سیتریک اسید یا همان جوهر لیمو (C6H8O7) با وجود داشتن کربن در ساختار خود یک اسید آلی به شمار میآید که نقش بسیار مهمی در صنعت غذایی دارد. اسید سیتریک یک اسید ضعیف به شمار میآید و عموما در بسیاری از مرکبات پیدا میشود، اگر دندانهای خود را در یک لیمو فرو کرده باشید طعم سیتریک اسید را به طور حقیقی حس کردهاید.
سیتریک اسید چیست؟
در روزگاران گذشته جابرابن حیان مادهای را تحت عنوان سیتریک اسید را کشف کرد. به نظر میرسد سالانه بیش از ۲میلیون تن سیتریک اسید در جهان تولید و استفاده میشود. نیمی از این ماده به عنوان یک افزودنی در جهت تنظیم اسیدیته نوشیدنیها استفاده میشود، ۲۰ درصد به طور مستقیم در صنایع غذایی، ۲۰ درصد در تولید مواد شوینده و باقی آن در صنایع آرایشی بهداشتی دارویی استفاده میشود.
منابع طبیعی سیتریک اسید
به طور طبیعی اسید سیتریک در بسیاری از مواد غذایی وجود دارد اما اگر بخواهیم یک منبع را نام ببریم که درصد بالایی از این اسید را در خود داشته باشد میتوانیم به مرکبات اشاره کنیم. آب لیمو و لیمو ترش اصلیترین منابع طبیعی سیتریک اسید هستند.
- لیمو
- لیموترش سبز
- پرتقالها
- گریپ فروت
- توتها
خواص فیزیکی و شیمیایی سیتریک اسید
| عناوین | مقادیر |
|---|---|
| فرمول مولکولی | C6H8O7 |
| جرم مولی | 192.124 g/mol (anhydrous) |
| شکل ظاهری | crystalline white solid |
| چگالی | 1.665 g/cm3(1.5g/cm3 for monohydrate) |
| دمای ذوب | ۱۵۳ درجه سلسیوس (۳۰۷ درجه فارنهایت؛ ۴۲۶ کلوین) |
| دمای جوش | ۱۷۵ درجه سلسیوس (۳۴۷ درجه فارنهایت؛ ۴۴۸ کلوین) |
| انحلالپذیر در آب | 73 g/100 ml (20 °C) |
| اسیدیته | Kka1 = 3.09 pKa2 = 4.75 pKa3 = 5.41[۱] pKa3 = 6.39[۲] 6.40[۳ |
تولید سیتریک اسید
اگر بخواهیم شرحی متخصر و مفید از تولید اسید سیتریک و تاریخچه آن بیان کنیم باید به سال ۱۸۷۴ یعنی زمانی که کالز شیلز اولین بار توانست سیتریک اسید را از آب لیمو با کریستیلیزاسیون جدا کند. در واقع یکی از روشهای تولید سیتریک اسید استخراج آن از میوهها میباشد.
همچنین در ادامه میتوانید سیر توسعه و گسترش تولید سیتریک اسید را مطالعه کنید.
- 1874: کارلز شیلز اولین دانشمندی بود که اسید سیتریک را از آب لیمو با کریستالیزاسیون جدا کرد.
- 1880: گریموکس و آدامز دو دانشمندی بودند که سنتز اسید سیتریک از گلیسرول را معرفی کردند
- 1893: ومر با مصرف پنی سیلیوم گاوکوم تخمیر را انجام داد، جایی که آنها تجمع اسید سیتریک را به عنوان محصول جانبی اگزالات کلسیم مشاهده کردند.
- 1917: کوری گزارش داد که آسپرژیلوس نایجر می تواند اسید سیتریک را با سرعت بیشتری در محیط مبتنی بر قند تولید کند.
- 1922: میلارد با محدود کردن مواد مغذی موجود در بیوراکتور، تجمع اسید سیتریک را در کشت آسپرژیلوس مشاهده کرد.
- 1965: برای تولید اسید سیتریک از مخمرها همراه با کربوهیدرات ها و آلکان ها به عنوان سوبسترا استفاده شد.
- 1984: ابوالد زید و اشی “تکنیک تخمیر غوطه ور” را برای تولید اسید سیتریک در ایالات متحده معرفی کردند.
روشهای تولید سیتریک اسید
به طور کلی سیتریک اسید با دو روش تولید میشود: (۱)
- تولید به روش بیوشیمایی یا تخمیر
- تولید به روش بیولوژیکی با واکنشهای شیمیایی
گفته میشود مصرف اسید سیتریک در ایران چیزی بالغ بر ۳۰ هزار تن در سال است و ما میدانیم که یکی از بزرگترین شرکتهای تولیدکننده اسید سیتریک با حمایت دولت و جامعه صنعتی ایرانی توانسته به تولید ۴۰ هزار تن اسید در سال برسد که البته مازاد آن نیز به کشورهای دیگر صادر میشود.
1. روش بیوشیمیایی
در این روش اسید سیتریک به عنوان متابولیت اولیه توسط میکروارگانیسمها تولید میشود. میکروارگانیسمها در طول رشد خود در دورهی تروفاز به دلیل چرخه معیوب کربس تولید میشود. در چرخه کربس معیوب، مقدار زیادی قند از طریق مسیر BMP که استیل CoA را تشکیل میدهد، منتقل میشود. استیل CoA با اسید اگزالواستیک متراکم میشود و با فعالیت آنزیم سیترات سنتتاز “اسید سیتریک” تولید میکند.
بنابراین، در تولید اسید سیتریک، آنزیمهای چرخه کرب باید مانند آنزیم آکونیتاز/ایسوسیترات دهیدروژناز غیرفعال شوند چرا که باعث تجزیه بیشتر اسید سیتریک میشوند.
2. روش شیمیایی
در این روش با استافده از میکروارگانیسمها اقدام به تخمیر سیتریک اسید میکنیم که خود دارای چندین روش متفاوت است. به طور مثال در فرایند کوجی که به آن تخمیر حالت جامد نیز میگویند مربوط به استفاده از پسماندهای کشت و صنعت برای تولید اسید سیتریک است که اولین بار در ژاپن معرفی شد. در فرآیند کوجی معمولا از مواد اولیه مانند تفاله سیب، نیشکر، ملاس چغندر و غیره استفاده می شود.
pH و رطوبت ماده خام به ترتیب 4-5 و 70 درصد تنظیم میشود. سپس مواد خام را در دمای 30-60 درجه سانتیگراد خنک کنید. پس از آن، A. niger را تلقیح کنید. پس از تلقیح، محیط را به سینی های بزرگ به عمق 3-5 سانتی متر منتقل کرده و در دمای 30-25 درجه سانتیگراد به مدت 7-3 روز انکوبه میکنند.
قیمت سیتریک اسید
اگر سری به بازار مواد شیمیایی بزنید و تصمیم به خرید سیتریک اسید داشته باشید با قیمتهای متفاوتی روبرو خواهید داشت که هر کدام مربوط به نوعی از سیتریک اسید است. اگر بخواهید سیتریک اسید فوق خالص مرک را داشته باشید و استفاده کنید باید به ازای هر کیلوگرم ۱ میلیون و ۴۰۰ هزار تومان بپردازید.
اگر میخواهید سیتریک اسید صنعتی را در بستهبندی ۲۵ کیلویی بخرید باید حدود قیمت ۲میلیون و ۵۰۰ هزار تومان تا ۳ میلیون تومانی را بپردازید و اگر بخواهید همین نوع از اسید سیتریک را در بستهبندی یک کیلوگرمی بخرید باید حدود ۲۵۰ هزار تومان بپردازید.
کاربردهای اسید سیتریک
همانطور که پیشتر نیز توضیح دادیم اسید سیتریک نقش بسیار در صنایع غذایی دارد و عمده استفاده از این ماده مربوط به صنایع غذایی میباشد. اما این تمام ماجرا نیست. از سیتریک اسید میتوان در صنایعی همچون بهداشت و درمان، مکملها، محصولات مراقبت شخصی، پاک کنندههای خانگی، ضدعفونی کنندهها و پاک کنندههای محیطی استفاده نمود.
۱. صنایع غذایی
اسید سیتریک عموما به مواد غذایی و نوشیدنیهای بستهبندی شده اضافه میشود، چرا که این اسید به تازه نگهداشتن و حفظ کیفیت ماده غذایی در طول مدت نگهداری کمک میکند. احتمالا به لیست محتویات یک ماده غذایی نگاه کردهاید و شاید استفاده از اسید سیتریک در آن بودهاید، در واقع یکی از محتویات اصلی مواد غذایی همین سیتریک اسید است.
اسید سیتربک به غلیظ شدن برخی از مواد غذایی کمک میکند و گاهی به برخی از غذاها کمی طعم ترش اضافه میکند. این اسید حتی میتواند مانع از قهوهای شدن برخی مواد مانند سیبهای تازه برش خورده کمک کند.
۲. الکلها
اسید سیتریک می تواند اسید موجود در غذا یا نوشیدنی را متعادل کند. این مورد در واقع به حفظ اسیدیته نوشیدنیهایی مانند ماء الشعیر یا نوشابه کمک میکند.
۳. بهداشت و درمان
برخی از کرم ها حاوی اسید سیتریک هستند که در رفع عفونتهای پوستی موثر هستند. سایر داروهای اسید سیتریک که از طریق دهان مصرف میکنید می توانند میزان اسید را در ادرار کاهش دهند. این میتواند به جلوگیری از سنگ کلیه کمک کند. همچنین ممکن است اسید سیتریک را برای اسیدوز متابولیک (تجمع اسید در داخل بدن) مصرف کنید.
۴. مکملها
برخی از افراد از داروها و مکملهایی همچون کلسیم سیترات به منظور جلوگیری از عارضههایی همچون سنگ کلیه استفاده میکنند.
۵. محصولات مراقبت شخصی
اگر سیتریک اسید را با سایر مواد ترکیب کنیم میتوانیم ترکیبی به نام “آلفا هیدروکسی اسید” به دست آوریم که به صاف شدن پوست کمک میکند. همچنین در برخی از لوازم آرایشی و بهداشتی – مانند رژ لب، اسپری مو و دئودورانتها برای کمک به ماندگاری بیشتر آنها استفاده میشود.
ارسال رایگان به سراسر کشور
مشاوره گیاه پزشکی رایگان
پرداخت اقساطی بدون اعمال بهره
۶. پاککنندههای خانگی
از آنجایی که اسید سیتریک می تواند تجمع آب سخت را از بین ببرد، اغلب آن را در مواد شوینده ماشین ظرفشویی خواهید دید. سایر پاک کنندههای خانگی نیز از آن به عنوان یک ماده تشکیل دهنده استفاده می کنند زیرا می تواند به از بین بردن لکه ها و بوها موثر هستند.
۷. ضدعفونی کنندهها
اسید سیتریک میتواند برخی از باکتریها و ویروسها را ازبین ببرد و به همین دلیل نیز از آن در محصولات ضدعفونیکننده و محصولاتی همچون اسپریهای حشرات و اسپریهای فانگی ساید و یا ضد جلبک استفاده میشود.
۸. پاککنندههای محیطی
اسید سیتریک می تواند با خیال راحت سموم را از خاک آلوده حذف کند و حتی زباله های هسته ای را پاکسازی کند.