اسید سیتریک چیست؟
اسید سیتریک، یک ماده طبیعی و متابولیت متداول در گیاهان و حیوانات است. این اسید چند منظوره و پرکاربردترین اسید آلی در مواد غذایی، نوشیدنیها و داروها است.
به دلیل عملکرد و قابلیتهای آن، اسید سیتریک و نمکهای آن (به ویژه سدیم و پتاسیم) در بسیاری از کاربردهای صنعتی برای کلاتهسازی، پایدار کردن pH، تنظیم pH و مشتق سازی استفاده میشوند. این استفادهها شامل مواردی مانند مواد شوینده لباس، شامپو، لوازم آرایشی، بازیابی نفت بهبود یافته و تمیزکردن شیمیایی میشود.
تاریخچه:
تاریخچه اسید سیتریک به زمان حدود 1200 میلادی بازمیگردد، زمانی که الکیمیست وینسنتیوس بلواکنسیس متوجه شد که شیره لیمو و نارنگی شامل یک ماده اسیدی است. در سال 1893، وهمر نشان داد که برخی از قارچها وقتی روی محلولهای قندی رشد میکنند، اسید سیتریک تولید میکنند. تولید اسید سیتریک نوع خمیری با استفاده از محیط کربوهیدراتی (شکری) تقریباً تنها روش تجاری برای تولید اسید سیتریک میباشد.
کاربردها
اسید سیتریک به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی که دارد در بسیاری از صنایع غذایی و صنعتی استفاده میشود. از آن برای تنظیم اسیدیته (pH)، کنترل و حفظ pH (در محدوده 2.5 تا 6.5)، به عنوان یک کیلیت کننده برای ایجاد ترکیبات پایدار با یونهای فلزی چندتایی و به عنوان عامل پراکنش برای استحکام دادن به امولسیونها و سایر سیستمهای چندفازی استفاده میشود. به علاوه دارای طعم ترش و خوشمزه است که آن را به عنوان اسیدیته مورد علاقه در محصولات غذایی و نوشیدنی انتخاب میکنند.
کاربردهای غذایی
نوشیدنیها
اسید سیتریک، سدیم سیترات و پتاسیم سیترات به طور گسترده در نوشیدنیهای گازدار و بیگاز استفاده میشوند. حلالیت بالای اسید سیتریک در نوشیدنیها اهمیت دارد. اسید سیتریک همچنین با سایر اسیدها (مانند اسید مالیک) ترکیب میشود و به تولید طعم منحصر به فرد کمک میکند. میزان استفاده از اسید، به طعم مورد نظر در محصول و همچنین ارزیابی طعم و سلیقه مشتری وابسته است. اسید سیتریک و نمکهای سدیم و پتاسیم آن نیز برای استحکام pH در نوشیدنیهای کم کالری که شامل شیرین کنندههای حساس به اسید هستند، استفاده میشوند. غلظت اسید در بیشتر نوشابههای گازدار در محدوده 0.10 تا 0.25 درصد وزنی است.
اسید سیتریک و نمکهای سدیم و پتاسیم آن در مخلوطهای نوشیدنی خشک، چای کیسه ای، نوشیدنیهای نوآورانه و مخلوطهای کوکتل برای کنترل pH و ایجاد طعم استفاده میشوند. غلظت این اسید در طعمهای میوهای 0.10 تا 0.55 درصد است.
مربا، ژله
اسید سیتریک در مربا و ژلهها برای ایجاد طعم ترشی، تنظیم pH محصول و برای ژلهسازی بهینه استفاده میشود.
شیرینی و آبنبات
اسید سیتریک برای ترشی و ایجاد طعم ترش در آبنباتها اضافه میشود.
سالادها
ترکیبی از اسید سیتریک و اسید آسکوربیک، به جای سولفیت، در جلوگیری از قهوه ای شدن سبزیجات تازه استفاده میشود.
مواد غذایی نیمه پخته و منجمد
اسید سیتریک با ویژگیهای کیلیت کنندگی و اسیدی خود، باعث افزایش اثر آنتی اکسیدانها و غیرفعال کردن آنزیمهای طبیعی میشود و به پایداری محصولات غذایی نیمه پخته و منجمد کمک میکند. اسید سیتریک همچنین مانع تغییر رنگ و طعم میوههای منجمد میباشد.
کنسرو میوهها و سبزیجات
استفاده از اسید سیتریک برای تنظیم pH اسیدی (پایین تر از 4.6) میتواند نیازهای پردازش حرارتی را در میوهها و سبزیجات کنسرو شده کاهش دهد. علاوه بر آن، اسید سیتریک میتواند فعالیت اکسیداسیون و تغییر رنگ را کم کند و طعم، مخصوصاً میوههای کنسرو شده، را بهبود بخشد.
چربی و روغنها
از اکسیداسیون چربی و روغن در محصولات غذایی میتوان با استفاده از افزودن اسید سیتریک، جهت کیلیتسازی فلزاتی که کاتالیزور اکسیداسیون هستند، جلوگیری شود. علاوه بر این در فرآیند تصفیه روغن از اسید سیتریک برای حذف کلروفیل و فسفولیپیدها استفاده میشود.
شیرینی و دسرها
در صنعت شیرینی از اسید سیتریک و سدیم سیترات برای بهینه سازی خواص ژلسازی، ایجاد ترشی و بهبود طعم استفاده میشود. اسید سیتریک در محصولات شیره نباتی، قرص، آب نباتی و ژلهای مبتنی بر نشاسته به عنوان افزونه طعم استفاده میشود.
پنیر
در پنیرهای تصفیه شده و پنیر برش زده برای استحکام بافت پنیر، سدیم سیترات استفاده میشود. همچنین در تولید پنیر موزارلا به عنوان عامل کامل کننده استفاده میشود.
محصولات لبنی
سدیم سیترات نقش پایدار کننده مهمی در خامهزنی و جایگزینهای گیاهی لبنی دارد. اضافه کردن سدیم سیترات به بستنی، شیر و دسرهای منجمد قبل از پاستوریزاسیون و هموژنیزاسیون از ویسکوزیته مخلوط میکاهد و باعث میشود تا خامه راحتتر هم بخورد.
ماهی و محصولات دریایی
اسید سیتریک در ترکیب با سایر مواد نگهدارنده / آنتیاکسیدان، به کاهش pH و کنترل رشد میکروبهایی که منجر به فاسد شدن، تشکیل طعم غیرمطلوب و تغییر رنگ در ماهی و سایر محصولات دریایی میشود، کمک کند. همچنین از آن برای کیلیت کردن فلزات ردیف اول که در محصولات وجود دارد و واکنشهای اکسیداسیون را کاتالیز میکنند، استفاده میشود.
محصولات گوشتی
اسید سیتریک در محصولات گوشتی کیتوزنی برای افزایش کارایی مواد نگهدارنده و آنتیاکسیدان ها، استفاده میشود. از آن در محلولهای شستشوی گوشت برای تنظیم pH و افزایش خواص ضد میکروبی استفاده میشود. اسید سیتریک یا سدیم سیترات میتوانند جایگزین مناسبی به جای 50٪ از شتابدهندههای نگهدارنده نظیر اسید آسکوربیک، اریتوربیک، سدیم آسکوربات و سدیم اریتوربات باشند.
کاربردهای دارویی
سیتریک اسید و نمکهای سیترات در صنعت داروسازی به عنوان خنثی کنندهی pH به کار میروند. به کمک این اسید و نمکها، محصولات دارویی میتوانند در pH بهینه خود قرار بگیرند و در نتیجه پایداری و اثربخشی بهتری داشته باشند. از اسید سیتریک و بیکربنات برای تسریع انحلال ترکیبات فعال و بهبود طعم دارو استفاده میشود. همچنین سیتراتها میتوانند با کیلیت کردن یونهای فلزی باعث جلوگیری از تجزیه و فساد دارو شوند. سیتراتها از انعقاد خون در پلاسما و قسمتهای مختلف جلوگیری میکنند. علاوه بر این، سیتراتهای کلسیم و سیترات آمونیوم آهن به عنوان مکمل معدنی استفاده میشوند. همچنین سیتریک اسید و فلوراید به عنوان مکمل در خمیر دندانها استفاده میشوند.
کاربردهای کشاورزی و دامپروری
سیتریک اسید و نمکهای آمونیوم آن در کودهای مایع به عنوان کیلیتهای محلول برای عناصر مغذی آهن، مس، منیزیم، منگنز و روی استفاده میشوند. همچنین در تغذیه حیوانات، این مواد به عنوان کیلیت قابل هضم برای عناصر غذایی فلزی مورد نیاز حیوانات استفاده میشوند.
کاربرد در صنایع دیگر
در زمینه شویندهها، نمک سدیم سیترات به عنوان یک ماده افزودنی برای شامپوها و شویندههای مایع استفاده میشود. در بسیاری از موارد سیتراتها جایگزین مناسب و دوستدار محیط زیست برای فسفاتها به شمار میروند. سیتراتها یونهای سختی آب را کیلیت میکنند. حلالیت بالا در آب و بهبود عملکرد شوینده در دما و pHهای خیلی پایین و بالا، کلید استفاده از سیترات در شویندهها است.
در محصولات شستشوی سطوح سخت، سیتریک اسید و سدیم سیترات به عنوان عاملهای اسیدی و کیلیت کننده به کار میروند تا آهک سخت آب را حذف کنند. در تمیزکردن فرشها، سیتریک اسید رنگدانهها را پایدار میکند و به ویژه در فرشهای مقاوم در برابر لکه، زردشدگی را از بین میبرد.
در تمیزکردن غشاءهای اسمز معکوس، از محلولهای سیتریک اسید برای حذف آهن، کلسیم و دیگر یونها استفاده میشود. محلولهای سیتریک اسید میتوانند این یونها را حل و حذف کنند بدون اینکه به غشاءها آسیب برسانند.
در صنعت ساختمان، سیتریک اسید و نمکهای سیترات به عنوان افزودنی در فرمولاسیون بتن، ملات و گچ استفاده میشوند تا زمان تنظیم (تنش و زمان لازم برای سفت شدن بتن) را کاهش دهند و مقدار آب مورد نیاز برای تهیه مخلوط را کاهش دهند. یون سیترات فرایند هیدراتاسیون سیمان پورتلند را کند میکند. در سطح کمتر از 0.1٪، سیتراتها باعث شتاب دادن به سرعت فرآیند میشوند، در حالی که در سطح 0.2-0.4٪ سرعت تنظیم بتن را کند میکنند. سیترات موجب افزایش مقاومت در دمای بالا و بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی بتن و ملات میشود.
در صنعت نساجی، سیتریک اسید به عنوان یک بافر در تولید رزینهای گلیوکسال استفاده میشود که برای ماندگاری پارچهها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، گزارش شده است که سیتریک اسید خصوصیت جدا شدن خاک را در پارچههای پنبه ای ضد چروک افزایش میدهد و در عملیات رنگرزی به عنوان یک بافر، کیلیت کننده و عاملهای اسیدی non-volatile تنظیم کننده pH استفاده میشود.
در صنعت پلاستیک، سیتریک اسید و بیکربنات به عنوان عامل دمش جوشانی به جای کلرید فلوروکربنها برای تولید ظروف غذا و نوشیدنی استفاده میشود. همچنین، سیتریک اسید به عنوان یک عامل کیلیت کننده در سیستمهای کاتالیزوری ساخت رزینها استفاده میشود و استرهای سیترات در فیلم PVC به عنوان ماده نرم کننده، به خصوص در بسته بندی محصولات غذایی، استفاده میشوند.
در صنعت کاغذ قبل از فرایند سفیدکردن، سیتریک اسید به سلولوز اضافه میشود تا یونهای فلزی را جدا و از تغییر رنگ جلوگیری کند. در کاغذ سیگار، سیتراتها برای کنترل سرعت سوختن در مقایسه با دخانیات استفاده میشوند.
تهران
