – P. 43-51. https://scholar.google.ru/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=.+Karklin+R.%2C+Ramina+L.%2C+Raso+R.+Factors+affecting+the+isolation+of+Ca-citrate+from+fermentation+solution+of+nalkanes+%2F%2FBiosint+Oksikilot+Ketokislot+Mikroorg.+%E2%80%93+1984.+%E2%80%93+Vol.+1.+%E2%80%93+P.+43-51&btnG= (қол жеткізілген күні: 28.08.2025).

13. Heding L.G. Improvement of conditions for precipitation of citric acid from fermentation mash / L.G. Heding, J.K. Gupta // Biotechnology and Bioengineering. – 1975. – Vol. 17(9). – P. 1363-1364. https://doi.org/10.1002/bit.260170910.

14. Improving the citric acid production by mutant strains Aspergillus niger using carbohydratecontaining raw materials as a carbon source / B. Shaimenova et al // Slovak Journal of Food Sciences/Potravinarstvo. – 2024. – Vol. 18. – P.157. https://doi.org/10.5219/1948.

15. Priede M. Effect of pulsing mixing interruptions on the Aspergillus niger morphology and citric acid production / M. Priede, U. Viesturs // Chemical and biochemical engineering quarterly. ‒ 2005. ‒ Vol. 19(4). ‒ P. 359-366. https://hrcak.srce.hr/3632 (қол жеткізілген күні: 28.08.2025).

16. Babel S. Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review / S. Babel, T.A. Kurniawan // Journal of hazardous materials. – 2003. – Vol. 97(1-3). – P. 219-243. https://doi.org/10.1016/S0304-3894(02)00263-7.

17. Foo K.Y. Insights into the modeling of adsorption isotherm systems / K.Y. Foo, B.H. Hameed // Chemical engineering journal. – 2010. – Vol. 156(1). – P. 2-10. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.09.013.