اسید سیتریک خشک

اسید سیتریک خشک که به صورت پودر خشک فروخته می شود ، به دلیل شباهت ظاهری آن به نمک سفره ، معمولاً به عنوان “نمک ترش” در بازارها و مواد غذایی فروخته می شود. این ماده در مصارف آشپزی ، به عنوان جایگزین سرکه یا آب لیمو ، در صورت نیاز به اسید خالص ، کاربرد دارد. به دلیل خاصیت اسیدی ، مزه ترش بودن ، اسید سیتریک خشک غالباً به عنوان ماده طعم دهنده و نگهدارنده – بخصوص در نوشابه ها و آب نبات ها – استفاده می شود. آن را نیز مورد استفاده قرار گیرد برای ایجاد ثبات و یا حفظ داروها و به عنوان یک ضد عفونی کننده در برابر ویروس ها و باکتری ها استفاده دارد.
اسید سیتریک خشک

اسید سیتریک خشک یک اسید آلی ضعیف است که دارای فرمول مولکولی C 6 H 8 O 7 است . به طور طبیعی در میوه های مرکبات دیده می شود . در بیوشیمی ، این یک ماده متوسط ​​در چرخه اسید سیتریک خشک ، که در متابولیسم همه موجودات هوازی رخ می دهد .

سالانه بیش از دو میلیون تناسید سیتریک خشک تولید می شود. به طور گسترده ای به عنوان یک اسید کننده ، به عنوان یک طعم دهنده و یک ماده شیمیایی استفاده می شود .

سیترات مشتق شده از اسید سیتریک خشک است. یعنی نمکها ، استرها و آنیون چند اتمی موجود در محلول. به عنوان مثال ، نمک تری سدیم سیترات است . یک استر سدیم تری اتیل است . وقتی بخشی از یک نمک است ، فرمول آنیون سیترات به صورت C نوشته می شود

C6H 5O3− 7 or C 3H 5O(COO)3− 3

وقوع طبیعی و تولید صنعتی

اسید سیتریک خشک در انواع میوه ها و سبزیجات ، به ویژه میوه های مرکبات وجود دارد . لیمو و لیموترش به ویژه غلظت اسید بالایی دارند. می تواند تا حدود 8٪ از وزن خشک این میوه ها را تشکیل دهد (حدود 47 گرم در لیتر در آب میوه ه ). [a] غلظت اسید سیتریک خشک در مرکبات از 0.005 mol / L برای پرتقال و گریپ فروت تا 0.30 mol / L در لیمو و لیمو است. این مقادیر در گونه ها بسته به رقم و شرایط رشد میوه متفاوت است.

تولید اسید سیتریک خشک در مقیاس صنعتی برای اولین بار در سال 1890 بر اساس صنعت مرکبات ایتالیا آغاز شد ، جایی که آب را با آهک هیدراته ( هیدروکسید کلسیم ) تصفیه می کردند تا سیترات کلسیم رسوب کند ، که با استفاده از اسید سولفوریک رقیق جدا شده و دوباره به اسید تبدیل می شود . در سال 1893 ، C. Wehmer کشف كرد كه قالب پنیسیلیوم می تواند اسید سیتریک خشک از قند تولید كند. با این وجود تولید میکروبی اسید سیتریک از نظر صنعتی اهمیت پیدا نکرد تا اینکه جنگ جهانی اول صادرات مرکبات ایتالیا را مختل کرد.

در سال 1917 ، جیمز کوری شیمی دان مواد غذایی آمریکایی کشف کرد که گونه های خاصی از قالب Aspergillus niger می تواند از تولید کنندگان اسید سیتریک خشک کارآمد باشد و شرکت دارویی Pfizer با استفاده از این روش تولیدات صنعتی را در دو سال بعد آغاز کرد و پس از آن Citrique Belge در سال 1929. در این تولید تکنیک ، که هنوز هم مسیر اصلی تولید اسید سیتریک خشک است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد ، فرهنگ A. niger با یک ماده حاوی ساکارز یا گلوکز تغذیه می شود تا اسید سیتریک خشک تولید شود.

منبع شکر مشروب شیب دار ذرت ، ملاس ، نشاسته ذرت هیدرولیز شده یا محلول شیرین و ارزان دیگر است. پس از فیلتر شدن قالب از محلول حاصل ، اسید سیتریک با رسوب دادن آن با هیدروکسید کلسیم جدا شده و نمک سیترات کلسیم حاصل می شود که از آن اسید سیتریک با تصفیه اسید سولفوریک احیا می شود ، مانند استخراج مستقیم از آب مرکبات.

در سال 1977 ، حق اختراع برای سنتز شیمیایی اسید سیتریک خشک که از نمک های کلونیک یا ایزوسیترات / آلوئوسیت سیترات تحت شرایط فشار بالا شروع می شود به Lever Brothers اعطا شد . این اسید سیتریک خشک در تبدیل کمی تحت آنچه که به نظر می رسد واکنش چرخه کربس معکوس و غیر آنزیمی باشد تولید می کند .

تولید جهانی در سال 2018 بیش از 2،000،000 تن بود. بیش از 50٪ از این حجم در چین تولید شده است. بیش از 50٪ به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در نوشیدنی ها ، حدود 20٪ در سایر برنامه های غذایی ، 20٪ برای مواد شوینده و 10٪ برای موارد دیگر به غیر از مواد غذایی مانند مواد آرایشی ، دارویی و صنایع شیمیایی استفاده می شد.

اسید سیتریک خشک

مشخصات شیمیایی

اسید سیتریک خشک برای اولین بار در سال 1784 توسط شیمیدان کارل ویلهلم شیله ، که آن را از آب لیمو متبلور کرد ، جدا شد. می تواند به صورت بی آب ( بدون آب) یا به صورت مونوهیدرات وجود داشته باشد. شکل بی آب از آب داغ متبلور می شود ، در حالی که مونوهیدرات هنگامی که اسید سیتریک از آب سرد متبلور می شود ، تشکیل می شود. مونوهیدرات را می توان در حدود 78 درجه سانتیگراد به شکل بی آب تبدیل کرد. اسید سیتریک همچنین در اتانول مطلق (بی آب) (76 قسمت اسید سیتریک در هر 100 قسمت اتانول) در 15 درجه سانتی گراد حل می شود. این تجزیه با از دست دادن دی اکسید کربن بالا در حدود 175 درجه سانتی گراد است

اسید سیتریک خشک به طور معمول یک اسید تریابازیک در نظر گرفته می شود ، با مقادیر pK a ، برون یابی شده تا قدرت یونی صفر ، 2.92 ، 4.28 و 5.21 در دمای 25 درجه سانتیگراد. pK a گروه هیدروکسیل با استفاده از طیف سنجی 13 C NMR پیدا شده است که 14.4 است. نمودار زایی نشان می دهد که محلول های اسید سیتریک خشک محلول های بافر بین PH 2 و pH 8 هستند. در سیستم های بیولوژیکی حدود PH 7 ، دو گونه موجود یون سیترات و یون مونو هیدروژن سیترات هستند. بافر هیبریداسیون SSC 20X مثال در استفاده مشترک است.  جداول تهیه شده برای مطالعات بیوشیمیایی موجود است.

از طرف دیگر ، pH محلول اسید سیتریک خشک 1 میلی مولار در حدود 3.2 خواهد بود. pH آب میوه های مرکبات مانند پرتقال و لیمو به غلظت بستگی دارد ، برای غلظت بالاتر اسید پایین است و برعکس.

نمک های اسیدی را می توان با تنظیم دقیق pH اسید سیتریک خشک قبل از تبلور ترکیب تهیه کرد. به عنوان مثال ، سدیم سیترات را ببینید .

یون سیترات مجتمع هایی با کاتیون های فلزی تشکیل می دهد. ثابت ثبات برای تشکیل این مجتمع به دلیل بسیار بزرگ است اثر کلات . در نتیجه ، حتی با کاتیون های فلزات قلیایی نیز مجتمع هایی را تشکیل می دهد. با این حال ، هنگامی که یک کمپلکس کلاته با استفاده از هر سه گروه کربوکسیلات تشکیل می شود ، حلقه های کلات دارای 7 و 8 عضو هستند که به طور کلی از نظر ترمودینامیکی پایدارتر از حلقه های کلات کوچکتر نیستند. در نتیجه ، گروه هیدروکسیل می تواند از پروتئین خارج شود ، و بخشی از یک حلقه 5 عضوی پایدارتر را تشکیل دهد ، همانطور که در سیترات آمونیوم فریک وجود دارد.

اسید سیتریک خشک را می توان در یک یا چند گروه کارکردی اسید کربوکسیلیک روی مولکول استری کرد (با استفاده از انواع الکل ها) ، انواع مختلف استرهای مونو ، دی- ، سه- و مخلوط را تشکیل داد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *