اسید سیتریک – Citric acid

اسید سیتریک چیست و چه کاربردی دارد

اسید سیتریک (Citric Acid) یک اسید آلی ضعیف است که به طور طبیعی در مرکبات، به ویژه لیمو و پرتقال، یافت می شود. این ماده به دلیل خاصیت اسیدی و طعم ترش خود، در انواع صنایع کاربرد دارد. این اسید در دو نوع موجود است. اسید سیتریک خشک و اسید سیتریک آبدار. نام دیگر اسید سیتریک جوهر لیمو است. در اینجا برخی از ویژگی های آن آورده شده است:

فرمول شیمیایی: C₆H₈O₇
ظاهر: کریستال های بی رنگ یا پودر سفید
طعم: ترش
حلالیت: به راحتی در آب حل می شود
نقطه ذوب: حدود ۱۵۳ درجه سانتی گراد

اسید سیتریک چیست

اسید سیتریک Citric acid از اوایل دهه 1900 از آبلیمو تولید می شد. محققان دریافتند که می توان آن را از کپک سیاه، Aspergillus niger نیز تهیه کرد. این ترکیب هنگام تغذیه با شکر، اسید سیتریک ایجاد می کند. اسید سیتریک خشک و اسید سیتریک آبدار با توجه به خاصیت نگهدارنگی این اسید، بیش تر به عنوان نگهدارنده در صنایع غذایی به کار می رود. زیرا جوهر لیمو ph اسیدی دارد.

به دلیل خاصیت اسیدی و ترش مزه بودن، غالباً در نوشابه ها و آب نبات ها استفاده می شود. همچنین برای تثبیت یا حفظ داروها و به عنوان ضد عفونی کننده در برابر ویروس ها و باکتری ها استفاده می شود.

با بالابردن اسیدیته محصولات غذایی مانع از فعالیت باکتری هایی می شود. باعث خرابی آن ها می شوند. به همین دلیل می توان اسید سیتریک را به عنوان نگهدارنده به بسیاری از ترکیبات مانند انواع مربا، ژله، آب نبات، غذاهای کنسرو و حتی محصولات گوشتی اضافه کرد.

انواع اسید سیتریک

اسید سیتریک عمدتاً به سه شکل مختلف تولید و عرضه می شود، که هر کدام کاربردها و خصوصیات خاص خود را دارند:

اسید سیتریک آبدار (Citric Acid Monohydrate):

فرمول شیمیایی: C₆H₸O₇·H₂O
ظاهر: کریستال های بی رنگ یا پودر سفید
ویژگی ها: این نوع اسید سیتریک حاوی یک مولکول آب برای هر مولکول اسید سیتریک است، که به آن کریستال های آبدار می گویند. این فرم بیشتر در صنایع غذایی استفاده می شود زیرا حلالیت بهتری در آب دارد و طعم ترش آن به خوبی در محصولات غذایی پخش می شود.

کاربردها: نوشیدنی ها، غذاهای فرآوری شده، مکمل های غذایی.

اسید سیتریک بی آب یا خشک (Anhydrous Citric Acid):

فرمول شیمیایی: C₆H₈O₇
ظاهر: پودر بلورین سفید
ویژگی ها: اسید سیتریک خشک یا بی آب، به عنوان نامش نشان می دهد، فاقد مولکول های آب است. این نوع اسید سیتریک اسیدی تر است و در کاربردهایی که نیاز به اسیدیته بالاتر دارند مفید است. همچنین، به دلیل نداشتن آب، حمل و نقل و ذخیره سازی آن راحت تر است.
کاربردها: صنایع دارویی، تولید مواد شوینده، تمیزکننده ها، و در مواردی که اسیدیته بالاتر نیاز است.

اسید سیتریک سه آبه (Citric Acid Trihydrate):

این فرم کمتر شایع است و بیشتر در محیط های آزمایشگاهی یا در برخی کاربردهای صنعتی ویژه استفاده می شود. به ندرت در تولیدات صنعتی مواد غذایی یا دارویی به کار می رود.
فرمول شیمیایی: C₆H₈O₇·3H₂O

هر کدام از این اشکال اسید سیتریک می تواند بسته به نیازهای خاص صنعت، محصول نهایی و یا فرآیند تولید انتخاب شوند. استفاده از اسید سیتریک آبدار در محصولات غذایی بیشتر به دلیل طعم و حلالیت بهتر آن است، در حالی که اسید سیتریک بی آب در کاربردهایی که کاهش رطوبت مهم است، ارجحیت دارد.

فواید اسید سیتریک

اسید سیتریک به دلیل خواص اسیدی، طعم دهندگی و قابلیت حلالیت بالا در آب، در طیف گسترده ای از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا برخی از کاربردهای مهم اسید سیتریک آورده شده است:

صنایع غذایی:
تنظیم pH: برای تنظیم اسیدیته مواد غذایی و نوشیدنی ها تا طعم و بافت مطلوبی ایجاد شود.
نگهدارنده: جلوگیری از رشد باکتری ها، قارچ ها، و مخمرها در محصولات غذایی.
طعم دهنده: بهبود و تشدید طعم های ترش در نوشیدنی ها، دسرها، شیرینی ها، و محصولات لبنی.
آنتی اکسیدان: کمک به حفظ رنگ و طعم محصولات غذایی با جلوگیری از اکسید شدن.

صنایع دارویی:
تنظیم pH داروها: برای تنظیم اسیدیته داروها و مکمل های غذایی.
پایدار کننده: افزایش پایداری محصولات دارویی.
تسهیل جذب: در برخی موارد برای بهبود جذب داروها توسط بدن استفاده می شود.

شوینده ها و تمیزکننده ها:
تمیزکننده طبیعی: برای از بین بردن رسوبات آهکی، زنگ زدگی، و لکه های سخت بر روی سطوح مختلف.
در محصولات مراقبت شخصی: مانند شامپوها و لوسیون ها برای تنظیم pH و به عنوان یک ماده کمکی.

صنایع نوشیدنی:
طعم دهنده و تنظیم کننده: در نوشیدنی های گازدار و غیر گازدار، آبمیوه ها، و کنسانتره ها برای ایجاد طعم ترش و تنظیم اسیدیته.

کشاورزی:
تنظیم pH خاک: در برخی از محصولات کود برای تنظیم اسیدیته خاک و بهبود جذب مواد مغذی توسط گیاهان.

سایر کاربردها:
تولید پلاستیک های زیستی: به عنوان یک ماده اولیه در تولید پلاستیک های قابل تجزیه.
صنایع فلزی: در فرآیندهای تمیزکاری و آماده سازی سطوح فلزی برای جلوگیری از زنگ زدگی و رسوب زدایی.
تولید مواد شیمیایی: به عنوان یک عامل تنظیم کننده در فرآیندهای شیمیایی.

اسید سیتریک به دلیل ایمنی بالا، قابلیت تجزیه پذیری، و خواص چندگانه اش، در صنایع مختلف به عنوان یک ماده بسیار مفید و پرکاربرد شناخته می شود.

کاربرد اسید سیتریک دارویی

اسید سیتریک در صنایع دارویی به دلیل خواص مختلفی مانند تنظیم pH، پایداری محصولات، و بهبود جذب مواد دارویی، کاربردهای متنوعی دارد. در اینجا برخی از کاربردهای دارویی اسید سیتریک آورده شده است:

تنظیم pH:

داروهای خوراکی و تزریقی: اسید سیتریک برای تنظیم pH فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود تا pH به سطح مناسب برای جذب و اثرگذاری بهتر داروها برسد. این امر به ویژه در داروهایی که باید در یک محیط pH خاص پایدار بمانند، مهم است.
محلول های بافری: به عنوان جزئی از سیستم های بافری برای حفظ pH ثابت در محلول های دارویی که نیاز به اسیدیته کنترل شده دارند.

پایداری و حفظ کیفیت:

پایدار کننده: اسید سیتریک می تواند به پایداری محصولات دارویی کمک کند با جلوگیری از تخریب شیمیایی یا فیزیکی مواد فعال در داروها، به ویژه در محصولات حساس به اکسیداسیون یا تغییرات pH.
جلوگیری از رسوب: در برخی محلول های دارویی، اسید سیتریک برای جلوگیری از تشکیل رسوبات استفاده می شود.

بهبود جذب:

افزایش جذب: در برخی داروها، می تواند به بهبود جذب مواد فعال کمک کند، به ویژه در مواردی که داروها باید در محیط اسیدی معده یا روده جذب شوند.

کاربردهای خاص:

درمان هیپوکلسمی و سنگ کلیه: محلول های حاوی سیترات (نمک اسید سیتریک) مانند سیترات پتاسیم یا سیترات سدیم برای افزایش سطح کلسیم در خون و جلوگیری از تشکیل سنگ های کلیه استفاده می شوند.
مکمل های غذایی: اسید سیتریک در مکمل های غذایی به عنوان یک ماده کمکی برای تنظیم pH یا بهبود طعم و جذب مواد مغذی استفاده می شود.
درمان های سطوح پوست: در برخی محصولات پوستی و داروهای موضعی برای تنظیم pH و بهبود اثربخشی دارو.

اسید سیتریک در داروسازی به دلیل ایمنی بالا، توانایی تنظیم pH بدون ایجاد اثرات نامطلوب در بدن، و سازگاری با بسیاری از مواد، یک ماده کمکی محبوب است. همچنین، توانایی آن در پایدارسازی محصولات دارویی و بهبود جذب داروها باعث شده که در فرمولاسیون های متعددی مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد اسید سیتریک خوراکی

اسید سیتریک به عنوان یک افزودنی غذایی، کاربردهای بسیار متنوعی دارد که به دلیل خواص طعم دهندگی، نگهدارندگی، و تنظیم pH آن است. در اینجا برخی از مهمترین کاربردهای اسید سیتریک در صنایع غذایی و نمونه هایی از محصولات غذایی که معمولاً از آن استفاده می کنند، آورده شده است:

طعم دهنده:

نوشیدنی ها: اسید سیتریک به نوشیدنی های گازدار و غیر گازدار اضافه می شود تا طعم ترش و تازه ای بدهد. نمونه ها شامل آبمیوه ها، نوشابه ها، و نوشیدنی های ورزشی است.
شیرینی جات و دسرها: در آبنبات ها، ژله ها، شربت ها و بستنی ها برای تعادل شیرینی و ایجاد طعم ترش استفاده می شود.
مرباها و ترشی ها: برای افزایش طعم ترش و تازه.

تنظیم pH:

کنسروها و محصولات فرآوری شده: به عنوان یک تنظیم کننده pH برای حفظ اسیدیته مناسب و جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها استفاده می شود. این مورد در کنسروهای گوشت، سبزیجات، و میوه ها بسیار رایج است.
محصولات لبنی: در ماست، پنیر، و سایر فرآورده های لبنی برای کنترل pH و بهبود طعم و بافت.

نگهدارنده:

جلوگیری از فساد: به عنوان یک نگهدارنده طبیعی برای افزایش طول عمر محصولات غذایی با جلوگیری از رشد میکروب ها. این شامل محصولات پخته شده، سالادهای آماده، و محصولات گوشتی نیز می شود.
محافظت در برابر اکسیداسیون: در محصولاتی که حساس به اکسیداسیون هستند، مانند روغن ها و چربی ها، برای حفظ رنگ و طعم.

سایر کاربردها:

بافرها: در برخی محصولات غذایی برای حفظ pH ثابت در طول زمان نگهداری.
محصولات پختنی: در نانوایی و شیرینی پزی برای تنظیم pH خمیر و بهبود عملکرد مخمر.
غذاهای منجمد: برای جلوگیری از تخریب رنگ و طعم در فرآیند انجماد و ذوب.

به دلیل طبیعی بودن، بی خطر بودن برای مصرف انسانی (توسط سازمان غذا و داروی آمریکا به عنوان GRAS شناخته شده است) و توانایی آن در بهبود ویژگی های حسی و ماندگاری محصولات، به طور گسترده ای در صنایع غذایی استفاده می شود.

کاربرد اسید سیتریک در محصولات آرایشی

اسید سیتریک در صنایع آرایشی و بهداشتی به دلیل خواص متنوعی مانند تنظیم pH، خاصیت ضد باکتریایی، و نقش آن در بهبود بافت و طول عمر محصولات، کاربردهای گسترده ای دارد. در اینجا برخی از کاربردهای مهم اسید سیتریک در محصولات آرایشی و بهداشتی آورده شده است:

تنظیم pH:

محصولات مراقبت از پوست: برای تنظیم pH فرمولاسیون های مختلف مانند کرم ها، لوسیون ها، سرم ها، و تونرها استفاده می شود تا pH به سطح مطلوب و سازگار با پوست برسد. این امر به جلوگیری از تحریک پوست و بهبود اثربخشی محصولات کمک می کند.
شامپوها و نرم کننده ها: برای تنظیم pH محصولات مراقبت از مو تا از خشکی و آسیب به مو جلوگیری کند.

خواص ضد میکروبی:

پاک کننده های صورت: به عنوان یک عامل کمکی برای کاهش رشد باکتری ها و قارچ ها در محصولات پاک کننده صورت، به ویژه در محصولاتی که برای پوست های مستعد آکنه فرموله شده اند.

بهبود بافت و طول عمر محصول:

اسکراب ها: به عنوان یک عامل لایه بردار ملایم در اسکراب ها استفاده می شود تا سلول های مرده پوست را بدون تحریک زیاد از بین ببرد.
ماسک های صورت: برای افزایش اثربخشی لایه برداری و تنظیم pH ماسک ها.
نگهدارنده: به دلیل خاصیت ضد میکروبی، می تواند طول عمر محصولات را افزایش دهد و از فساد آنها جلوگیری کند.

سایر کاربردها:

محصولات رنگ مو: برای تنظیم pH و بهبود جذب رنگ توسط مو.
دئودورانت ها و ضد تعریق ها: برای تنظیم pH و بهبود کارایی این محصولات.
محصولات مراقبت از ناخن: در لاک های ناخن و محصولات مراقبت ناخن برای تنظیم pH و بهبود چسبندگی.

اسید سیتریک به دلیل سازگاری با پوست، توانایی تنظیم pH بدون ایجاد تحریک و خواص ضد میکروبی آن، یک ماده محبوب در فرمولاسیون های آرایشی و بهداشتی است. این ماده همچنین به دلیل ایمنی و قابلیت تجزیه پذیری بالا، در صنایع آرایشی به عنوان یک افزودنی طبیعی و دوستدار محیط زیست شناخته می شود.

در فرمولاسیون تولید شامپوهای کرمی مناسب پوست های خشک و حساس از این ماده به همراه موارد ذیل استفاده می شود: سدیم لوریل سولفات. کوکامیدو پروپیل بتائین. گلیسیرین. پی ای جی 150 دی استئارات. کوکامید فتی اسید دی اتانول آمید. پی ای جی 7 گلیسرول کوکوات. پلی کواترنیوم 7. کوکو گلوکوزاید. بیزابولول. ویتامین E. روغن بادام. روغن نارگیل. زینک پی سی ای. ویتامین B5. فنوکسی اتانول. منتول. ادتا و آب دیونیزه.

کاربرد اسید سیتریک صنعتی

اسید سیتریک در صنایع مختلف به دلیل خواص چندگانه اش از جمله خاصیت اسیدی، قابلیت تنظیم pH، فعالیت ضد میکروبی، و پایداری شیمیایی، کاربردهای گسترده ای دارد. در اینجا برخی از کاربردهای صنعتی این ماده آورده شده است:

صنایع شیمیایی و پتروشیمی:
تمیز کردن و زنگ زدایی: برای تمیز کردن سطوح فلزی و از بین بردن زنگ و رسوبات معدنی. به عنوان یک جایگزین زیست سازگار برای اسیدهای قوی تر و خطرناک تر مانند اسید کلریدریک استفاده می شود.

صنایع شوینده و تمیزکننده:
تمیزکننده های خانگی و صنعتی: به عنوان یک اسید ملایم برای از بین بردن رسوبات سخت آب، زنگ زدگی و لکه ها از سطوح مختلف.

صنایع فلزی:
پیش عملیات و تمیزکاری: قبل از آبکاری یا رنگ آمیزی فلزات برای تمیز کردن و آماده سازی سطح.

صنایع پلاستیک و پلیمر:
تولید پلاستیک های زیست تجزیه پذیر: به عنوان یک ماده اولیه در تولید پلیمرهای بیوپلاستیک که به طور طبیعی تجزیه می شوند.

صنایع نساجی:
تنظیم pH و تمیز کردن: در فرآیندهای رنگرزی و تکمیل پارچه برای تنظیم pH و تمیز کردن الیاف.

صنایع کشاورزی:
تنظیم pH خاک: در برخی از کودها برای تنظیم اسیدیته خاک و بهبود جذب مواد مغذی توسط گیاهان.

صنایع معدنی:
تمیز کردن سطوح معدنی: برای از بین بردن رسوبات و آلودگی ها از سطوح سنگی و معدنی.

به دلیل خواص زیست سازگار، غیر سمی بودن، و قابلیت تجزیه پذیری، در بسیاری از صنایع به عنوان یک ماده ایمن و مؤثر برای بهبود فرآیندها و محصولات شناخته می شود. این ماده نه تنها در فرآیندهای تولید، بلکه در کاربردهایی که نیاز به حفظ محیط زیست وجود دارد، به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

طرز تهیه اسید سیتریک

تولید اسید سیتریک عمدتاً از طریق فرآیند تخمیر زیستی انجام می شود. این فرآیند شامل چندین مرحله است که در زیر به طور خلاصه توضیح داده شده است:

1. انتخاب میکروارگانیسم:
معمولاً از قارچ آسپرژیلوس نایجر (Aspergillus niger) برای تولید اسید سیتریک استفاده می شود زیرا این قارچ به طور طبیعی اسید سیتریک تولید می کند. سویه های خاصی از این قارچ برای تولید بهینه انتخاب می شوند.

2. آماده سازی محیط کشت:
مواد اولیه برای تخمیر شامل ملاس (معمولاً از نیشکر یا چغندرقند)، نشاسته هیدرولیز شده، یا سایر منابع کربن مانند محصولات جانبی کشاورزی است. این مواد باید حاوی عناصر غذایی لازم مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم، و مواد معدنی باشند.

3. فرآیند تخمیر:
تلقیح: قارچ های آسپرژیلوس نایجر به محیط کشت اضافه می شوند. این مرحله می تواند در فرمنتورهای بزرگ انجام شود.

کنترل شرایط: شرایط تخمیر باید به دقت کنترل شود:
pH: معمولاً باید بین 3 تا 6 نگه داشته شود.
دما: حدود 25 تا 30 درجه سانتی گراد.
اکسیژن: تامین اکسیژن کافی برای فرآیند هوازی تخمیر.
تنظیم مواد مغذی: اضافه کردن مواد مغذی اضافی در صورت نیاز.

4. بازیابی و تصفیه:
پس از تخمیر، محلول حاوی این ماده باید جدا شود:
فیلتراسیون: برای حذف میکرو ارگانیسم ها و ذرات جامد.
استخراج: معمولاً از روش های شیمیایی مانند استخراج با حلال ها یا استفاده از رزین های تبادل یونی برای جداسازی آن استفاده می شود.
تبلور: آن را از محلول اشباع شده تبلور می دهند تا به شکل کریستال های خالص درآید.
خشک کردن: کریستال ها خشک می شوند تا رطوبت باقی مانده حذف شود.

5. پالایش نهایی:
ممکن است مراحل اضافی برای تصفیه و پالایش بیشتر انجام شود که شامل فیلتراسیون و شستشوی نهایی باشد تا ناخالصی های باقی مانده حذف شوند.

6. بسته بندی:
اسید سیتریک خالص شده به صورت پودر یا کریستال در بسته بندی های مناسب برای مصرف صنعتی یا خوراکی آماده می شود. این روش تخمیر زیستی به دلیل کارآمدی، هزینه پایین، و سازگاری با محیط زیست، روش غالب برای تولید این ماده در سطح صنعتی است.

واکنش اسید سیتریک با آب

اسید سیتریک (C₆H₈O₇) در آب به خوبی حل می شود و یک محلول آبی اسیدی ایجاد می کند. این واکنش به شکل زیر است:

C6H8O7(aq)+H2O(l)→C6H7O7−(aq)+H3O+(aq)

این واکنش در واقع یک یونیزاسیون در آب است که به معنای آن است که به عنوان یک اسید ضعیف عمل می کند و پروتون (H⁺) خود را به آب می دهد تا یون هیدرونیوم (H₃O⁺) و یون سیترات تشکیل دهد. می تواند در سه مرحله یونیزه شود، اما در محلول های رقیق، یونیزاسیون اول بیشترین اهمیت را دارد:

مرحله اول:

مرحله دوم:

مرحله سوم:

C6H6O72−→C6H5O73−+H+

در محلول های آبی، مرحله اول یونیزاسیون بیشترین مشارکت را در تولید یون H⁺ دارد. این فرآیند باعث کاهش pH محلول می شود و محلول را اسیدی می کند.

جایگزین اسید سیتریک

اسید سیتریک به عنوان یک ماده نگهدارنده، اسیدی کننده و طعم دهنده در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی استفاده می شود. جایگزین های ممکن عبارتند از:

اسید لاکتیک: این اسید می تواند در بسیاری از کاربردها مانند تنظیم pH، نگهداری و طعم دهی استفاده شود. اسید لاکتیک دارای طعم ترش کمتری نسبت به اسید سیتریک است.

اسید تارتاریک: عمدتاً در شراب سازی استفاده می شود اما می تواند به عنوان اسیدی کننده در مواد غذایی دیگر نیز به کار رود. طعم آن کمی متفاوت است و ممکن است استفاده از آن نیاز به تنظیم داشته باشد.

اسید مالیک: این اسید در میوه هایی مثل سیب و آلو یافت می شود و می تواند به عنوان جایگزین برای افزایش ترشی و طعم دهی استفاده شود.

آب لیمو یا آبلیمو تازه: برای مصارف خانگی یا تولیدات کوچک، آب لیمو نه تنها یک منبع طبیعی از این ماده است بلکه می تواند به عنوان جایگزین کلی برای افزودن ترشی و طعم استفاده شود.

اسید فسفریک: معمولاً در نوشابه های گازدار استفاده می شود و می تواند به عنوان یک اسیدی کننده قوی جایگزین شود، اما ملاحظاتی در مورد سلامتی و طعم دارد.

سرکه: به ویژه سرکه سیب یا سرکه سفید، می تواند به عنوان یک جایگزین طبیعی برای اسیدی کردن محیط به کار رود، هرچند طعم متفاوتی ایجاد می کند.

در انتخاب جایگزین، توجه به خواص شیمیایی، طعم، و تأثیرات بر روی بافت و کیفیت محصول نهایی ضروری است. همچنین، برخی از این جایگزین ها ممکن است به تنظیمات اضافی در فرمولاسیون نیاز داشته باشند تا اثرات یکسانی با اسید سیتریک ایجاد کنند.

خرید اسید سیتریک

اسید سیتریک را از کجا تهیه کنیم؟ برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد فروش اسید سیتریک می توانید با شرکت آرکا شیمی گستر سپیدار وارد کننده مواد اولیه دارویی آرایشی و بهداشتی با شماره های 02182801442 و 09026715830 در تماس باشید.

Citric acid