Kwas cytrynowy

Kwas cytrynowy Właściwości chemiczne, zastosowania, produkcja

Dystrybucja w przyrodzie

Kwas cytrynowy jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie, występuje w roślinach takich jak cytryna, pomarańcza, ananas, porzeczka, malina, sok winogronowy i kości zwierząt, mięśnie, krew. Kwas cytrynowy jest syntetyzowany z cukru, skrobi, melasy, winogron i innych materiałów cukrowych fermentacji, można podzielić na bezwodny i dwa rodzaje czystego hydratu. Kwas cytrynowy jest bezbarwnym przezroczystym kryształem lub białym proszkiem, bez zapachu, ma atrakcyjną kwasowość. Przezroczyste bezbarwne kryształy otrzymane ze stężonego roztworu wodnego ciepła w bezwodnej temperaturze topnienia jest 153 ℃. Translucent bezbarwne kryształy otrzymane z roztworu wodnego jest zmiękczanie wody, gęstość wynosi 1.542.75 przy około 100 ℃ topnienia. Jeden kompoment wody może stracić wodę w suchym powietrzu. Jest to silny kwas organiczny. Jest rozpuszczalny w wodzie, etanolu i eterze. Używany w produkcji leków, sody, cukierków, używany również jako środek do czyszczenia metali, mordant.
Wiele rodzajów owoców i warzyw, zwłaszcza owoce cytrusowe zawierają więcej kwasu cytrynowego, zwłaszcza cytryny i limonki – zawierają dużo kwasu cytrynowego, po wysuszeniu, zawartość wynosi do 8% (w zawartości soku wynosi około 47 g / L). W owocach cytrusowych zawartość kwasu cytrynowego wynosi od 0,005 mol/l w pomarańczy i winogronie do 0,30 mol/l w cytrynie i limonce. Zawartość ta zmienia się w zależności od odmiany i wzrostu roślin.

Właściwości fizykochemiczne

Kwas cytrynowy jest produktem pośrednim roślin o naturalnym składzie i fizjologicznym metabolizmie, jest również jednym z kwasów organicznych szeroko stosowanych w dziedzinie żywności, medycyny, przemysłu chemicznego. Jest bezbarwny, przezroczysty lub półprzezroczysty kryształ, lub granulki, proszek cząstki, bez zapachu, chociaż ma silny kwaśny, ale przyjemny, lekko cierpki smak. W ciepłym powietrzu stopniowo rozpada się, w wilgotnym powietrzu, jest lekko rozpływający się.

Kwas cytrynowy ma właściwości kwasu wielozasadowego, może tworzyć estry, sole i amidy, ale nie może generować bezwodników; grupy karboksylowe i hydroksylowe oraz jony metali mogą tworzyć kompleksy lub chelaty; kwas cytrynowy jest silnym kwasem, dla stali węglowej ma silny efekt korozyjny, ale jest stal nierdzewna bez efektów korozyjnych; w przypadku silnego utleniacza, takiego jak nadmanganian potasu, może być utleniony do generowania kwasu szczawiowego; i stopiony wodorotlenek potasu, produkt ten jest rozkładany na kwas szczawiowy i kwas octowy; ogrzewane mogą być rozkładane. Szczurza przezskórna LD50 wynosi 975mg/kg.

(1) reakcja z kwasem
Kwas cytrynowy i dymiący kwas siarkowy zmieszane, w temperaturze pokojowej, które wytwarzają kwas octowy, lekko ogrzewając mogą wytwarzać 3-ketoglutaran. Mieszanina kwasu cytrynowego i stężonego kwasu siarkowego, temperatura 40 ℃ do acetonu i CO2, CO, itp.; po podgrzaniu do 150 ℃ do generowania bezwodnika kwasu akonitynowego; generowania podwójnego kwasu Kang (kwas dikonowy) C9H10O6 i CO ogrzewania do 200 ℃, CO2 i tak dalej.
Gdy stężenie siarczanów jest mniejsze niż 94%, generując kwas 3-ketoglutarowy w niskiej temperaturze; gdy stężenie siarczanów jest mniejsze niż 60%, po podgrzaniu do generowania kwasu akonitowego.
Wodny kwas cytrynowy i 1 porcja kwasu azotowego i 2 kopie działania kwasu siarkowego tworzą ester kwasu azotowego C3H5 (ONO2) (COOH)3, nie rozpuszcza się w eterze, a bar i ołów łączą się, tworząc nierozpuszczalne sole.
(2) Reakcja z alkaliami
Kwas cytrynowy łączy się z K2CO3 lub KOH lub kwasem azotowym, aby otrzymać kwas szczawiowy i kwas octowy lub inne sole.
Kwas cytrynowy i sól sodowa (taka jak NaCl) zwęglają się w wapnie, aby otrzymać aceton.
Kwas cytrynowy wrze w roztworze alkalicznym, aby otrzymać kwas akrylowy (C3H4O2).
Konwencjonalne kwasu reakcji neutralizacji bazy kwasu cytrynowego może produkować różne rodzaje soli.
(3) wpływ glicerolu
Kwas cytrynowy i glicerol miesza się przez suchą destylację, aby uzyskać aceton, CO, CO2 i glicerol w ester kwasu acetonowego eteru.
Mieszanina kwasu cytrynowego i glicerolu są ogrzewane do 100 ℃, i generują ester kwasu cytrynowego glicerolu, który jest substancją jak szkło. Jeśli duża ilość glicerolu i ogrzewa się do 170 ℃, aby uzyskać diglicerol citronella( citrodiglycerin C12H18O11).
Kwas cytrynowy i gliceryna, która jest zgodnie ze stosunkiem molowym 1: 3 ciepła może być gliceryd kwasu cytrynowego. Z różnych stosunków molowych, które mogą uzyskać różne właściwości substancji żywicznych, a niektóre były żelu lub postaci stałej, niektóre nie rozpuszczają się w wodzie, niektóre roztworu w wodzie. Jeśli olej tungowy lub olej i kwas stearynowy są ogrzewane do 100 ℃, może kurczyć syntetycznej substancji żywicznej, jest on stosowany jako farby i tworzyw sztucznych dodatków lub specjalny rozpuszczalnik.

Historia odkrycia

Kwas cytrynowy został znaleziony w ósmym wieku w Iranie alchemika Jaber.Naturalny kwas cytrynowy w przyrodzie jest bardzo szeroki, zawarty w roślinach takich jak cytryna, cytrusy, ananas i inne owoce oraz kości zwierząt, mięśnie, krew. Pierwotnie produkowany jest w stanie Kalifornia w Stanach Zjednoczonych, we Włoszech i Indiach Zachodnich. Wydajność z Włoch zajmuje pierwsze miejsce.
Proces fermentacji kwasu cytrynowego rozpoczął się pod koniec XIX wieku.
W 1893 r., wemmel stwierdził, że Penicillium jest cukier jako surowiec do produkcji kwasu cytrynowego. Jednak do pierwszej wojny światowej utrudnione włoskiego eksportu cytryny, przemysł używany mikrobów do produkcji kwasu cytrynowego, które nie zostały wprowadzone do porządku dziennego.
W 1913 r., B. zgłaszane zahorski Niger może produkować kwas cytrynowy.
W 1916, Tom i curry używane Aspergillus do testu, który potwierdził, że większość pleśni, takich jak Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae, Aspergillus Wen, Trichoderma viride i Aspergillus Niger mają zdolność wytwarzania kwasu cytrynowego, a Aspergillus niger zdolność wytwarzania kwasu jest silniejszy. Jak Currie przez Aspergillus niger dla badanych szczepów, w 15% bulionie sacharozy w fermentacji, absorpcja cukru wynosi 55%.
W 1923 roku, Stany Zjednoczone Fieser firma zbudowała pierwszy na świecie do Aspergillus niger płytkiej tacy fermentacji kwasu cytrynowego fabryki. Następnie Belgia, Wielka Brytania, Niemcy, Związek Radziecki badania w sukcesji udanej fermentacji kwasu cytrynowego. W ten sposób, opierając się na z ekstraktu cytrusowego naturalnego kwasu cytrynowego metody zastąpione przez stopniowo przez fermentacji metody.
Przed 1950, produkcji kwasu cytrynowego używać fermentacji. W 1952 r. amerykańskie laboratorium Meyersa przyjęło metodę głębokiej fermentacji do produkcji kwasu cytrynowego na dużą skalę. Od tego czasu, metoda głębokiej fermentacji jest stopniowo ustalana. Cykl głębokiej fermentacji jest krótki, wysoka wydajność, oszczędność pracy, mała powierzchnia, łatwe do realizacji kontroli instrumentu i ciągłe, technologia produkcji jest nadal najbardziej główną metodą produkcji. W tej technologii, Niger jest umieszczony w medium zawierającym sacharozę lub glukozę, które były hodowane do produkcji kwasu cytrynowego. Źródła węglowodanów obejmują syrop kukurydziany, płyn z fermentacji melasy, hydrolizat mąki kukurydzianej lub inny tani roztwór cukru. W usuwaniu pleśni po dodaniu wodorotlenku wapnia do pozostałego roztworu w reakcji kwasu cytrynowego, wytrącanie wapnia kwasu cytrynowego, po oddzieleniu i dodaniu kwasu siarkowego można uzyskać kwas cytrynowy. Kwas cytrynowy jest znany jako pierwszy jadalny środek zakwaszający, Chiny GB2760-1996 to wymagania dotyczące dopuszczenia do stosowania regulatorów kwasowości żywności. W przemyśle spożywczym szeroko stosowany jako kwaśny środek, solubilizator, środek buforujący, przeciwutleniacz, usuwający rybi zapach, usuwający środek słodzący, środek chelatujący, jego specyficzne przeznaczenie, liczne wyliczenia.
1. napoje
Zgodnie z krajowymi i międzynarodowymi statystykami, całkowita konsumpcja przemysłu napojów stanowi 75%~80% całkowitej produkcji kwasu cytrynowego. Sok kwas cytrynowy jest jednym z naturalnych składników, nie tylko dać smak owoców, ale także bufor rozpuszczania, efekt przeciwutleniający, cukier napój, smak, pigment i inne składniki mieszanka koordynacji, tworzenie harmonijnego smaku i aromatu, może zwiększyć odporność antyseptyczne skutki mikroorganizmów. Dlatego jest on powszechnie stosowany w przygotowaniu różnego rodzaju napojów bezalkoholowych, takich jak owoce, owoce kwasu sodowego w ogóle 0,10%~0,25%. Za CO2 napojów, takich jak woda, sok, cukier, kwas, pigment, mieszanina zapachów, kwas cytrynowy jest używany do dostosowania pH do pewnej kwasowości, dzięki czemu produkt miareczkowania kwasowości w 0,25%~0,40%. W proszku do napojów typu pulpa, zawartość kwasu cytrynowego można zwiększyć do 1,5%~5,0%. w ostatnich latach, wraz z poprawą standardu życia ludności miejskiej i wiejskiej, popyt na wszelkiego rodzaju napoje znacznie wzrósł i można przewidzieć, że w przyszłości zużycie kwasu cytrynowego w przemyśle napojów gwałtownie wzrośnie.
2. dżem i galaretka
Rola kwasu cytrynowego w dżemach i galaretkach oraz w napojach jest podobna, reguluje pH i aby produkt był kwaśny, pH musi być dostosowane do najbardziej odpowiedniego dla kondensacji pektyn bardzo wąskiego zakresu. W zależności od różnych rodzajów pektyn, można ograniczyć pH między 3,0 a 3,4. W produkcji dżemu można poprawić smak i zapobiec krystalizacji wad piasku sacharozy.
3. cukierki
Kwas cytrynowy jest dodawany do cukierków, co może zwiększyć kwasowość i zapobiec utlenianiu różnych składników i krystalizacji sacharozy. Ogólne kwaśne cukierki zawierają 2% kwasu cytrynowego. Gotowany cukier, proces chłodzenia massecuite jest umieścić kwas i pigment, esencja, połączone razem. Produkcja cukierków pektynowych kwasu cytrynowego może regulować kwaśny smak i wytrzymałość żelu wzrosła. Bezwodny kwas cytrynowy jest stosowany do gumy do żucia i żywności w proszku.
4. mrożona żywność
Kwas cytrynowy ma właściwości chelatujące i regulujące pH, może wzmocnić rolę przeciwutleniaczy i inaktywacji enzymów, może w bardziej niezawodny sposób zapewnić stabilność mrożonej żywności.Zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym Effervescent jest popularnym systemem uwalniania składników leków doustnych, kwas cytrynowy i węglan sodu lub roztwór wodorowęglanu sodu wspólna reakcja wytwarzają duże ilości CO2 (tj. effervescent) i cytrynianu sodu, mogą szybko się rozpuścić i zwiększyć zdolność do smakowania aktywnego składnika farmaceutycznego. Na przykład, katarynka i leki przeciwbólowe zwiększyć rozpuszczenie. Syrop kwasu cytrynowego jest gorączka pacjentów z napojów bezalkoholowych, smak, chłód i efekt detoksykacji.
Kwas cytrynowy jest szeroko stosowany w różnych składników odżywczych płynów doustnych, bufor pH jest 3,5~4,5, utrzymanie stabilności składnika aktywnego, wzmocnienie efektu konserwującego. W połączeniu z kwasem cytrynowym i smak owoców, dać ludziom jak słodko-kwaśny smak, aby ukryć leki gorzki, zwłaszcza tradycyjnej medycyny chińskiej preparatu, 0,02% kwasu cytrynowego dodaje się w płynnych składników, które mogą śledzić żelaza i miedzi tworzenia kompleksu, opóźniając degradację aktywnego składnika. W ustach tabletki do żucia przez 0,1%~0,2% tabletki kwasu cytrynowego może poprawić smak, smak cytrynowy.
Powyższe informacje są edytowane przez Chemicalbook Hayan.

Zastosowanie w przemyśle

1. Oczyszczanie metali
Używając kwasu cytrynowego jako wzoru do czyszczenia metali nieszlachetnych, może skutecznie usunąć tlenki powstałe na powierzchni metali żelaznych i nieżelaznych, jako słaby kwas organiczny, może spowodować niewielkie uszkodzenie powierzchni warstwy metalu. Jednakże, jako środek chelatujący jony metali przyspieszył migrację tlenku metalu, system kwasów w wielu podkładkach stalowych, w celu wyeliminowania tlenków metali i erozji wysokiej wytrzymałości stali kruchości zmniejsza się do minimalnego poziomu, przez rdzę kwasu cytrynowego, aby zastąpić kwas nieorganiczny.
W kotle, nagrzewnicy, rury przegrzewacza i oczyścić reaktor i wyposażenie ze stali nierdzewnej powszechnie stosowane kwasu cytrynowego wstępne mycie i czyszczenie w celu usunięcia żelaza, tlenku miedzi, zwłaszcza gdy chlorek nie jest dozwolone. Kwas cytrynowy roztwór oczyszczania reakcja jest wyższa niż w warunkach 37.8 ℃, poniżej 37.8 ℃ czas oczyszczania powinny być przedłużone odpowiednio. Przez szacowany wzrost opadu lub spadek ilości, aby dostosować dawkę kwasu cytrynowego i zmieniające się warunki.
Kwas cytrynowy jest skutecznym środkiem czyszczącym chelatującym, wapń, magnez, żelazo, chrom, miedź i inne zabrudzenia skuteczne, szeroko stosowane do różnych czyszczenia powierzchni metalowych, mycia ścieków może być biodegradowalne nie zanieczyszczające środowisko.
W ostatnich latach, kwas cytrynowy jest stosowany do oczyszczania metali obróbki chemicznej, i nadaje się do rozpuszczalnika odpadów bez zanieczyszczeń z podziałem, w popiół spalania cząsteczkowego kwasu cytrynowego do CO2 i pary wodnej i cennych metali można odzyskać z popiołu do elementów toksycznych lub radioaktywnych mogą być zamknięte do obróbki chemicznej.
2. detergent
Cytrynian sodu może zwiększyć wydajność odkażania. W wielu detergentach domowych może przyspieszać biodegradację, które mogą być stosowane jako substytut fosforanu, duża liczba zastosowań w detergentach, środek czyszczący, kwas cytrynowy i glinokrzemian sodu wraz z wzmocnieniem czyszczenia detergentu jest bardzo skuteczny. Ten rodzaj produktów używać klasy przemysłowej 50% roztworu kwasu cytrynowego jako surowców. W syntezie roztworu nie detergentu, ponieważ działanie buforowe kwasu cytrynowego i chelatowane zdolność metali śladowych, stąd również dla gorącej wody ekstrakcji dywan czyszczenia, kąpieli bąbelkowej i zmiękczacza tekstylnego.
3. nie gleby uprawy
W krajach zagranicznych używać pierwiastka śladowego płyn odżywczy dla roślin bez gleby kultury, która była bardzo powszechne, w domu również rozpoczął rozwój. W celu usunięcia niektórych miedzi w glebie, nadmiar cynku, manganu, chromu i innych elementów, ogólne wykorzystanie kwasu cytrynowego chelatowania takich elementów. Korzystanie z kwasu cytrynowego zamiast fosforanu może osiągnąć zadowalający efekt na zwiększenie wydajności.
4. zastosowanie minerałów i pigmentów
Kwas cytrynowy ma rozłożone wydajność, może zmniejszyć lepkość niektórych ważnych surowców zawiesiny. W obszarach górniczych, takich jak proszek fosforanowy w transporcie hydraulicznym problemy lepkościowe często stają się głównym powodem ekspansji gliny, leczenie kwasem cytrynowym może kontrolować ekspansję, surowa zawiesina jest łatwa do transportu. Kwas cytrynowy może również zmniejszyć opadów skoncentrowany surowiec z dwutlenku tytanu łatwość obsługi i do ogólnej formy transportu. Kwas cytrynowy może być również stosowany do niskiego Pulp Sizing, farby i przetwarzania surowców włókienniczych i TiO2 dyspersji.

Cykl Krebsa

Kwas cytrynowy jest ważnym związkiem w procesie przekształcania tłuszczu, białka i cukru w dwutlenek węgla w fizjologii.
Reakcje te są prawie wszystkie metaboliczne reaktywność rdzenia, i dostarczają energii dla organizmów wyższych. Hans Adolf Krebs z powodu znalezienia tej serii reakcji, aby wygrać 1953 Nagrodę Nobla w dziedzinie nauki fizjologii lub medycyny. Ta seria reakcji zwana „cyklem kwasu cytrynowego, cyklem kwasu trójkarboksylowego lub cyklem Krebsa”.

Solubility in water

10℃-54.0%;20℃-59.2%;30℃-64.3%;40℃-68.6%;50℃-70.9%;
60℃-73.5%;70℃-76.2%;80℃-78.8%;90℃-81.4%;100℃-84.0%

Właściwości chemiczne

Kwas cytrynowy jest bezbarwnym krystalicznym ciałem stałym. Jest rozpuszczalny w wodzie i alkoholu. Występuje w wielu roślinach, zwłaszcza w owocach cytrusowych. Sok z niedojrzałych cytryn jest komercyjnym źródłem kwasu cytrynowego. W wyniku reakcji cytrynianu wapnia i rozcieńczonego kwasu siarkowego powstaje kwas cytrynowy i siarczan wapnia, które mogą być oddzielone przez filtrację. Przemysł spożywczy wykorzystuje kwas cytrynowy jako środek aromatyzujący i jako przeciwutleniacz. Kwas cytrynowy, w połączeniu z glikolem propylenowym i butylowanym hydroksyanizolem, jest stosowany jako stabilizator tłuszczów, smarów i łoju. Trawienie, barwienie tekstyliów i drukowanie wykorzystuje kwas cytrynowy w różnych zastosowaniach, jest on również używany do regulacji pH w niektórych kąpielach galwanicznych.

Użycia

Kwas cytrynowy i jego związki cytrynianowe są szeroko stosowane w setkach aplikacji. Globalna produkcja kwasu cytrynowego w 2005 r. wyniosła 1,6 mln ton, z Chinami produkującymi około 40% światowej podaży. W Stanach Zjednoczonych, około 65% zużycia kwasu cytrynowego przypada na przemysł spożywczy i napojów. Kwas cytrynowy jest stosowany jako środek zakwaszający do nadawania cierpkości, do kontroli pH, jako środek konserwujący i przeciwutleniacz, jako chelator metali oraz do stabilizacji koloru i smaku.Sole cytrynianowe mogą być stosowane jako mineralne i metalowe suplementy diety; na przykład cytrynian wapnia jest stosowany jako suplement wapnia.Drugim największym zastosowaniem kwasu cytrynowego jest stosowanie go w detergentach i produktach czyszczących. Cytrynian sodu jest używany jako środek budujący. Zdolność kwasu cytrynowego do chelatowania metali czyni go użytecznym jako środek zmiękczający wodę, który może również pomóc w czyszczeniu. Około10% produkcji kwasu cytrynowego jest wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym. Największe zastosowanie kwasu cytrynowego w farmacji jest jako środek konserwujący w połączeniu z węglanami lub wodorowęglanami, takimi jak w Alka-Seltzer. Jako środek konserwujący, poprawia smak, buforuje i poprawia rozpuszczalność składników. Jest również stosowany w farmaceutykach do nadania cierpkiego smaku w celu zamaskowania nieprzyjemnych zapachów leczniczych, utrzymania stabilności i jako środek buforujący.

Metody produkcji

Kwas cytrynowy pochodzi z cytryny, ekstrakcji z pomarańczy i innych owoców, ale również wykorzystuje oksalooctan i keton winylowy jako surowiec do metody syntetycznej, ale w kraju i za granicą w chwili obecnej, przemysłowe metody produkcji to fermentacja. Fermentacja ma stałą fermentację państwową, płytką fermentację tacową i zanurzony proces fermentacji. W Chinach, ponad 80% kwasu cytrynowego jest w słodkim ziemniaku w proszku jako surowiec, zanurzona fermentacja Aspergillus niger, węglan wapnia i roztwór kwasu siarczanowego, oczyszczanie, koncentracja, krystalizacja i suszenie.
(1) fermentacji proszku ziemniaczanego został umieszczony w 22%~18% zawiesiny, pasza została sterylizacji parą wodną (0.2MPa, 40~60min) zbiornika fermentacyjnego. Para wodna ogrzewana do 110 ℃ sterylizacji 20min i 0.05% amylazy upłynniania leczenia. Chłodzenie do 35 ℃after inokulacji Aspergillus fermentacji. Fermentacja temperatura prophase 36~38 C późno 34~36 ℃; szybkość wentylacji jest 1: (0.1~0.2); wartość pH jest nie mniej niż 2.5; okres fermentacji jest dla 96h. Produkujących poziom kwasu jest 10%~14%, przekształcanie tempo jest 95%.
(2) Po zakończeniu fermentacji, będzie ogrzewany do 80 ℃w celu wyeliminowania pleśni, a następnie wysyła płyty i ramy prasy filtracyjnej do jasnego cieczy. Filtrat do 80 ℃, dodając węglan wapnia w proszku i zneutralizowane do wartości pH jest 5.0~ 5.5, i izolacji dla 0.5h. Następnie filtrowanie próżniowe, z 80 ℃ gorącej wody mycia cytrynian wapnia.
(3) roztwór kwasu, rafinowany pod ciągłym mieszaniem, wapnia kwasu cytrynowego dodano wody lub rozcieńczonego kwasu, a następnie powoli dodając kwas siarkowy, aż wartość pH wynosi 1,8, ogrzewane do 90 ℃ i podwójny punkt końcowy. Następnie dodać 1 do 3% kwasu cytrynowego węgla aktywowanego, izolacja na 0,5h, umieścić filtr sufitowy drenaż beczki, a 90 ℃hot wody mycia kwasu do pozostałości kwasu 0,5% następujące, mycie wodą (tj. rozcieńczonego kwasu) dla następnego roztworu kwasu przez. Wreszcie z 732 żywicy kationowymienne przez wymianę jonową, aby usunąć różne kationy.
(4)stężenie i krystalizacja, suche przez ciecz wymiany jonowej zawiera około kwasu cytrynowego 15%~20% w 55~60℃: próżni stężony do gęstości względnej jest 1.335 do 1.340, garnek krystalizacji. Z zamrożoną solanką chłodzenia do 36,6 ℃ wytrącania kryształu wody. Po oddzieleniu i krystalizacji, z niewielką ilością wody destylowanej do zawartości kwasu siarkowego jest poniżej 200 x 10 „. Wreszcie, w 35 ℃ suszenia gorącym powietrzem zakończone.

Opis

Kwas cytrynowy jest białym, krystalicznym, słabym kwasem organicznym obecnym w większości roślin i wielu zwierząt jako pośrednik w oddychaniu komórkowym. Kwas cytrynowy zawiera trzy grupy karboksylowe, co czyni go kwasem karboksylowym, a dokładniej kwasem trójkarboksylowym. Nazwa cytrus pochodzi od greckiegokedromelon oznaczającego jabłko melona dla owocu cytronu. Greckie prace wspominają kitron, kitrion lub kitreos dla owoców cytronu, który jest podłużnym owocem o długości kilku centymetrów z drzewa scrublikeCitrus medica. Cytryny i limonki mają wysoką zawartość kwasu cytrynowego, który może stanowić do 8% suchej masy owocu.
Kwas cytrynowy jest słabym kwasem i traci jony wodorowe ze swoich trzech grup karboksylowych (COOH)w roztworze.Utrata jonu wodorowego z każdej grupy w cząsteczce powoduje powstanie cytrynianu,C3H5O(COO)33? Cząsteczka kwasu cytrynowego tworzy również jony pośrednie, gdy jeden lub dwa atomy wodoru w grupach karboksylowych ulegają jonizacji.jon cytrynianowy łączy się z metalami tworząc sole, z których najczęstszą jest cytrynian wapnia. Kwas cytrynowy tworzy estry, tworząc różne cytryniany, na przykład cytrynian trimetylowy i cytrynian trietylowy.

Właściwości chemiczne

Kwas cytrynowy jest słabym kwasem organicznym o wzorze C6H8O7. Jest naturalnym środkiem konserwującym i jest również używany do nadawania kwaśnego lub kwaśnego smaku żywności i napojom bezalkoholowym. W biochemii, sprzężona zasada kwasu cytrynowego, cytrynian, jest ważna jako półprodukt w cyklu kwasu cytrynowego, który występuje w metabolizmie wszystkich organizmów tlenowych.
Kwas cytrynowy jest towarowym związkiem chemicznym, a ponad milion ton jest produkowany każdego roku przez fermentację. Stosowany jest głównie jako środek zakwaszający, jako środek aromatyzujący i jako środek chelatujący.

Właściwości chemiczne

KWAS CYTRYNOWY, białe krystaliczne ciało stałe, rozkłada się w wyższych temperaturach, sp gr 1.542. Kwas cytrynowy jest rozpuszczalny w H2O lub alkoholu i słabo rozpuszczalny w eterze. Związek ten jest kwasem trójzasadowym, tworzącym mono-, di- i tri- szeregi soli i estrów.

Występowanie

Kwas cytrynowy występuje w ilościach większych niż śladowe w różnych owocach i warzywach, zwłaszcza w owocach cytrusowych. Cytryny i limonki mają szczególnie wysokie stężenie tego kwasu; może on stanowić aż 8 % suchej masy tych owoców (około 47 g/L w sokach). Stężenie kwasu cytrynowego w owocach cytrusowych wynosi od 0,005 mol/l w przypadku pomarańczy i grejpfrutów do 0,30 mol/l w cytrynach i limonkach. W obrębie gatunku wartości te różnią się w zależności od odmiany i warunków, w jakich owoce były uprawiane.

Historia

Odkrycie kwasu cytrynowego przypisuje się Jabirowi ibn Hayyanowi (łac. Geber, 721-815). Kwas cytrynowy został po raz pierwszy wyizolowany w 1784 r. przez szwedzkiego chemika CarlaWilhelma Scheele (1742-1786), który skrystalizował go z soku cytrynowego.

Zastosowanie

Kwas cytrynowy jest środkiem zakwaszającym i przeciwutleniaczem produkowanym przez fermentację pleśniową roztworów cukru oraz przez ekstrakcję z soku cytrynowego, soku z limonek i pozostałości po konserwowaniu ananasów. jest dominującym kwasem w pomarańczach, cytrynach i limonkach. występuje w postaci bezwodnej i monohydratu. forma bezwodna krystalizuje się w gorących roztworach, a forma monohydratu krystalizuje się w zimnych (poniżej 36,5°c) roztworach. bezwodny kwas cytrynowy ma rozpuszczalność 146 g, a monohydrat kwasu cytrynowego ma rozpuszczalność 175 g/100 ml wody destylowanej w temperaturze 20°c. 1% roztwór ma ph 2.3 w 25°c. jest higroskopijnym, mocnym kwasem o cierpkim smaku. jest stosowany jako środek zakwaszający w napojach owocowych i gazowanych w stężeniu 0.25-0.40%, w serach w stężeniu 3-4% i galaretkach. jest stosowany jako przeciwutleniacz w ziemniakach instant, chipsach pszennych i paluszkach ziemniaczanych, gdzie zapobiega psuciu się poprzez zatrzymywanie jonów metali. jest stosowany w połączeniu z przeciwutleniaczami w przetwórstwie świeżych mrożonych owoców, aby zapobiec odbarwieniom.

Usługi

Kwas organiczny otrzymywany z cytryny lub limonki. Bezbarwne kryształy tego kwasu są rozpuszczalne w wodzie i alkoholu, ale słabiej w eterze. Był używany jako chemiczny ogranicznik, szczególnie w wywoływaczach do procesu kolodionowego i w roztworach azotanu srebra używanych do uczulania papierów solnych i albuminowych.

Zastosowanie

Kwas cytrynowy jest słabym kwasem organicznym, który jest znany jako towarowy środek chemiczny, ponieważ ponad milion ton jest produkowany każdego roku w drodze fermentacji mikologicznej na skalę przemysłową przy użyciu roztworów cukru surowego, takich jak melasa i szczepy Aspergillus niger. Kwas cytrynowy jest szeroko rozpowszechniony w roślinach oraz w tkankach i płynach zwierzęcych i występuje w ilościach większych niż łaska w różnych owocach i warzywach, a zwłaszcza w owocach cytrusowych, takich jak cytryna i limonka. Kwas cytrynowy jest stosowany głównie jako zakwaszacz, środek aromatyzujący i czynnik chelatujący.

Zastosowanie

Kwas cytrynowy ma właściwości ściągające i antyoksydacyjne. Może być również stosowany jako stabilizator produktu, regulator pH i środek konserwujący o niskim potencjale uczulającym. Zazwyczaj nie jest drażniący dla normalnej skóry, ale może powodować pieczenie i zaczerwienienie, gdy jest stosowany na spierzchniętą, popękaną lub w inny sposób zmienioną zapalnie skórę. Uzyskuje się go z owoców cytrusowych.

Definicja

ChEBI: Kwas trójkarboksylowy, który jest kwasem propano-1,2,3-trójkarboksylowym posiadającym podstawnik hydroksylowy w pozycji 2. Jest to ważny metabolit w szlaku wszystkich organizmów tlenowych.

Przygotowanie

Przez fermentację mykologiczną z wykorzystaniem melasy i szczepów Aspergillus niger; z soków cytrusowych i odpadów ananasowych

Produkcja biotechnologiczna

Fermentacja jest technologią z wyboru dla syntezy kwasu cytrynowego. Różne bakterie (np. Arthrobacter paraffinens i Bacillus licheniformis), grzyby nitkowate (np. Aspergilus niger i Penicillium citrinum) i drożdże (np. Candida tropicalis i Yarrowia lipolytica) są zdolne do wytwarzania kwasu cytrynowego. Ze względu na wysoką produktywność i łatwą obróbkę, kwas cytrynowy jest zwykle wytwarzany w drodze fermentacji z A. niger. Na przykład, stężenie produktu 114 g.L-1 w ciągu 168 godzin zostało osiągnięte przez hodowlę A. niger GCMC 7 na melasie trzcinowej. Na skalę przemysłową stosuje się hodowlę zanurzoną, fermentację powierzchniową i fermentację w stanie stałym.
Generalnie, melasa, hydrolizat skrobiowy i skrobia są stosowane jako substraty.Jednakże, istnieją różne badania nad alternatywnymi surowcami. Fermentacja w stanie stałym niedrogich odpadów rolniczych jest jedną z możliwości. Na przykład, wysoka wydajność do 88% została osiągnięta przy użyciu wytłoków winogronowych jako substratu. Kluczowe znaczenie ma obniżenie kosztów odzyskiwania produktu. Opisano różne metody wykorzystujące wytrącanie, ekstrakcję rozpuszczalnikową, adsorpcję lub odzyskiwanie produktu in situ. Jednym z interesujących procesów może być krystalizacja in situ kwasu cytrynowego podczas fermentacji w celu poprawy ekonomiki.

Wartości progowe zapachu

Przez fermentację mikologiczną przy użyciu melasy i szczepów Aspergillus niger; z soków cytrusowych i odpadów ananasowych

Ogólny opis

Bezbarwne, bezwonne kryształy o kwaśnym smaku. Gęstsze od wody.

powietrze &woda Reakcje

Czysty materiał jest wrażliwy na wilgoć (ulega powolnej hydrolizie) Rozpuszczalny w wodzie.

Profil reaktywności

Kwas cytrynowy reaguje z utleniaczami, zasadami, środkami redukującymi i azotanami metali . Reakcje z azotanami metali są potencjalnie wybuchowe. Ogrzewanie do punktu rozkładu powoduje emisję ostrego dymu i oparów .

Zagrożenie dla zdrowia

Wdychanie pyłu powoduje podrażnienie nosa i gardła. Kontakt z oczami powoduje podrażnienie.

Zagrożenie pożarowe

Zachowanie się w ogniu: Topi się i rozkłada. Reakcja nie jest niebezpieczna.

Działanie biologiczne

Powszechnie stosowany odczynnik laboratoryjny

Zastosowania biotechnologiczne

Cykl kwasu cytrynowego
Cytrynian, sprzężona zasada kwasu cytrynowego jest jednym z szeregu związków biorących udział w fizjologicznym utlenianiu tłuszczów, białek i węglowodanów do dwutlenku węgla i wody.
Ten cykl reakcji chemicznych jest kluczowy dla prawie wszystkich reakcji metabolicznych i jest źródłem dwóch trzecich energii pochodzącej z pożywienia w organizmach wyższych. Hans Adolf Krebs otrzymał 1953 Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycie. Seria reakcji znana jest pod różnymi nazwami, w tym „cykl kwasu cytrynowego”, „cykl Krebsa” lub „cykl Szent-Gy?rgyi – Krebsa” i „cykl kwasu trójkarboksylowego (TCA)”.
Inne role biologiczne
Cytrynian jest krytycznym składnikiem kości, pomagającym regulować wielkość kryształów wapnia.

Profil bezpieczeństwa

Trucizna drogą dożylną. Umiarkowanie toksyczny przy podawaniu podskórnym i dootrzewnowym. Łagodnie toksyczny po połknięciu. Działa silnie drażniąco na oczy i umiarkowanie drażniąco na skórę. Drażniący kwas organiczny, pewne właściwości uczulające. Łatwopalna ciecz. Potencjalnie wybuchowa reakcja z azotanami metali. Po podgrzaniu do rozkładu wydziela ostry dym i opary.