اسید سیتریک(Citric acid)

اسید سیتریک)Citric acid( یا همان جوهر لیمو با  فرمول شیمیایی C6H8O7  یکی از اسیدهای آلی ضعیف است که در لیموترش و پرتقال وجود دارد. یکی از عمده ترین کشورهای تولید کننده آن کشور چین می باشد .اسید سیتریک در صنایع نوشابه ، آبمیوه ، آرایشی و بهداشتی و داروئی به کار برده می شود و علاوه بر طعم دهندگی باعث تنظیم PH نیز می شود

جوهر لیمو به ‌صورت متبلور، درشت، بی‌رنگ، غیر شفاف، بی بو، ترش مزه و مطبوع است. این اسید بدون آب در ۱۵ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود. اسید سیتریک متبلور را بدون فساد به‌سهولت می‌توان نگهداری کرد. این اسید کاربردهای فراوانی دارد، مخصوصاً در رنگرزی الیاف با ترکیب قرمزدانه از آن استفاده می‌کنند

اسیدیته اسید سیتریک ناشی از وجود سه گروه کربوکسی می‌باشد که می‌توانند پروتون از دست دهند. یون اسید سیتریک به نام سیترات معروف است. سیتراتها بافرهای خوبی برای کنترل PH محلولهای اسیدی هستند. یون سیترات با بسیاری از فلزات نمک سیترات ایجاد می‌کند که مهمترین آن سیترات کلسیم (جوهر لیمو) می‌باشد که برای نگهداری غذا از فساد و خوش طعم کردن آن بکار می‌رود. یون سیترات می‌تواند با فلزات ترکیبات کی لیتی ایجاد کند.

در دمای اتاق اسید سیتریک ، یک پودر کریستالی سفید می‌باشد که می‌تواند به دو فرم بی آب و یا یک آبه وجود داشته باشد. فرم بی آب از کریستالیزه شدن اسید سیتریک در آب گرم ایجاد می‌شود در حالی که فرم یک آب از تبلور آن در آب سرد ایجاد می‌شود. فرم یک آبه با حرارت دادن در ۴۷ درجه سانتیگراد به فرم بی آب تبدیل می‌شود. اسید سیتریک در حرارت بالای ۱۷۵ درجه تجزیه شده و CO2 و آب آزاد می‌کند.

اسید سیتریک عمدتا به عنوان ماده محافظ مواد غذایی و چاشنی غذا مورد استفاده قرار می‌گیرد. نمکهای سیترات با فلزات گوناگون در افراد مریض به عنوان کمکهای غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از خواص بافری سیتراتها در کنترل PH در مواد تمیز کننده خانگی استفاده می شود. اسید سیتریک به دلیل توانایی تشکیل کیلیت با فلزات در ترکیب شوینده‌ها استفاده می‌شود. این ماده با ترکیب شدن با یونهای فلزی مانع مزاحمت آنها در ترکیب با اجزا تمیز کننده شوینده‌ها می‌شود. اسید سیتریک در داروسازی هم کاربرد دارد و به عنوان ماده‌ای بی‌خطر برای مصرف در غذاها شناخته شده است.

C6H8O7

فرمول مولکولی

۱۹۲٫۱۲۴ g/mol (anhydrous)
۲۱۰٫۱۴ g/mol (monohydrate)

جرم مولی

crystalline white solid

ظاهر

۱٫۶۶۵ g/cm3(1.5g/cm3 for monohydrate)

غلظت

۱۵۳ °C, 426 K, 307 °F

نقطه ذوب

۱۷۵ °C, 448 K, 347 °F (decomposes)

نقطه جوش

۷۳ g/100 ml (20 °C)

حلالیت در آب

pKa1 = 3.09
pKa2 = 4.75
pKa3 = 5.41
pKa3 = 6.39, 6.40

اسیدیته

تاریخچه سیتریک اسید

 

در اواخر قرن نوزدهم برای نخستین بار از محیط کشت پنی‎سیلیوم که قبلا سیترومایسس نامیده می‏شد اسید سیتریک ناچیزی به دست آورده شد. با وجود این که این کار در مقیاس صنعتی انجام نشد ولی زمینه تحقیقات بعدی شد. اولین فرآیند صنعتی تولید اسید سیتریک با آسپرژیلوس نایجر در سال ۱۹۱۹ در کشور بلژیک آغاز شد.

تا سال ۱۹۲۶ بیشتر از نود درصد اسید سیتریک مورد نیاز در کشور ایتالیا تولید و صادر می‏شد تا این که محققین درهمان سال توانستند از کلسیم سیترات وارداتی این اسید را تولید کنند. در سال ۱۹۴۰ کاربرد روش کشت غوطه ‎وری و استفاده از ملاس بیشتر مورد توجه قرار گرفت. محققین با کاربرد آسپرژیلوس نایجر در سال ۱۹۴۹ ، روش کشت غوطه‌ وری و ملاس چغندر قند و نیشکر اسید سیتریک تولید نمودند. دانشمندان در سال ۱۹۶۳ در تحقیقات خود متوجه شدند عمل هم زدن در فرمانتورهای همزن‌دار باعث پخش و گسترش میکروارگانیسم در محیط و در نتیجه افزایش تولید اسید سیتریک شده است. امروزه با کاربرد میکروارگانیسم‌هایی مانند آسپرژیلوس‏نایجر در شرایط ویژه می‏توان مقدار زیادی اسید سیتریک تولید و روانه بازار مصرف نمود.

محققین در سال ۲۰۰۶ گزارش کردند که جوانه‌زنی اسپورهای آسپرژیلوس نایجر، تاثیر مهمی بر رشد و نمو و قابلیت تولید متابولیت‌های ساخته شده نظیر اسید سیتریک در محیط کشت داشته و مرحله جوانه زنی  به طور عمده خصوصیات مرفولوژیکی میکروارگانیسم و مراحل رشد و نمو و توسعه آن را کنترل نموده است

طراحی روش استفاده از آسپرژیلوس نایجر برای تولید سیتریک اسید را باید ممنون جیمز کوری دانشمند آمریکایی بود

کاربرد سیتریک اسید

سیتریک اسید  در صنایع غذایی به طور بسیار گسترده ای استفاده می شود. دارا بودن خصوصیت هایی مانند حلالیت بالا در آب، ترش کنندگی و ایجاد طعم دلپذیر، خواص بافری و غیر سمی بودن آن درحجم زیاد باعث افزایش کاربرد وسیع آن شده است وحدود ۷۰درصد از این اسید ونمک‌هایش در صنایع غذایی استفاده می‌شود.

 در نوشابه‌سازی برای ایجاد طعم ترش و مطبوع و نیز برای بازدارندگی فعالیت میکروبی و تنظیم اسیدیته به کار می‌رود. برای ایجاد طعم میوه‌ای و تنظیم pH در ژله‌‌ها، مرباجات و دسرها نیز از این اسید استفاده می‌شود. در غذاهای منجمد، چربی‌ها و روغن‌ها با تنظیمpH   و ایجاد کمپلکس نمک بین سیترات‌ها و فلزات کمیاب به عنوان آنتی اکسیدان و نگهدارنده عمل می‌کند، به طوری که زمان نگهداری ماهی منجمد و فرآورده‌های دریایی زیاد می‌شود.

 همچنین از کاهش رنگ و طعم در میوه‌های منجمد با خاصیت آنتی اکسیدانی و به دام انداختن فلزات کمیاب جلوگیری می کند. درکنسرو سبزیجات نیز برای جلوگیری از رشد میکروب‌ها و کاهش pH  استفاده می‌شود. مونواستیل سیترات می‌تواند به عنوان یک آنتی اکسیدان در چربی‌ها و روغن‌ها استفاده شود. این ترکیب نسبت به اسید خالص راحت‌تر ترکیب می‌شود.

از این اسید و نمک‌هایش در تهیه محلول‌های ضد انعقاد خون مانند تری سدیم سیترات استفاده می‌شود که از طریق تشکیل کمپلکس یون کلسیم از انعقاد خون جلوگیری می‌کند و برای بیمارانی که بعد از هر گونه حادثه ای دخار خون ریزی شدید هستند استفاده می شود.

همچنین از سیترات فریک آمونیاکی دردرمان بیماری ناشی از فقر آهن هنوز هم استفاده می‌شود هر چند که درحال حاضر ترجیح داده می‌شود از نمکهای دیگر آهن استفاده شود. درتهیه آسپرین و برای خوش طعم کردن داروها و قرص‌های جوشان نیز استفاده می‌شود زیرا در هنگام حل شدن در اثر برقراری پیوند با کربنات‌ها و بی کربنات‌ها تولید دی اکسید کربن  می‌کند و به عنوان حلال در تهیه برخی داروها و به عنوان چاشنی جهت خوش‌طعم کردن داروها به کار می‌رود.

در فرمولاسیون محصولات بهداشتی و آرایشی نیز اسید سیتریک کاربرد دارد و برای تنظیم  pH یون‌های فلزی در سیستم آنتی اکسیدانی شوینده‌های اسیدی موی سر استفاده می‌شود. در شامپوهای ضد شوره سر به مقدار۲۵/۰ تا ۸۶/۱درصد به منظورتنظیم  pHو بهبود درخشندگی و شفافیت به کار می‌رود. میزان مصرف کل این اسید در این صنایع حدود ۱۲درصد می‌باشد.

از ترکیب سیترات با فلزات، به دلیل تاثیر کم برای پاک کردن وجرم‌زدایی دیگ‌های بخاراستیل به طور وسیع استفاده می‌شود. همچنین از محلول بافری این اسید به عنوان پاک کننده برای حذف دی اکسید گوگرد از سوخت‌های گازی کارخانجات برق وتصفیه‌خانه‌ها استفاده می‌شود. از سایر موارد کاربرد آن می‌توان به صنایع رنگ‌سازی، استخراج نفت و آب فلزکاری اشاره نمود. استرهای اسید سیتریک با الکل‌ها درمحدوده وسیعی شناخته شده‌اند. استرهای تری اتیل، تری بوتیل و استیل تری بوتیل به عنوان یک نرم کننده غیرسمی در پلاستیک‌سازی به ویژه در پلاستیک‌های صنعت بسته‌بندی غذایی استفاده می‌شوند.

پاسخ دهید