Citronsyra (C6H8O7) ger den karakteristiska syrligheten hos citrusfrukter som citroner och limefrukter. Utöver sin kulinariska roll är den en nyckelmellanprodukt i citronsyracykeln – en viktig metabolisk väg i nästan alla levande organismer.
I modern industri tillverkas citronsyra till övervägande del via jäsning av trådsvampen Aspergillus niger. Processen är mycket konstruerad och kräver kontrollerade förhållanden; den är inte lämplig för ett typiskt hemlaboratorium.
Kommersiellt tillgängliga högavkastande stammar av Aspergillus niger inokuleras i ett sterilt fermenteringskärl. Dessa stammar har valts ut för sin robusta citronsyraproduktion och säljs genom vetenskapliga och jordbruksleverantörer.
Svampkulturen förses med en lätt metaboliserbar kolkälla, vanligtvis sackaros eller ett glukosrikt medium såsom hydrolyserad majsstärkelse, majssirap eller melass. Den billiga sockerströmmen ger bränsle till svampens metabolism, producerar citronsyra och frigör koldioxid som en biprodukt.
När den intracellulära citronsyrakoncentrationen når sin topp separeras mycelbiomassan från buljongen genom filtrering eller centrifugering. Den klarnade vätskan innehåller en hög koncentration av citronsyra.
Kalciumhydroxid (Ca(OH)2) sätts till filtratet och reagerar med citronsyra för att bilda olösligt kalciumcitrat (Ca3(C6H5O7)2). Reaktionen fortskrider enligt följande:
3Ca(OH)2+2C6H₈O7→Ca₃(C₆H₅O7)2+3H₂O
Kalciumcitratfällningen samlas sedan upp genom filtrering.
För att återvinna ren citronsyra behandlas kalciumcitratet med svavelsyra (H2SO4). Den stökiometriska reaktionen är:
3H₂SO4+Ca₃(C₆H5O7)₂→2C₆H₈O7+3CaSO4
Resulterar i frisättning av citronsyra och bildning av kalciumsulfat, som kan separeras och kasseras i enlighet med miljöbestämmelser.
Efter syraåtervinning renas lösningen vanligtvis ytterligare – ofta via jonbyteskromatografi eller omkristallisation – för att uppfylla livsmedelsklassade eller farmaceutiska specifikationer.
