История получения лимонной кислоты

В 1891 г. немецкий ученый Вемер установил способность плесне­вых грибов продуцировать органические кислоты. При выращивании Л. niger на среде с сахаром им было констатировано выделение щаве­левой кислоты. Через два года Вемер обнаружил лимонную кислоту, накапливающуюся в среде при выращивании грибов, названных им Citromyces (С. prefferianus и С. glaber), впоследствии отнесенных к роду Penicillium. Вемер пытался осуществить производство лимон­ной кислоты с помощью гриба из сахара. Работа окончилась неудачей в связи с рядом трудностей, непреодолимых в то время.

В 1917 г. американский ученый Кэрри сообщил о способности ряда штаммов A. niger продуцировать лимонную кислоту наряду с щавелевой. Это было важное открытие, поскольку в отличие от плохо растущих пеиициллов этот гриб характеризовался мощным и быст­рым ростом. Штамм, с которым работал Кэрри, и условия эксперимен­та были в дальнейшем использованы американской фирмой «Пфай-зер» для организации в 1923 г. первого микробиологического процес­са производства лимонной кислоты.

Работы Вемера и Кэрри вызвали большой интерес к изучению


некоторых грибов, и в первую очередь продукции ими органических кислот. В этом плане развернулись широкомасштабные исследова­ния в различных странах, в том числе Англии, Чехословакии, США и Японии. В Советском Союзе этим занимались B.C. Буткевич в Москве и С. П. Костычев в Ленинграде. Буткевичем было сделано следую­щее открытие: он показал, что, изменяя условия культивирования грибов, можно изменить их биохимическую активность и получить разные продукты. Так, при культивировании A. niger в присутствии СаС03 при рН среды, близком к 7,0, происходило преимущественное накопление глюкоиовой и щавелевой кислот, а в условиях высокой кислотности среды без этого соединения образовывалась практически одна лимонная кислота. Этот факт, впоследствии подтвержденный Костычевым, оказался принципиально важным для организации про­мышленного производства лимонной и глюкоиовой кислот не только в нашей стране, но и за рубежом. Заслуга Буткевича состояла также в том, что он первый привел бесспорное доказательство образования лимонной кислоты из сахара.

Благодаря работам этих ученых, а также их учеников в Советском Союзе в начале 30-х гг. XX в. положено начало микробиологическо­му производству лимонной кислоты с помощью A. niger. В 1935 г. в Ленинграде был пущен первый в стране специализированный завод по ее получению. К началу 30-х гг. производство лимонной кислоты биохимическим способом было организовано также в Бельгии, Чехо­словакии, Франции, а затем и в других странах.

Продуценты лимонной кислоты

Способность образовывать лимонную кислоту при росте на средах с углеводами — свойство, широко распространенное среди мицелиальных грибов. Так, для ее получения в лабораторном и про­мышленном масштабе использовали грибы рода Aspergillus (в том числе виды A. awamori, A. clavatus, A. fumaricus, A. japonicus, A. niger, A. wentii), рода Penicillium (в том числе P. chrysogenum, P. citrinum, P. citrogenum, P. luteum), а также Botrytis cinerea, Paecilomyces divarication, Mucor piriformis, Polyporus anceps и неко­торые другие.

В настоящее время в качестве продуцента лимонной кислоты при­меняются различные штаммы A. niger. Они отличаются большой ско­ростью роста, легкостью культивирования и высоким выходом про­дукта. До недавнего времени в производстве использовали специаль­но селекционированные штаммы гриба, выделенные из природных источников. В последние десятилетия в качестве продуцентов все шире применяются экспериментально полученные мутантные штаммы, от­личающиеся от природных в первую очередь более высоким выходом целевого продукта.