اسید سیتریک

اسید سیتریک یا جوهر لیمو

یکی از اسیدهای آلی است که هم در لیموترش و هم پرتقال وجود دارد. فرمول شیمیایی آن C₆H₈O₇ می‌باشد؛ و نام آیوپاک آن ‎2-Hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid است. کشف این اسید به جابر بن حیان نسبت داده می‌شود.

سالانه بیش از دو میلیون تن اسید سیتریک در جهان تولید می‌شود. از این ماده به‌طور گسترده‌ای به عنوان ترش کننده، طعم دهنده یا یک عامل کی‌لاته کننده استفاده می‌شود.

اسید سیتریک یک هیدروکسی اسید است. هیدروکسی اسیدها گروهی از اسیدهای کربوکسیلیک هستند که یک گروه عاملی هیدروکسیل به آن‌ها افزوده شده‌است.

ویژگی‌های شیمیایی اسید سیتریک :

این ماده می‌تواند در یک فرم بدون آب یا به عنوان یک مونوهیدرات وجود داشته باشد.

شکل بی آب کریستال از آب گرم به دست می‌آید، در حالی که مونوهیدرات زمانی ایجاد می‌شود که اسید سیتریک از آب سرد کریستال شود.

مونوهیدرات می‌تواند در حدود ۷۸ درجه سانتی گراد به شکل بی آب تبدیل شود. اسید سیتریک در اتانول مطلق (بدون آب) (۷۶ قسمت اسید سیتریک در هر ۱۰۰ قسمت اتانول) در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد حل می‌شود. با تخریب کربن دی اکسید در بالای ۱۷۵ درجه سانتیگراد تجزیه می‌شود. از سوی دیگر، pH محلول ۱ میلی‌متری این ماده حدود ۳٫۲ است. pH آب میوه‌های مرکباتی مانند پرتقال و لیمو بستگی به غلظت اسید سیتریک دارد، به طوری که برای غلظت اسیدی بالاتر بیشتر می‌شود و برعکس.

نمک این ماده را می‌توان با تنظیم دقیق pH قبل از کریستالیزاسیون ترکیب آماده کرد. به عنوان مثال، سدیم سیترات را ببینید:

یون سیترات با کمپلکس‌های فلزی تشکیل می‌شود. ثابت‌های پایدار برای تشکیل این مجتمع‌ها به دلیل اثرکلات بسیار زیاد است. در نتیجه، حتی با کاتدی فلز قلیایی تشکیل می‌دهد. با این حال، هنگامی که یک مجموعه کلات با تمام سه گروه کربوکسیلات تشکیل می‌شود، حلقه‌های کلات دارای ۷ و ۸ عضو هستند که عموماً از نظر ترمودینامیکی پایدارتر از حلقه‌های کوچکتر کلات است. اسید سیتریک را می‌توان در یک یا چند گروه کارکردی اسید کربوکسیلیک بر روی مولکول (با استفاده از انواع مختلف الکل‌ها) استرید کرد تا هر یک از انواع استرهای mono, di, tri و mixed را تشکیل دهند.

کاربرد اسید سیتریک در صنایع غذایی :

نحوه استفاده از اسید سیتریک به عنوان نگهدارنده

• برای تازه نگهداشتن محصولات کنسروی، به ازای هر لیتر آب یک قاشق غذاخوری جوهر لیمو اضافه نمایید.
• برای گوشت به ازای هر 50 کیلو از 50 گرم اسید سیتریک باید استفاده نمود.
• محصولات مراقبت پوست: برای استفاده از اسید سیتریک به عنوان نگهارنده در محصولات مراقبت از پوست باید از فرمولاسیون زیر استفاده نمود: ابتدا 2 لیوان آب مقطر را جوشانده و سپس 0.05% تا 0.1% اسید را به آب جوشیده اضافه نمایید. محلول را هم بزنید تا اسید به خوبی در آب حل شود و سپس آن را رها نمایید تا خنک شود. پس از آنکه کامل خنک شد می توان به محصولات مراقبت پوست اضافه نمود.

استفاده در نگهدارنده ها از آنجا که جوهر لیمو یکی از اسیدهای خوراکی قوی است، غالب استفاده از آن به عنوان طعم دهنده و نگهدارنده مواد غذایی و نوشیدنی ها، به ویژه نوشابه و آب نبات است. نمک های سیترات فلزات مختلف برای رساندن مواد معدنی به شکل بیولوژیکی موجود در بسیاری از مکمل های غذایی استفاده می شوند. در هر صد گرم از این اسید 247 کیلوکالری انرژی وجود دارد. این ماده را به عنوان امولسیون کننده به بستنی اضافه می کنند.

بسیاری از میوه های بریده شده مانند سیب و یا آووکادو، هنگامی که مدتی در معرض هوا قرار می گیرند اکسید شده و به رنگ قهوه ای در می آیند. برای جلوگیری از اکسید شدن میوه ها (مانند سیب و آووکادو) آن را در مخلوطی از آب و سیتریک اسید غوطه ور می کنند.

برخی اوقات این اسید به عنوان یک مکمل غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از مواد مانند ویتامین ها برای جذب شدن به محیط اسیدی نیاز دارند، از این رو اسید مذکور می تواند بسیار مفید واقع شود.

از دیگر مزیت های آن را می توان امکان تولید به شکل پودری دانست که این موضوع سبب سهولت استفاده در غذاهای خشک می گردد citric acid هم چنین برای ایجاد یک محیط اسیدی و تسهیل در فرایند تولید پنیر استفاده می کنند.

تولیدات پنیر در صنعت پنیر سازی از اسیدسیتریک استفاده می‌شود، به‌ویژه در پنیر موزارلا اسید سیتریک بعنوان کاتالیست جهت تخمیر سریع شیر استفاده می‌شود. تخمیر سریع به این منظور است که در مقادیر زیاد می‌توان پنیر بیشتری را در مدت کمتری تولید کرد.

طرز تهیه : نصف قاشق غذاخوری جوهر لیمو که در دو قاشق غذاخوری آب حل شده باشد می تواند جایگزین آب لیمو و یا لیمو در تهیه پنیرهایی مانند ریکوتا شود. سیتریک اسید در pH پایداری بیشتری از آبلیمو دارد، از این رو استفاده از این ماده می تواند تعادلی مناسب در اسیدیته بدون اضافه کردن مزه لیمو و سرکه (اسید استیک) را ایجاد نماید. علاوه بر این برخی از آشپزها ترجیح می دهند برای ترش مزه کردن غذاهایشان از جوهر لیمو استفاده نمایند زیرا می توان پودر را به صورت مستقیم به غذا افزود و آبی به غذا افزوده نمی شود

افزایش عمرمفید باکتری برای زنده ماندن به (pH) پایدار نیاز دارد. اسید سیتریک با کاهش PH محیط از رشد باکتری جلوگیری می‌کند در نتیجه باعث افزایش عمر مفید غذاهای فراوری شده به‌طور چشمگیری می‌شود. به‌عنوان مثال مرباها و ژله‌ها، غذاهای کنسروی، محصولات گوشتی و دیگر غذاها.

طعم اسید سیتریک علاوه بر افزایش ماندگاری نوشیدنی‌های گازدار و آبمیوه‌ها، طعم ترش خوشایندی را نیز به آن‌ها می‌دهد.

امولسیفایر اسید سیتریک مثل امولسیفایر چربی گیاهی عمل می‌کند. چون چربی‌ها لخته نمی‌شوند، این امر باعث می‌شود که بستنی و لیموناد بافت و طعم همگن و مطلوبی داشته باشند.

نوشیدنی‌های گازدار زمانی‌که اسید سیتریک با سدیم بی‌کربنات مخلوط شود، گازدار می‌شود. در واقع تقریباً ۵۰٪ تولیدات اسید سیتریک در این نوع نوشیدنی‌ها استفاده می‌شود. مثل نوشیدنی‌های گازدار و پودری و قرص‌های برطرف کننده اسید معده.

اسید سیتریک در نوشابه اسید سیتریک نقش بزرگی در افزایش طعم، به ویژه در صنعت تولید نوشابه و سایر نوشیدنی ها، ایفا می کند. این اسید با ایجاد طعمی ترش شیرینی بسیاری از نوشیدنی ها را خنثی می کند و عمی دلپذیر به آنها می دهد.

میانگین میزان استفاده از اسید سیتریک در نوشیدنی ها طبق گزارش سازمان غذا و دارو به صورت زیر می باشد.

نوشیدنی‌های انرژی‌زا  06/0 ± 3/7 گرم در لیتر

آبمیوه ها 04/0 ± 79/2 گرم در لیتر

نوشابه‌ها 0.04±1.76 گرم در لیتر

آب جو چون اسیدسیتریک یک اسید ضعیف است گاهی اوقات برای ایجاد یک محیط اسیدی در تولیدات آبجو استفاده می‌شود.

تسریع جذب بسیاری از ویتامین‌ها و مواد معدنی رایج در یک محیط اسیدی بهتر کار می‌کنند. اسید سیتریک در مکمل‌های غذایی برای تسریع جذب استفاده می‌کنند. همچنین بدون اسید سیتریک، قرص ویتامین C کاملاً تلخ است.

کاربرد اسید سیتریک در کشاورزی :

این اسید را کشاورزان برای تنظیم نمودن اسیدیته خاک به کار می برند. در مناطقی که خاک قلیایی است و یا برای کشت یک محصول خاص خاک باید اسیدی باشد، می توان از ترکیباتی مانند اسید سیتریک برای تنظیم نمودن Ph محیط کشت استفاده کرد. البته در صورت استفاده نادرست می تواند به گیاه آسیب بزند و حتما قبل از استفاده باید با یک متخصص مشاوره نمود.

طرز تهیه اسید سیتریک:

با وجود آن که می توان این محصول را در گرید خوراکی در غلظت های بالا در بسیاری از مرکبات یافت, اما استحصال آن در مقیاس تجاری و صنعتی به صرفه نیست. به علاوه در حال حاضر حجم تقاضایی که برای این ماده وجود دارد، بسیار دور از میزانی است که می توان از مرکبات بدست آورد. توانایی تولید محصول فوق از تخمیر گیاهان به عنوان یک محصول جانبی این متابولیسم برای اولین بار در سال 1917 توسط یک شیمی دان آمریکایی به نام James Currie کشف شد.

روش رایج تولید این محصول، کشت دادن کپکی با نام «اسپرژیل» روی شکر است. فرآیند جداسازی و ته نشینی سبب می شود کلسیم سیترات به دست آید. مطابق واکنش زیر، از واکنش کلسیم سیترات با آب، اسید سیتریک به همراه کلسیم هیدروکسید تولید می شود.     Ca3(C6H5O7)2 + 6H2O ——->3Ca (OH)2 + 2C6H8O7

کاربرد در صنایع آرایشی و دارویی :

سیتریک اسید به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در کرم ها، ژل ها و مایعات استفاده می شود شود تا اثر قلیایی آن به حداقل برسد. محصولی که بیش از حد قلیایی است ممکن است پوست را از لیپیدهای طبیعی ضروری خود محروم کند. اسید سیتریک برای متعادل کردن بسیاری از فرمول های مراقبت از پوست استفاده می شود در عین حال خواص ضد باکتریایی و ضد عفونی کنندگی این ماده آن را به یکی از ترکیبات اساسی و پر طرفدار در محصولات آرایشی، کرم های لایه بردار و محصولات شوینده تبدیل کرده است. همچنین از این ماده معمولاً به عنوان بافر برای افزایش حلالیت هروئین قهوه ای و همینطور به عنوان یکی از مواد موثر در تولید بافت های صورت با خاصیت ضد ویروسی استفاده می شود. از خواص بافر سیترات برای کنترل pH در پاک کننده های خانگی و دارویی استفاده می شود. یکی از کاربرد های موثر این ماده در صنایع دارویی استفاده از آن جهت تثبیت ترکیبات فعال داروها و بهبود طعم است.

خواص اسید سیتریک برای پوست :

اسید سیتریک پوست را لایه برداری می کند، در نتیجه منافذ پوست را باز می کند و سلول های مرده پوست را از سطح پاک می کند. این به نوبه خود باعث رشد پوست جدید می شود که می تواند لکه های پیری، جای جوش و لکه ها را از بین ببرد. همچنین از تجمع سلول‌های مرده که منجر به ایجاد جوش‌های سر سیاه و لکه‌های خشک می‌شود، جلوگیری می‌کند. این یک اسید ملایم است و از این رو، پوست را تحریک نمی کند.

اسید سیتریک بخشی از خانواده گسترده تر آلفا هیدروکسی اسید است و می تواند فواید زیادی برای پوست شما داشته باشد. اسید سیتریک به عنوان یک لایه بردار شیمیایی روی اپیدرم یا بیرونی ترین لایه پوست شما عمل می کند تا سلول های مرده پوست را از بین ببرد، منافذ پوست را مسدود کند و رنگ پوست شما را یکدست کند.

این اسید می توانند در درمان برخی مشکلات پوستی از جمله آکنه، منافذ باز، چین و چروک و از بین بردن لکه های تیره موثر باشد. این ماده در محافظت از سلول های عصبی بسیار خوب عمل می کند.