Acid Citric - C6H8O7

Axít citric hay axít xitric là một axít hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt. Trong hóa sinh học, nó là tác nhân trung gian quan trọng trong chu trình axít citric và vì thế xuất hiện trong trao đổi chất của gần như mọi sinh vật. Nó cũng được coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt môi trường và đóng vai trò của chất chống ôxi hóa.

Axít citric tồn tại trong một loạt các loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của chi Citrus. Các loài chanh có hàm lượng cao axít citric; có thể tới 8% khối lượng khô trong quả của chúng (1,38-1,44 gam trên mỗi aoxơ nước quả^[1]). Hàm lượng của axít citric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 mol/L đối với các loài cam và bưởi chùm tới 0,030 mol/L trong các loài chanh. Các giá trị này cũng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường gieo trồng.

Ở nhiệt độ phòng, axít citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại dưới dạng khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước (monohydrat). Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohydrat hình thành khi axít citric kết tinh từ nước lạnh. Dạng monohydrat có thể chuyển hóa thành dạng khan khi nung nóng tới trên 74 °C. Axít citric cũng hòa tan trong etanol khan tuyệt đối (76 phần axít citric trên mỗi 100 phần etanol) ở 15 °C.

Về cấu trúc hóa học, axít citric chia sẻ các tính chất của các axít cacboxylic khác. Khi bị nung nóng trên 175 °C, nó bị phân hủy để giải phóng điôxít cacbon và nước.

Đo đạc

Axít citric thường được thêm vào nước ngọt, bia, nước seltzer và xuất hiện tự nhiên trong nhiều loại nước quả. Điều này gây ra vấn đề trong đo lường do kỹ thuật đo đạc chuẩn cho đường là chiết suất. Chiết suất của đường và axít citric là gần như đồng nhất. Đối với các dạng nước ngọt và nước cam thì phép đo độ ngọt tốt nhất là tỷ lệ đường/axít. Gần đây, việc sử dụng các thiết bị nhạy hồng ngoại đã cho phép đo cả Brix (hàm lượng đường) và độ chua bằng phát hiện đường và axít citric thông qua các dao động phân tử đặc trưng của chúng và điều này cho phép đánh giá chính xác hơn độ ngọt của đồ uống.

Sản xuất

Trong kỹ thuật sản xuất này, hiện tại vẫn là công nghệ sản xuất công nghiệp chính cho axít citric, các mẻ cấy nấm Aspergillus niger được nuôi trong môi trường chứa sucroza hay glucoza để sinh ra axít citric. Nguồn đường là nước ngâm ngô cô đặc^[8], nước rỉ đường, tinh bột ngô thủy phân hay các dung dịch đường rẻ tiền khác^[9]. Sau khi nấm được lọc ra khỏi dung dịch được tạo thành, axít citric được cô lập bằng kết tủa nó với vôi tôi (hydroxit canxi) để tạo ra muối citrat canxi, từ đó axít citric được sinh ra bằng xử lý muối này với axít sulfuric.

Sử dụng

Năm 2007, tổng sản lượng sản xuất axít citric trên khắp thế giới là khoảng 1.700.000 tấn. Trên 50% sản lượng này được sản xuất tại Trung Quốc. Trên 50% được sử dụng như là chất tạo độ chua trong các loại đồ uống và khoảng 20% trong các ứng dụng thực phẩm khác, 20% cho các ứng dụng chất tẩy rửa và 10% cho các ứng dụng phi thực phẩm khác như hóa mỹ phẩm và công nghiệp hóa chất.

Phụ gia thực phẩm

Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, axít citric được sử dụng như là chất tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ uống nhẹ. Nó được ký hiệu bằng một số E là E330. Các muối citrat của các kim loại khác nhau được sử dụng để chuyển giao các khoáng chất này ở dạng có thể sử dụng được về mặt sinh học trong nhiều chất bổ sung dinh dưỡng. Các tính chất đệm của các citrat được sử dụng để kiểm soát pH trong các chất tẩy rửa dùng trong gia đình và trong dược phẩm. Tại Hoa Kỳ, độ tinh khiết của axít citric cần thiết để làm phụ gia thực phẩm được định nghĩa bởi Food Chemical Codex (FCC), được công bố trong Dược điển Hoa Kỳ (USP).

Làm mềm nước

Khả năng của axít citric trong chelat các kim loại làm cho nó trở thành hữu ích trong xà phòng và các loại bột giặt. Bằng sự chelat hóa các kim loại trong nước cứng, nó làm cho các chất tẩy rửa này tạo bọt và làm việc tốt hơn mà không cần phải làm mềm nước. Theo kiểu tương tự, axít citric được dùng để tái sinh các vật liệu trao đổi ion dùng trong các chất làm mềm nước bởi nó kết tủa các ion kim loại đã tích lũy như là các phức chất citrat.

An toàn

Axít citric được hầu hết các quốc gia và tổ chức quốc tế công nhận là an toàn để sử dụng trong thực phẩm. Nó hiện diện tự nhiên trong gần như mọi dạng sự sống, các lượng axít citric dư thừa dễ dàng trao đổi và bài tiết ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với axít citric khô hay đậm đặc có thể gây ra kích ứng da và mắt, vì thế bảo hộ lao động nên được sử dụng khi tiếp xúc với axít citric. Việc sử dụng quá nhiều axít citric cũng dễ làm tổn hại men răng^[16]. Tiếp xúc gần với mắt có thể gây bỏng và làm mất thị giác.

Đôi khi hàm lượng quá cao axít citric có thể gây tổn hại cho tóc, do nó mở lớp cutin của tóc. Nó có thể làm mất các chất cần thiết cho tóc và làm tóc bị bạc màu.