Esta es una estequiometría global simplificada de la fermentación aerobia (la vía real involucra el metabolismo central —glucólisis y ciclo de Krebs— y subproductos menores).

Ácido cítrico (C₆H₈O₇)

Producto farmacéutico/biotecnológico
Categoría funcional: Ácido carboxílico (tricarboxílico) y alcohol (contiene grupos –OH)

¿Qué es?

El ácido cítrico es un ácido orgánico débil, producido a gran escala por fermentación microbiana y empleado en la industria farmacéutica como excipiente multifuncional: regulador de pH, agente tamponador, saborizante/mascarador, quelante y coformulante en comprimidos efervescentes, jarabes, soluciones inyectables y formas sólidas orales (Lambros et al., 2022).

¿Cómo se produce? (Síntesis biotecnológica)

• Microorganismo: Aspergillus niger (hongos filamentosos seleccionados por alto rendimiento).

• Sustratos: Azúcares como glucosa o sacarosa; fuentes de nitrógeno y fósforo controladas; trazas muy bajas de Mn²⁺ para favorecer acumulación de citrato.

• Proceso: Fermentación aerobia en biorreactores (tanques agitados) con control de pH, oxígeno disuelto y temperatura; al final se separa la biomasa, se recupera y purifica el ácido cítrico por precipitación (citrato cálcico) y recristalización (Max et al., 2010; Lambros et al., 2022).

Nota de ingeniería de proceso: concentraciones inadvertidas de Mn²⁺ pueden reducir significativamente el rendimiento de citrato; se controlan materiales del biorreactor y trazas metálicas (Frontiers in Bioengineering, 2022).

Grupos funcionales presentes

• Ácido carboxílico (–COOH)

• Alcohol (–OH)

Imágenes de grupos funcionales
Ácido carboxílico (general):

Alcohol (hidroxilo, general):

Reacción química representativa (global simplificada)

Para sustrato sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁):

C₁₂H₂₂O₁₁ + 3 O₂ + H₂O → 2 C₆H₈O₇ + 4 H₂O

Esta es una estequiometría global simplificada de la fermentación aerobia (la vía real involucra el metabolismo central —glucólisis y ciclo de Krebs— y subproductos menores). Referencias docentes: Max et al., 2010; materiales didácticos universitarios.

¿Para qué sirve en farmacéutica?

• Regulador de pH y tampón en soluciones orales, parenterales y oftálmicas.

• Agente quelante que mejora la estabilidad de APIs sensibles a metales.

• Coformulante efervescente (con bicarbonato) que mejora disolución y palatabilidad.

• Saborizante/mascarador del gusto; puede aumentar biodisponibilidad de ciertos fármacos al modular microambiente gástrico o la solubilidad (Lambros et al., 2022).

Imágenes del producto

Estructura química del ácido cítrico:

Micrografía de Aspergillus niger (organismo productor):

Producción y purificación (resumen visual)

1. Fermentación aerobia en tanque agitado (pH bajo, oxígeno alto).

2. Separación de biomasa por filtración.

3. Precipitación del citrato como citrato de calcio.

4. Acidificación para regenerar ácido cítrico.

5. Cristalización y secado para obtener el producto grado farmacéutico.

Referencias (formato APA 7)

• Lambros, M., Tran, T., & Fei, Q. (2022). Citric Acid: A Multifunctional Pharmaceutical Excipient. Pharmaceutics, 14(5), 1028. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14051028

• Max, B., Salgado, J. M., Rodríguez, N., Cortés, S., Converti, A., & Domínguez, J. M. (2010). Biotechnological production of citric acid. Brazilian Journal of Microbiology, 41(4), 862–875. https://doi.org/10.1590/S1517-83822010000400005

• Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. (2022). Bioreactor as the root cause of the “manganese effect” during citric acid fermentations. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.935902