اسید سیتریک

اسید سیتریک چیست؟

اسید سیتریک اسید آلی ضعیف است که به طور طبیعی در مرکبات مشاهده میشود و دارای فرمول C₆H₈O₇ این ماده در بیوشیمی یک واسطه در چرخه اسید سیتریکاست که در متابولیسم کلیه ارگانیسم های هوازی رخ میدهد‌.

سالانه بیش از دو میلیون تن!!!! اسید سیتریک تولید می شود.این ماده به طور گسترده ای به عنوان یک اسیدی کننده،طعم دهنده،شلات کننده(chelating agent).

سیترات مشتق شده از اسید سیتیریک است ؛که به صورت نمک ها ،استرها،آنیون پلی اتومیک در محلول ها میتواند موجود باشد و که ب ای مثال تری سدیم سیترات به عنوان یک نمک و تری اتیل سیترات به عنوان یک استررا میتوان نام برد.آنیون سیترات دارای فرمول C₆H₅O₇^3– است.

مواد اولیه صنایع غذایی را نیز به طور کامل میتوانید از ما بخواهید

خرید اسید سیتریک خشک و سیتریک اسید آب دار

برای خرید اسید سیتریک خشک یا آبدار و استعلام قیمت مواد شیمیایی میتوانید با ما تماس بگیرید یا از طریق سیستم استعلام ثبت سفارش ما سفارش خود را ثبت کنید تا ما با شما تماس بگیریم و قیمت روز را به شما در اولین فرصت ارائه بدهیم

منابع طبیعی و تولید صنعتی سیتریک اسید

تولید طبیعی

اسید سیتریک در انواع میوه ها و سبزیجات وجود دارد که مهمترین آنها مرکبات است به ویژه در لیمو ها و لیموترش ها غلطت نسبتا بالایی از این اسید پیدا میشود که این مقدار میتواند به اندازه ی ۸%از وزن خشک شده این میوه ها باشد(حدود ۴۷ گرم در یک لیتر آب میوه ها).

.غلظت اسید سیتریک موجود در مرکبات ازMol/L0.005برای پرتقال ها و گریپ فروتها و در حدودmol/L  0.3در لیمو ها ؛این رقم ها متناسب با شرایطی که میوه در آن رشد میکند و در گونه های مختلف ،متفاوت است.

تولید اسید سیتریک در مقیاس صنعتی برای اولین بار در سال ۱۸۹۰ بر اساس صنعت میوه مرکبات ایتالیا آغاز شد. به این صورت که آب میوه با آهک هیدراته(کلسیم هیدروکسید) برای رسوب دادن سیترات کلسیم مورد استفاده قرار گرفت که در مرحله بعد سیترات کلسیم رسوب داده شده به وسیله سولفوریک اسید رقیق به اسید سیتریک تبدیل شد. در سال ۱۸۹۳ C.wehmer پی برد که می توان به وسیله یک سری واکنش های میکروبی مخمرها و پنیسیلیوم ها سیتریک اسید را از شکر تهییه کرد. با این حال تولید میکروبی اسید سیتریک از نظر صنعتی اهمیت پیدا نکرد تا اینکه جنگ جهانی اول صادرات مرکبات ایتالیا را مختل کرد.

تولید صنعتی

در سال ۱۹۱۷ جیمز کوری شیمیدان غذایی آمریکایی کشف کرد که برخی از گونه‌های قالب Aspergillus niger می تواند تولید کننده سیتریک اسید باشد و شرکت داروسازیpfizer دو سال بعد تولید صنعتی را با بهره گیری از این روش آغاز کرد و پس از آن نیزCitrique Belge  در ۱۹۲۹اقدام به همین کار نمود. در این تکنیک تولید که هنوز هم مسیر اصلی صنعت تولید اسید سیتریک امروزه است،از روش کشت A.nigerاستفاده میشود که برای تولید سیتریک اسید در این فرایند باید ازمنبع ساکارزی یا گلوکزی  استفاده شود.منبع قندی می‌تواند نشاسته ذرت هیدرولیز شده یا مشروب تند ذرت،ملاس، یا دیگر محلولهای قندی ارزان قیمت باشد. پس از اینکه قالب از محلول حاصل فیلترشدسیتریک اسید با رسوب داده شدن سیترات کلسیم به وسیله هیدروکسید کلسیم و احیا شدن به وسیله سولفوریک اسید رقیق به دست می آید. همانطور که در استخراج مستقیم از آب میوه مرکبات تولید می‌شد.

با توجه به کاربردهای بسیار زیاد سیتریک اسید میزان تولید آن در سرتاسر جهان در حال افزایش است. تولید جهانی این ماده در سال ۲۰۱۸ بیش از دو میلیون تن بوده است که بیش از ۵۰ درصد از این مقدار توسط چین تولید شده است. بیش از ۵۰ درصد این مقدار تولیدی به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در نوشیدنی ها حدود ۲۰ درصد در سایر مواد غذایی حدود ۲۰ درصد در مواد شوینده و ۱۰ درصد برای کاربردهای دیگر به غیر از مواد غذایی از جمله در مواد آرایشی دارویی و صنایع شیمیایی استفاده میشود.

مشخصات شیمیایی Citric acid

این ماده که برای اولین بار در سال ۱۷۸۴ توسط شیمیدان کارل ویلهلم شل که آن را از آبلیمو متبلور کرده بود؛ به دو صورت بی آب و مونوهیدرات وجود دارد. فرم بدون آب از آب داغ تبلور یافته و اگر سیتریک اسید از آب سرد متبلور شود مونوهیدرات آن حاصل می گردد.مونوهیدرات آن را می‌توان در دمای حدود ۷۸ درجه سانتیگراد به فرم بی آب تبدیل کرد. این ماده انحلال خوبی در اتانول دارد به این گونه که هفتاد و شش قسمت اسیدسیتریک در صد قسمت اتانول در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد قابل حل می باشد. همچنین این ماده در دمای ۱۷۵ درجه سانتی گراد با از دست دادن کربن دی اکسید تجزیه میشود.

سیتریک اسید به طور معمول یک اسید سه پروتونه محسوب می شودکه مقادیرpka  آن با قدرت یونی صفر و در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد به ترتیب ۵.۲۱،۴.۲۸،۲.۹۲ می باشد.pka گروه هیدروکسیل با استفاده از طیف سنجیC¹³NMRتعیین شده و برابر۱۴.۴ است. محلول های سیتریک اسید محلول های بافری بودهکه دارایPH ۲ تا ۸ استو در ph های حدود ۷ دو گونه آنیون سیترات و آنیون سیترات منو هیدروژن وجود دارد.

PHمحلول یک میلی مولارسیتریک اسید حدود ۳.۲ خواهد بود.PH آب میوه های مرکبات مانند پرتقال و لیمو بستگی به غلظت اسید سیتریک دارد بدین شکل که هر چه میزان غلظت اسید بالاتر برود میزانPH کمتر می شود و بالعکس.

مشخصات فیزیکی سیتریک اسید

فرمول شیمیایی:C₆H₈O₇

جرم مولی مونوهیدرات:210.14 g/moL

جرم مولی آنهیدروز(اسیدسیتریک خشک):192.123 g/mol

شکل ظاهری:جامد کریستالی-پودری سفید رنگ

ساختار کریستال:monoclinic

چگالی آنهیدروز: g/cm³1.665                      چگالی مونوهیدرات:g/cm³1.542

نقطه‌ی ذوب :156درجه سانتی گراد            نقطه جوش:310درجه سانتی گراد

میزان حلالیت در اتانول:62g/100g             میزان حلالیت در دی اتیل اتر:1.05g/100g

اسیدیته:  pK_a1 =3.13                              pK_a2=4.76                                pK_a3=6.39

ویسکوزیته: 6.5cP

ظرفیت گرمایی: 226.51 (J/(mol.k

نام آیوپاک : :(citric acid (Cas number77-92-9

نقش سیتریک اسید در بیوشیمی

سیترات واسطه ای در چرخه TCAاست )چرخهTricarbboxylic Acid ) یک مسیر متابولیک مرکزی برای حیوانات گیاهان و باکتری‌ها است.Citate synthaseچگالشاکالواستات با استیل CoAرا برای ایجاد سیتراتکاتالیز میکند. سپس سیترات به عنوان بستر آکونیتاز(aconitase)عمل میکند و به اسید آکونتیک(acid aconitic)

تبدیل میشود. چرخه با بازسازی ابزار اگزالواستات پایان می یابد. این سلسله واکنش های شیمیایی منبع دوسوم انرژی حاصل از غذا در موجودات است.‏هانس آدولفکربسبرای اینکه کشف جایزه نوبل فیزیولوژی ، پزشکی را در سال ۱۹۵۳ دریافت کرد.

بعضی از باکتری ها(به ویژهE.coli )می‌توانند سیترات داخلی را به عنوان بخشی از چرخهTCA خود تولید و مصرف کنند اما قادر به استفاده از آن به عنوان غذا نیستند زیرا فاقد آنزیم های مورد نیاز برای وارد کردن آنها به سلول هستند. پس از ده ها هزار تکامل در یک محیط گلوکز که حاوی سیترات در آزمایش طولانی مدت ریچارد لنسکیاست،یک گونه E.coli با توانایی رشد هوازی روی سیترات تکامل یافته است.زاخاریبلانت ،دانشجوی لنسکی و همکارانشE.coli”cit⁺” را به عنوان الگویی برای تکامل صفات جدید معرفی کردند. آنها شواهدی یافتند که نشان می دهد در این حالت نوآوری ناشی از جهش کپی نادر به دلیل جمع شدن چندین جهش قبلی قدرتمند انجام شده است که هویت و اثرات آن هنوز در دست مطالعه است.ویژگی تکاملCit⁺نمونه قابل توجه از نقش احتمالات تاریخی در تکامل در نظر گرفته شده است.

کاربردهای سیتریک اسید

غذا و نوشیدنی

از آنجایی که این ماده یکی از اسیدهای خوراکی قوی محسوب می‌شود از آن به طور غالب به عنوان طعم دهنده و نگهدارنده در مواد غذایی و نوشیدنی ها به ویژه نوشابه ها و شیرینی ها استفاده می شودکه در اتحادیه اروپا با عددE330نشان داده میشود. نمک های سیترات فلز های مختلف برای تهیه بیولوژیکی مکمل های غذایی استفاده می شود. اسیدسیتریک دارای ۲۴۷ کیلو کالری در هر ۱۰۰ گرم است. در ایالات‌متحده نیاز به خلوص اسید سیتریک به عنوان یک افزودنی غذایی توسط مجموعه غذایی مواد شیمیایی Codex که توسط داروسازی ایالات متحده به وجود آمده است، تعریف می شود.

اسید سیتریک را میتوان به بستنی به عنوان یک ماده امولسیون کننده برای جلوگیری از جدا شدن چربی ها، به کارامل جهت جلوگیری از تبلور ساکاروزیا در دستورالعمل‌های به جای آبلیمو تازه اضافه کرد. از اسید سیتریک به همراه بی کربنات سدیم در طیف گسترده‌ای از فرمولهای جوشانده،که هم برای مصرف در پودرها و قرص ها و هم برای مراقبت های شخصی مانند نمک حمام استفاده می شود. اسید سیتریک که به صورت پودر خشک فروخته می شود به دلیل شباهت فیزیکی آن به نمک طعام معمولاً در بازارهای مواد غذایی به عنوان نمک ترش به فروش میرسد. این ماده در برنامه های آشپزی به عنوان جایگزینی برای سرکه یا آبلیمو در جایی که به یک اسید خالص نیاز است ، استفاده می شود.

تمیزکننده و شلات ساز (chelating agent)

سیتریک اسید یک ماده شلات کننده عالی است و با ساختن محلول در فلزات آنها را به هم متصل می‌کند. این ماده برای از بین بردن و خارج کردن رسوب آهک از دیگ های بخار و تبخیر کننده ها استفاده می شود. می توان از آن برای تصفیه آب استفاده کرد که باعث می شود در اثربخشی صابون ها و شوینده های لباسشویی مفید واقع شود. با جذب فلزات در آب سخت به این تمیز کننده ها اجازه می دهد تا کف ایجاد کنند و بدون نیاز به فرایند نرم شدن آب باعث بهتر شدن کارکرد  شوینده ها در آب سخت میشود.

اسید سیتریک ماده موثر برخی از محلول های تمیز کننده حمام و آشپزخانه است. یک محلول با غلظت ۶ درصد اسیدسیتریک لکه های آب سخت را بدون شستشو از شیشه جدا میکند. از این ماده همچنین می توان در شامپو ها برای شستشو و رنگ کردن مو استفاده کرد.سیتریک اسید اولین بار گیری موفقیت‌آمیز برای جداسازی کل تبادل یونیلانتانیدها بود که در طول پروژه منهتن در دهه ۱۹۴۰ استفاده شد در دهه ۱۹۵۰ جایگزین EDTA بسیار کارآمدتر شد. در صنعت نیز از آن برای حل کردن زنگ زدگی از فولاد و فولادهای ضد زنگ غیر فعال استفاده می شود.

برای خواندن بیشتر درباره chelating agent به ویکی پدیا مراجعه کنید.

مواد آرایشی دارویی مکمل های غذایی و غذاها

از این ماده به عنوان یک طعم دهنده(ترش کننده) در کرم ها ، ژل ها و مایعات و نوشیدنی ها استفاده می شود. اسید سیتریک یک اسید آلفا هیدروکسی است و یک ماده فعال در لایه بردارهای شیمیایی پوست است.

این ماده معمولا به عنوان یک بافر برای افزایش حلالیتدیامورفینقهوه‌ای مورد استفاده قرار می گیرد.

اسید سیتریک به عنوان یکی از ترکیبات فعال در تولید بافت های صورت با خواص ضد ویروسی استفاده می شود.

کاربرد های دیگر

از خواص بافر سیترات برای کنترلPH در پاک کننده های خانگی و دارویی استفاده میشود.

سیتریک اسید به عنوان یک جایگزین بی بو به جای سرکه سفید برای رنگ آمیزی منزل با رنگ های اسیدی استفاده می شود.

از این ماده میتوان به عنوان جایگزینی برای اسید نیتریک در غیرفعال‌کردن فولاد ضد زنگ استفاده کرد.

از آنجایی که توسعه دهندگان عکاسی قلیایی برای خنثی کردن و متوقف کردن عمل آنها به یک اسید خفیف نیاز داشتند و به جای اسید استیک که بوی آن در اتاق تاریک باقی می ماند به سیتریک اسید روی آوردند.

اسید سیتریک ، سیترات پتاسیم و سدیم سیترات به عنوان تنظیم کننده اسید خون قابل استفاده است.

برای لایه بیرونی آبنبات ها به شکل پودر سفید استفاده میشود.

در فرآوری سوسی و کالباس مورد استفاده قرار میگیرد.

برای تولید طعم ترش که طعمی مانند سرکه دارد در تولید زیتون و ترشیجات کارخانه ای استفاده میشود.

برای بالا بردن کیفیت در صنایع آرد و نان استفاده میشود.

در صنایع غذایی از این ماده در مارمالاد ها، نوشابه ها، انواع بیسکوییت و کیک ها، دسر ها و ژله ها، صمغ های مصنوعی، بستنی ها، اسانس ها ،کنسرو ها وشیرینی های خانگی استفاده میشود.

این مائه در غذا های منجمد، چربی ها و روغن ها به عنوان تنطیم کننده ی اسیدیته و ایجاد کمپلکس بین سیترات ها و فلزات کمیاب به عنوان آنتی اکسیدان و نگهدارنده عمل میکند که از این ویژگی در نگهداری فرآورده های دریایی و ماهی منجمد استفاده میشود.

در پزشکی برای درمان کمبود آهن در بدن ازاین ماده به صورت سیترات فریک آمونیاک استفاده میشود.

در صنعت نیز از این ماده برای تمییز کردن و زیبا کردن رنگ الیاف و نسوج استفاده میشود همچنین این اسید به علت دارای خواص اسیدی کننده،پلاستیسه کنندگی و آنتی اکسیدانی است و به همین علت در نمک های جوشان و رزین ها آلیدی مورد استفاده است.

این ماده در فرمولاسیون محصولات آرایشی و بهداشتی نیز مورد استفاده قرار میگرد به عنوان مثال در شوینده های سر برای تنظیم اسیدیته یون های فلزی در سیستم آنتی اکسیدانی مورد استفاده قرار میگرد.در شامپو های ضد شوره به میزان 0.25 تا 1.86 درصدبرای تنظیم PHو شفافیت و درخشندگی مورد استفاده قرار میگرد.

در کمک به بیمارانی که دچار خونریزی شدید هستند از این نمک های ماده مانند تری سدیم سیترات برای انعقاد خون از طریق تشکیل کمپلکس یون کلسیم بهره وری میشود.

نکات ایمنی استفاده از سیتریک اسید

سازمان غذا و داروی ایالات متحده( FDA) اظهار می‌کند که اسیدسیتریک به طور کلی به عنوان یک ماده افزودنی مستقیم مواد غذایی ایمن (GRAS) شناخته می شود.

از سال ۱۹۱۹ حدود ۹۹ درصد از تولید اسید سیتریک تولید شده در جهان از قارچAspergillus nigger تولید شده است که بیشتر به عنوان قالب سیاه شناخته می شود. غالب سیاه به طور موثر قندها را به اسید سیتریک تبدیل می کند و همچنین تخمیر آن توسطFDA تحت قانون فدرال مواد غذایی دارویی و آرایشی بهداشتی کاملاً ایمن شناخته می‌شود.

از آنجا که مقادیر زیاد اسید سیتریک ممکن است باعث شود مینای دندان بیش از حد حل شود آکادمی دندانپزشکی بومی اظهار می‌کند که غذاهای حاوی اسید سیتریک باید با اعتدال مصرف شود و توصیه می کند که دهان را بعد از خوردن یا نوشیدن مواد غذایی و نوشیدنی هایی که حاوی اسید سیتریک هستند شستشو دهید. گزینه دیگر استفاده از نی در هنگام نوشیدن نوشیدنی های حاوی اسید سیتریک است. نوشیدن آب و همچنین خوردن غذاهای اسیدی کمتری مانند آجیل موز و پنیر در هنگام مصرف غذاهایی که حاوی اسید سیتریک هستند نیز می تواند مفید باشد.

خطرات اسید‌سیتریک در تماس باچشم

وابسته به غلظت و زمان تماس این ماده با چشم میتواند اثراتی در محدوده ی تحریک چشم تا صدمات جدی در حد نابینایی داشته باشد.در صورت تماس با چشم به سرعت 20 الی 30 دقیقه چشم را با آب ولرم یا آبنمک شست و شو دهید و درصورت نیاز حتما به پزشک مراجعه کنید.

تاثیرات اسید سیتریک بر پوست

گرد و غبار این ماده میتواند باعث تحریک پوست شود که وابسته به زمانی که در تماس با این ماده باشید میزان تحریکات میتواند از حد متوسط تا حد زیاد رخ دهد.و همچنان توصیه میشود درصورت تماس با پوست، محل تحریک شده را به مدت 20 الی 30 دقیقه با آب ولرم شست و شو دهید.

تاثیر اسید سیتریک بر  دستگاه گوارشی

همانطور که در بخش کاربرد های این ماده و منابع طبیعی آن نیز گفته شد؛ اسید سیتریک به میزان کم در مواد غذایی یافت میشود و مصرف بیش از حد آن میتواند باعث دل درد و استفراغ شده که در صورت بروز این حالت توصیه میشود فرد را وادار به استفراغ نکنید وبه میزان 240 تا 300 میلی لیتر آب یا شیر به او بخورانید و سپس به پزشک متخصص مراجعه کنید.

اثرات اسید سیتریک برتنفس

گرد و غبار این ماده میتواند باعث تحریکات گلو و بینی شود و در صورت ادامه دار بودن مشکل تنفسی برای فرد حتی درهوای آزاد باید به پزشک مراجعه کرد.

آیا اسید سیتریک اشتعال زا است؟

قرارگرفتن این ماده در مجاورت حرارت میتواند باعث اشتعال این ماده شده که در اثر سوختن گاز های سمی ومحرکی میتواند آزاد کند و خطر آفرین باشد به همین منظور توصیه میشود در محیط های دور از حرارت نگهداری شود.

شرایط نگهداری اسیدسیتریک

در محل خشک و خنک و دور از نور خورشید و منابع حرارتی باید نگهداری شود.ضایعات این ماده نیز باید در ظروف در بسته نگهداری شده، سوازنده شود و یا دفن بهداشتی شوند.درب ظرف محتوی این ماده باید به خوبی بسته شده و پس از هر استفاده به خوبی درزگیری شود و در نهایت در یک منطقه تفکیک شده و مورد تایید انبار شود.

تماس اسید سیتریک با چشم

تماس این ماده با چشم میتواند باعث سوزش و درد همراه با قرمز شدن چشم باشد که برای پیشگیری بهتر است در حین کار با این ماده از عینک های محافظ استفاده کرد.

آیا اسید سیتیریک منفجره است؟

انتشار ذرات ریز این ماده در هوا میتواند مخلوط قابل انفجاری را به وجود آورد که برای پیشگیری توصیه میشود کار با این ماده در محیط های بسته و با استفاده از تجهیزات برقی ضد انفجار صورت گیرد.

تفاوت اسید سیتریک خشک و آبدار

همانطور که گفته شد در فرایند تولید اسید سیتریک از تبلور آب سرد اسید سیتریک آبدار (مونوهیدرات) و از تبلور آب گرم نوع خشک آن(آنهیدروز-آنهیدرات)حاصل میگردد که نوع آنهیدارت آن بیشتر به عنوان طعم دهنده، بوبر آروماتیکی، روکش براق نگهدارنده ای میوه های سرد خانه ای و… استفاده میشود .از سیتریک اسید آبدار نیز در مایعات و آبمیوه هایی که نیاز به ترش مزگی دارند استفاده میشود.