Il existe plusieurs méthodes courantes de production d'acide citrique, classées par ordre de fréquence : l'extraction directe, la synthèse chimique et la biofermentation. L'extraction directe consiste à extraire l'acide citrique directement des fruits et légumes qui en sont riches. Cependant, en raison de son coût élevé et de son faible rendement, cette méthode est peu utilisée. La synthèse chimique est rarement employée dans la production industrielle en Chine. Actuellement, la méthode la plus répandue est la fermentation en milieu stable, qui se subdivise en fermentation en couche mince, fermentation en milieu solide et fermentation en milieu liquide immergé, cette dernière étant la plus courante.

Actuellement, la souche d'acide citrique à haut rendement la plus utilisée en entreprise est *Aspergillus niger*. *Aspergillus niger* est un champignon commun du genre *Aspergillus*, largement répandu dans les moisissures du sol, l'air et les cultures céréalières. C'est une souche de fermentation industrielle courante, souvent employée pour produire de l'acide citrique, de l'amylase, de la cellulase, des enzymes acides, des nucléotide oxydases, de la pectinase, de l'acide gallique et de l'acide gluconique. *Aspergillus niger* se développe de façon optimale à environ 37 °C et une humidité relative de 88 %. Sa forte capacité de production d'acide, même en milieu acide, lui permet d'utiliser de multiples sources de carbone, ce qui lui confère un avantage concurrentiel inégalé par les autres souches.

Prenons l'exemple de la production d'acide citrique par fermentation liquide d'Aspergillus niger. L'amidon est utilisé comme matière première. Le son de maïs (koji) est activé pour préparer une suspension de spores. L'amidon est ensuite liquéfié et saccharifié pour obtenir un liquide saccharifié. L'ensemble du processus dure environ 24 heures. Une certaine concentration de source d'azote et de sels minéraux est ensuite ajoutée pour préparer un milieu de culture de base. La source d'azote est généralement un extrait de jus de trempage de maïs et de bouillon de fermentation. Le milieu de culture de base est stérilisé à haute température, puis la suspension de spores est absorbée. Les spores d'Aspergillus niger sont mises en culture dans une cuve d'ensemencement, puis transférées dans un fermenteur pour la fermentation. Le cycle de fermentation discontinue dure environ 60 à 80 heures. Une fois la fermentation terminée, l'acide citrique est obtenu par séparation du milieu bactérien et purification du sédiment.

Dans les milieux de fermentation classiques de l'acide citrique, la contamination survient lorsque d'autres bactéries stables, outre la souche fermentaire *Aspergillus niger*, adhèrent au milieu de culture ; on parle alors de contamination. Bien que le pH du bouillon de fermentation chute rapidement en dessous de 2,0 pendant la fermentation de l'acide citrique en raison de l'accumulation de ce dernier, un pH élevé et une forte concentration en nutriments le rendent sensible à la contamination, ce qui impacte significativement la production d'acide citrique. Ces dernières années, l'industrie de l'acide citrique a connu un développement continu, imposant des exigences accrues en matière de prévention de la contamination pendant la fermentation. L'analyse qui suit examine les causes, les types et les facteurs influençant la contamination de l'acide citrique.

Causes de l'infection:

(1) Gestion de la contamination : Les opérateurs doivent faire preuve de rigueur, maîtriser les principes fondamentaux de la microbiologie et être compétents en matière de désinfection et de stérilisation. La fermentation de l'acide citrique nécessite diverses opérations de stérilisation, telles que la stérilisation régulière à vide des fermenteurs et la stérilisation de chaque cuve de milieu de culture. Qu'il s'agisse de la stérilisation à vide des fermenteurs ou de la stérilisation du milieu de culture, les opérateurs doivent impérativement respecter la température et la pression de stérilisation. 

(2) Contamination du réservoir d'ensemencement : La fermentation de l'acide citrique se déroule principalement en culture primaire, et la culture initiale doit d'abord être développée dans un réservoir. Ce dernier est facilement contaminé par les germes durant la culture. Dans des conditions normales, il convient de vérifier la présence de micro-organismes dans le réservoir d'ensemencement avant la fermentation, et de ne pas utiliser un réservoir contaminé. 

(3) Contamination par les matières auxiliaires : Les principales matières auxiliaires utilisées dans la fermentation de l'acide citrique comprennent l'urée, le sulfate d'ammonium, les agents antimousse et les enzymes saccharifiantes. Généralement, les nutriments et autres matières auxiliaires éliminent les bactéries contaminantes présentes dans le milieu de culture. En raison des caractéristiques de ce milieu et de la nécessité d'une ventilation adéquate, le bouillon de fermentation est sujet à la formation de mousse pendant la fermentation de l'acide citrique, ce qui peut entraîner un débordement, notamment pendant la phase de croissance exponentielle d'Aspergillus niger. En général, l'ajout d'agents antimousse est nécessaire tous les six ans. Comme ces agents doivent être ajoutés en cours de fermentation, une désinfection incomplète de ces agents et des canalisations associées peut facilement conduire à une contamination pendant la fermentation. 

(4) L'air acide introduit des contaminants : La fermentation du citron étant aérobie, une ventilation continue est nécessaire pendant le processus afin de garantir que l'oxygène dissous dans le bouillon de fermentation réponde aux besoins de croissance d'Aspergillus niger. Par conséquent, l'air comprimé doit être filtré et stérilisé avant d'être introduit dans la cuve de fermentation. Une installation ou une utilisation incorrecte du filtre, ou une stérilisation incomplète avant utilisation, peuvent entraîner une contamination pendant la fermentation. 

(5) Fuites et hygiène des équipements : La fermentation produit une grande quantité d'acide citrique. Les cuves de fermentation utilisent généralement des serpentins intégrés et un système de circulation d'eau pour réguler la température. En cas de fuite, l'eau de circulation s'infiltre dans le liquide de fermentation, le contaminant et provoquant ainsi une contamination du produit.