Die weltweite Nachfrage nach Citronensäure wird heute nahezu ausschließlich über ein hochmodernes biotechnologisches Verfahren bedient: die mikrobielle Fermentation. Im Zentrum steht der bemerkenswerte Schimmelpilz Aspergillus niger, der einfache Zucker zuverlässig und effizient in reine Citronensäure wandelt.

Prozessstart ist die Auswahl einer geeigneten Kohlenstoffquelle. Üblicherweise greifen die Produzenten auf preiswerte Rohstoffe wie Melasse, Maissirup oder Stärkehydrolysate zurück. Diese Substrate werden sterilisiert, um konkurrierende Keime auszuschalten – ein essenzieller Schritt für hohe Reinheit und konstante Ausbeute.

Nach der Medienpräparation kommt Aspergillus niger zum Einsatz. In computergesteuerten Fermentern simmert die Kultur bei optimal parametrierter Temperatur, einem exakt definierten pH-Wert und definierter Zufuhr von Sauerstoff. Innerhalb mehrerer Tage metabolisiert der Pilz die Zucker und scheidet Citronensäure ins Medium aus. Diese biologische Umwandlung erreicht Ausbeuten jenseits chemisch-synthetischer Routen.

Industrielles Standardverfahren bleibt die Submerged-Fermentation (SmF): Der Pilz wächst in flüssiger Phase und lässt sich so vollautomatisch steuern. Daneben erproben Forscher die Festbett- oder Solid-State-Fermentation (SSF), um landwirtschaftliche Reststoffe zu verwerten und Nachhaltigkeitspotenziale auszuschöpfen.

Die zentrale Stärke von Aspergillus niger liegt in seiner genetischen Stabilität, seiner robusten Kontaminationsresistenz und seinem hohen Ausbringungsgrad – selbst bei heterogenen und kostengünstigen Rohstoffen. Durch gezielte Zuchtung und Gentechnik konnten Forscher neue Hochleistungsstämme entwickeln, die Produktivität und Ressourcenökonomie weiter steigern.

Für die Industrie bedeutet das: Wer heute Citronensäure Anhydrid kaufen will, bezieht ein Produkt, dessen Qualität das Ergebnis präzise justierter, biologischer Prozesse ist. Kontinuierliche Innovationen – vom Stammdesign bis zur Nutzung innovativer Substrate – sichern die Versorgung dieses nicht verzichtbaren Rohstoffs für Lebensmittel-, Pharma- und Chemieproduzenten weltweit.