اسید سیتریک خشک و آبدار (Citric acid)

اسید سیتریک چیست؟

اسید سیتریک یا جوهر لیمو یک اسید آلی می‌باشد که به‌طور طبیعی در مرکبات به ویژه لیمو و لیمو ترش وجود دارد. این ماده اولین بار توسط یک محقق سوئدی در سال 1784 از آب لیمو به‌دست آمد و در حال حاضر یکی از مهمترین کشورهای تولیدکننده آن چین است. اسید سیتریک قادر است در دو فرم تولید شود که فرم کریستال بدون آب (آنهیدروز) از طریق آب گرم و فرم کریستال آبدار آن (مونو هیدرات) از آب سرد تولید می‌شود. اسید سیتریک مزه‌ای ترش دارد و به‎‌دلیل خاصیت اسیدی که دارد از رشد باکتری‌ها جلوگیری می‌کند، به‌همین دلیل در صنایع غذایی از آن به‌عنوان نگهدارنده، تنظیم‌کننده اسیدیته غذا و یک عامل ضد میکروبی استفاده می‌شود. در دو گرید صنعتی و خوراکی وجود دارد و از نظر حجم تولید و کاربرد، یکی از مهمترین ماده‌های‌ زیستی می‌باشد.

با توجه به آمار موجود برای کاربردهای اسید سیتریک در جهان، حدودا 50% از آن به‌عنوان تنظیم کننده اسیدیته در نوشیدنی‌ها، 20% در سایر کاربردهای غذایی، 20% در شوینده‌ها و 10% باقیمانده در زمینه‌های دیگر از جمله صنایع مواد آرایشی، دارویی و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تولید طبیعی سیتریک اسید

اسید سیتریک در انواع میوه‌ها و سبزیجات به‌صورت طبیعی وجود دارد که غلظت نسبتا بالایی از این اسید در مرکبات به‌ویژه لیموها و لیموترش‌ها پیدا می‌شود و این مقدار می‌تواند به اندازه ۸% از وزن خشک شده آن‌ها باشد.

غلظت اسید سیتریک موجود در مرکبات 0.005 مول بر لیتر برای پرتقال‌ها و گریپ فروت‌ها، در حدود 0.3 مول بر لیتر در لیمو‌ها است که این آمار در گونه‌های مختلف و متناسب با شرایطی که میوه در آن رشد می‌کند، متفاوت است.

تولید صنعتی سیتریک اسید

برای تولید اسید سیتریک صنعتی، از روش کشت Aspergillus niger استفاده می‌شود که در این فرآیند برای تولید آن باید از منبع ساکارزی یا گلوکزی استفاده شود. منبع قندی می‌تواند نشاسته ذرت هیدرولیز شده، ملاس و یا دیگر محلول‌های قندی باشد.

با توجه به کاربردهای بسیار زیاد سیتریک اسید میزان تولید آن در سرتاسر جهان در حال افزایش است. طبق آمار، تولید جهانی این ماده در سال ۲۰۱۸ بیش از دو میلیون تن بوده است.

فواید اسید سیتریک

اسید سیتریک به دلیل دارا بودن خواص ضد میکروبی و ضد التهابی، فواید بسیار زیادی برای بدن دارد. این ماده با افزایش میزان جذب مواد مغذی مانند کلسیم، به رشد و سلامت استخوان‌ها کمک می‌کند. خاصیت ضد باکتریایی اسید سیتریک، آن را به‌عنوان یک ضدعفونی‌کننده مؤثر معرفی کرده است.

تفاوت بین اسید سیتریک خشک و آبدار چیست؟

تفاوت بین اسید سیتریک خشک و ‌آبدار صرفا در بی‌آب یا آبدار بودن آن‌ها نیست. دانه‌بندی اسید سیتریک خشک به شکل کریستالی و خشک است، اما اسید سیتریک هیدراته به‌صورت پودر است.

اسید سیتریک مونوهیدرات (اسید سیتریک آبدار) از تبلور آب سرد تشکیل می‌شود و اسید سیتریک هیدرات (اسید سیتریک خشک) از تبلور آب گرم تشکیل شده است.

کاربرد اسید سیتریک خشک بیشتر در تنظیم کردن اسید، طعم‌دهندگی، افزودن عطر مطبوع، نگهدارندگی و درخشش مطلوب می‌باشد، اما از اسید سیتریک آبدار در تولید آبمیوه‌ها یا همه مایعاتی که به طعم ترش نیاز دارند می‎توان استفاده کرد.

به‌طورکلی تفاوت بین اسید سیتریک بی‌آب و آبدار این است که اسید سیتریک بی‌آب فاقد آب تبلور می‌باشد؛ در حالی که اسید سیتریک مونوهیدرات یک مولکول آب در پیوند با یک مولکول اسید سیتریک دارد.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی اسید سیتریک خشک:

فرمول شیمیایی: C6H8O7

شکل ظاهری: دانه‌های کریستالی و خشک / بی‌رنگ و بی‌بو

جرم مولکولی: 192.124 گرم بر مول

چگالی: 1.66 گرم بر سانتیمتر مربع

نقطه ذوب: 156 سانتی‌گراد

نقطه جوش: 310 سانتی‌گراد

مشخصات فیزیکی و شیمیایی اسید سیتریک آبدار:

فرمول مولکولی:  C6H8O7.H2O

شکل ظاهری: پودر سفید / بدون‌بو دارای طعم اسیدی

جرم مولکولی: 210.14 گرم بر مول

چگالی: 1.542 گرم بر سانتیمتر مربع

نقطه ذوب: 135 سانتی‌گراد

نقطه جوش: 310 سانتی‌گراد

کاربرد اسید سیتریک خشک و آبدار

• صنایع غذایی به‌عنوان طعم‌دهنده و نگهدارنده
• صنایع کشاورزی
• تولید صابون‌ها و شوینده‌های لباسشویی
• به‌عنوان پاک‌کننده و خوشبو کننده
• افزایش اسیدیته
• عامل امولسیون کننده در بستنی
• جلوگیری از کریستاله شدن ساکارز
• تصفیه آب سخت
• تهیه بافر سیترات برای بازیابی آنتی‌ژن نمونه‌های بافتی
• تنظیم‌کننده PH و به‌عنوان عامل جداسازی برای حذف فلزات کمیاب
• کمک به تثبیت و حفظ مواد فعال در داروها

کاربرد اسید سیتریک در صنعت کشاورزی

کشاورزان از این ماده برای تنظیم‌کننده اسیدیته خاک استفاده می‌کنند. در زمین‌هایی که خاک آن خاصیت قلیایی دارد و یا برای کشت یک محصول خاص، خاک باید اسیدی باشد، از ترکیباتی مانند اسید سیتریک برای تنظیم نمودن PH زمین کشت ‌شده استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که در صورت استفاده نادرست می‌تواند به گیاه آسیب بزند، پس قبل از استفاده از این روش حتما باید با متخصص مشورت نمود.

استفاده از اسید سیتریک می تواند عملکرد گیاهان را برای حذف ترکیبات فلزات سنگین بهبود بخشد. علاوه بر این، استفاده از آن به عنوان یک عامل می‌تواند رشد گیاهان را افزایش دهد زیرا ترکیبات فلزات سنگینی که می‌توانند در رشد گیاهان اختلال ایجاد کنند، حذف می‌شوند.

کاربرد اسید سیتریک در صنایع غذایی

اسید سیتریک یکی از رایج‌ترین افزودنی‌های غذایی در جهان است که برای تقویت اسیدیته، افزایش طعم و حفظ مواد تشکیل دهنده استفاده می‌شود. این ماده به‌عنوان یک اسیدکننده و طعم دهنده در تولید نوشابه‌ها، آبمیوه‌ها، نوشیدنی‌های پودری، آب نبات‌ها، کلوچه و بیسکویت، غذاهای منجمد و برخی از محصولات لبنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسید سیتریک به‌عنوان نگهدارنده در مواد غذایی

اسید سیتریک با کاهش PH در مواد غذایی، از رشد باکتری‌هایی که برای زنده ماندن به PH پایدار نیاز دارند، جلوگیری می‌کند، در نتیجه باعث افزایش عمر مفید غذاهای فرآوری شده می‌گردد. از این ماده به‌عنوان نگهدارنده در تولید انواع سوسیس و کالباس، محصولات گوشتی، مرباها و ژله‌ها، کمپوت‌ها و غذاهای کنسروی استفاده می‌گردد. از اسید سیتریک گاهی اوقات برای محافظت در برابر بوتولیسم، (یک بیماری نادر اما جدی ناشی از باکتری کلستریدیوم بوتولینوم تولید کننده سم) به میوه‌ها و سبزیجات کنسرو شده اضافه می‌شود. این ماده خاصیت آنتی میکروبی و آنتی اکسیدانی دارد، به همین دلیل از آن به‌عنوان نگهدارنده در مواد غذایی استفاده می‌شود.

کاربرد اسید سیتریک در تولید پنیر:  در صنعت پنیر سازی از اسیدسیتریک به‌ ویژه در تولید پنیر موزارلا به‌عنوان کاتالیست جهت تخمیر سریع شیر استفاده می‌شود، که این امر باعث می‌گردد در مدت زمان کمتر، پنیر بیشتری را تولید کرد.

کاربرد اسید سیتریک در نوشیدنی‌های گازدار: زمانی‌که اسید سیتریک با سدیم بی‌کربنات مخلوط شود، مایع گازدار تولید می‌شود و در واقع تقریباً ۵۰٪ تولیدات اسید سیتریک در این نوع نوشیدنی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسید سیتریک در صنعت

در صنعت از اسید سیتریک برای حل مشکل زنگ‌زدگی فولاد استفاده می‌شود. این اسید قادر است جایگزین مناسبی برای اسید نیتریک در انفعالات فولاد ضد زنگ باشد. این ماده برای از بین بردن و جلوگیری از تجمع رسوب آهک در دیگ‌های بخار استفاده می‌شود.

کاربرد اسید سیتریک در تصفیه آب: در تصفیه آب برای بهبود اثر صابون‌ها و شوینده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسید سیتریک در شوینده‌ها و تمیزکننده‌ها

اسید سیتریک در ساختار مواد شوینده خاصیت پاک‌کنندگی دارد و استفاده از آن برای رسوب زدایی سبک، حذف لکه‌های آب سخت، رسوبات معدنی و… بسیار موثر و مناسب است. این ماده به دلیل توانایی تشکیل کیلیت با فلزات در ترکیب شوینده‌ها به‌کار می‌رود، همچنین به‌دلیل خاصیت بافری برای کنترل PH در مواد تمیزکننده خانگی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسید سیتریک به‌عنوان امولسیفایر

اسید سیتریک در برخی مواد غذایی، مشابه امولسیفایر عمل می‌کند؛ زیرا وجود آن در تولید مواد غذایی باعث جلوگیری از جداشدن چربی‌ها می‌گردد.

کاربرد اسید سیتریک در مکمل‌های غذایی و داروها

اسید سیتریک یک ماده اصلی صنعتی در داروها و مکمل‌های غذایی است. از این ماده در تولید مکمل‌های غذایی برای تسریع جذب استفاده می‌کنند. مکمل‌های معدنی مانند منیزیم و کلسیم نیز ممکن است حاوی اسید سیتریک (به شکل سیترات) برای افزایش جذب باشند. برخی از مواد مانند ویتامین‌ها برای جذب شدن به محیط اسیدی نیاز دارند که وجود اسید سیتریک این نیاز را برای آن‌ها برطرف می‌کند. از اسید سیتریک و نمک‌های آن 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 حادثه‌ای دچار خون ریزی شدید هستند، استفاده می‌شود.

در تهیه انواع داروها به‌‌عنوان ضد التهاب و یا طعم دهنده به انواع قرص‌ها و جوشان‌ها از اسید سیتریک استفاده می‌شود، همچنین برای کمک به تثبیت و حفظ مواد فعال در آن‌ها اضافه می‌شود و برای تقویت یا پوشاندن طعم داروهای جویدنی و مبتنی بر شربت نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد اسید سیتریک در محصولات آرایشی و بهداشتی

از اسید سیتریک در تولید محصولات آرایشی و بهداشتی به منظور حفظ شادابی پوست استفاده می‌شود، همچنین به‌عنوان تنظیم کننده اسیدیته در کرم‌ها و ژل‌ها استفاده می‌شود.

ملاحظات و خطرات اسید سیتریک

هنگام استفاده از اسید سیتریک، حتما به موارد زیر توجه کنید:

خطرات اسید ‌سیتریک در تماس با چشم

وابسته به غلظت و زمان تماس، اسید سیتریک خوراکی با چشم می‌تواند اثراتی در محدوده 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 آب نمک شست‌وشو دهید و درصورت نیاز حتما به پزشک مراجعه کنید.

خطرات اسید سیتریک بر پوست

گرد و غبار اسید سیتریک در محوطه آزمایشگاهی می‌تواند باعث تحریک پوست شود و توصیه می‌شود درصورت تماس با پوست، محل تحریک شده را به مدت 20 الی 30 دقیقه با آب ولرم شست‌وشو دهید.

تاثیر اسید سیتریک خوراکی بر دستگاه گوارشی

با توجه به این‌که اسید سیتریک به میزان کم در مواد غذایی یافت می‌شود، 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 و به میزان 240 تا 300 میلی لیتر آب یا شیر به او بخورانید و سپس به پزشک متخصص مراجعه کنید.

خطرات اسید سیتریک بر تنفس

گرد و غبار خرید اسید سیتریک خوراکی می‌تواند باعث تحریکات گلو و بینی شود و در صورت ادامه‌دار بودن مشکل تنفسی برای فرد حتی در هوای آزاد باید به پزشک مراجعه کرد.

آیا اسید سیتریک اشتعال زا است؟

قرارگرفتن اسید سیتریک خوراکی در مجاورت حرارت می‌تواند باعث اشتعال آن شده و در اثر سوختن می‌تواند گازهای سمی و محرکی آزاد کند و خطر آفرین باشد، به همین منظور توصیه می‌گردد در محیط‌های دور از حرارت، نگهداری شود.

شرایط نگهداری اسید سیتریک

• در محل خشک و خنک و دور از نور خورشید و منابع حرارتی نگهداری شود.
• ضایعات اسید سیتریک خوراکی که در ظروف دربسته نگهداری شده، سوازنده و یا دفن بهداشتی شوند.
• درب ظرف محتوی اسید سیتریک مایع، 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.