¿Qué es exactamente el ácido cítrico?
El ácido cítrico se utiliza como agente quelante en alimentos y medicinas, y también es un intermediario químico utilizado en refrescos, dulces, etc. , también utilizado como limpiador de metales y mordiente.
El ácido cítrico se encuentra ampliamente distribuido en el reino vegetal, como limones, grosellas, frambuesas, zumo de uva, etc. Puede extraerse de materias primas vegetales o elaborarse a partir de azúcar mediante fermentación con ácido cítrico.
Debido a que el ácido cítrico tiene un efecto irritante, el contacto puede provocar eczema.
El polvo de ácido cítrico y el aire pueden formar una mezcla que puede causar combustión cuando se expone a llamas abiertas, altas temperaturas o contacto con oxidantes.
Distribución Natural El ácido cítrico natural se encuentra en grandes cantidades en los limones. El ácido cítrico natural se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. El ácido cítrico natural se encuentra en frutas como limones, naranjas y piñas, así como en los huesos, músculos y sangre de los animales.
Muchos tipos de frutas y verduras, especialmente los cítricos, contienen altas cantidades de ácido cítrico, especialmente los limones y las limas, que contienen grandes cantidades de ácido cítrico, hasta un 8% cuando se secan (el contenido en el jugo es aproximadamente 47 g/l).
Entre los cítricos, el contenido de ácido cítrico oscila entre los 0,005 mol/L en mandarinas y uvas hasta los 0,30 mol/L en limones y limas.
Este contenido varía según las diferentes especies cultivadas y el crecimiento de las plantas.
Propiedades físicas y aspecto de los cristales de monohidrato de ácido cítrico
El ácido cítrico son cristales translúcidos incoloros, o partículas blancas, o polvo cristalino blanco, inodoro, aunque tiene un fuerte sabor amargo. agradable, ligeramente astringente.
Se erosiona gradualmente con el aire cálido y se deliques ligeramente con el aire húmedo.
Soluble en agua, etanol, benceno, ligeramente soluble en cloroformo, la solución acuosa es ácida.
La sal cálcica del ácido cítrico es más soluble en agua fría que en agua caliente y se suele utilizar para identificar y separar el ácido cítrico.
Estructura molecular tridimensional del ácido cítrico en forma cristalina
La morfología cristalina del ácido cítrico cambia con diferentes condiciones de cristalización, incluido el ácido cítrico anhidro C6.
El H8O7, así como el ácido cítrico 2C6H8O7 H2O, C6H8O7 H2O o C6H8O7·2H2O contienen agua de cristalización.
El ácido cítrico anhidro se puede obtener controlando la temperatura adecuada durante el proceso de cristalización.
El ácido cítrico comercial es principalmente ácido cítrico anhidro y ácido cítrico monohidrato.
El monohidrato de ácido cítrico es un producto obtenido por cristalización, separación y secado a partir de una solución acuosa a baja temperatura (inferior a 36,6°C). Tiene un peso molecular de 210,14, un contenido de agua cristalina del 8,58%. Punto de fusión de 70 ~ 75 °C y una densidad de 1,542.
A 20°C, 100g de agua pueden disolver 147g de yeso anhidro.
Cuando se coloca en aire seco, el agua de cristalización en la red cristalina se escapa y se desgasta.
Cuando los cristales de monohidrato de ácido cítrico se calientan lentamente, comienzan a perder agua a 50 ~ 70°C, y los cristales se ablandan y comienzan a derretirse a 70 ~ 75°C.
Cuando se calienta a 130 ℃, el agua de cristalización se pierde por completo y finalmente se derrite por completo en el rango de 135 ~ 152 ℃.
Cuando el monohidrato de ácido cítrico se calienta vigorosamente, se funde a 100 °C y se aglomera en ácido cítrico anhidro. Después de un calentamiento continuo, se funde con precisión a 153 °C.
Los cristales de ácido cítrico monohidrato son romboédricos y los cristales son de mayor tamaño.
El ácido cítrico anhidro cristaliza en una solución acuosa a alta temperatura (superior a 36,6 °C).
La temperatura crítica para la conversión del ácido cítrico monohidrato en ácido cítrico anhidro es 36,6 ± 0,15 ℃.
El peso molecular del ácido cítrico anhidro es 192,14 y el punto de fusión es 153°C.
La forma cristalina del ácido cítrico anhidro es un sistema monoclínico prisma-bipiramidal.
Propiedades químicas Hans Adolf Krebs Estructuralmente, el ácido cítrico es un compuesto de ácido tricarboxílico, por lo que tiene propiedades físicas y químicas similares a otros ácidos carboxílicos.
Al calentarse a 175°C, se descompondrá produciendo dióxido de carbono y agua, dejando algunos cristales blancos.
El ácido cítrico es un ácido orgánico fuerte con tres H.
Puede ionizarse; puede descomponerse en muchos productos calentándolo y reaccionar con ácidos, álcalis y glicerina.
El ácido cítrico es un compuesto importante en el proceso bioquímico que convierte grasas, proteínas y azúcares en dióxido de carbono.
Estas reacciones químicas son las reacciones centrales de casi todo el metabolismo y son la energía de los organismos superiores.
Hans Adolf Krebs ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953 por descubrir esta serie de reacciones.
Esta serie de reacciones se denomina "ciclo del ácido cítrico", "ciclo del ácido tricarboxílico" o "ciclo de Kjeldahl".
Principales usos El ácido cítrico es el ácido de mayor tamaño entre los ácidos orgánicos. Debido a sus propiedades físicas, químicas y derivadas, es el ácido orgánico más importante y se usa ampliamente en las industrias alimentaria, medicinal, química diaria y otras.
Ampliamente utilizado como agente ácido en alimentos y bebidas.
También se puede utilizar como materia prima y reactivos para cosméticos, agentes limpiadores de metales, mordientes, plastificantes no tóxicos e inhibidores de incrustaciones de calderas.
Sus principales productos salinos son el citrato de sodio, la sal de calcio y la sal de amonio. El citrato de sodio es un anticoagulante de la sangre y el citrato férrico de amonio puede reponer la sangre.
El ácido cítrico para la industria alimentaria es muy utilizado en la elaboración de repostería y bebidas. Debido a que el ácido cítrico tiene un sabor amargo suave y refrescante, se usa ampliamente en diversas bebidas, refrescos, vino, dulces, refrigerios, galletas, jugos enlatados, productos y otros alimentos.
De todos los mercados de ácidos orgánicos, el ácido cítrico tiene una cuota de mercado superior al 70%.
Una molécula de ácido cítrico de agua cristalizada se utiliza principalmente como agente aromatizante ácido en bebidas refrescantes, zumos de frutas, mermeladas, dulces de frutas y alimentos enlatados. También se puede utilizar como antioxidante en aceites comestibles.
El ácido cítrico se utiliza en la industria química como reactivo químico. El ácido cítrico se puede utilizar como reactivos de análisis químicos, reactivos experimentales, reactivos de análisis cromatográficos y reactivos bioquímicos en tecnología química. Utilizado como agente complejante y agente enmascarante utilizado en la preparación de soluciones tampón.
El ácido cítrico o citrato utilizado en la industria textil puede mejorar el rendimiento de los productos de lavado, precipitar rápidamente los iones metálicos, evitar que los contaminantes se vuelvan a adherir a los tejidos y mantener la alcalinidad necesaria para el lavado, dispersar y suspender el polvo; y la ceniza es un excelente agente quelante para mejorar el rendimiento del tensioactivo.
El ácido cítrico industrial se puede utilizar como reactivo para análisis químicos en tecnología química. La contaminación por formaldehído en la ropa es un tema muy delicado. Se pueden utilizar ácido cítrico y ácido cítrico modificado para producir agentes de acabado antiarrugas sin formaldehído para tejidos de algodón.
No sólo tiene un buen efecto antiarrugas, sino que también tiene un bajo coste.
Utilice un tampón de ácido cítrico y citrato de sodio respetuoso con el medio ambiente para la desulfuración de gases de combustión.
La solución tampón de ácido cítrico y citrato de sodio tiene baja presión de vapor, no toxicidad, propiedades químicas estables y alta tasa de absorción de SO2. Es un absorbente de desulfuración con gran valor de desarrollo.
El ácido cítrico utilizado en la alimentación de lechones para la producción ganadera puede destetar precozmente, aumentar la utilización del alimento entre un 5% y un 10% y aumentar el tamaño de la camada de las cerdas.
Añadir entre un 1% y un 2% de ácido cítrico a la dieta de cerdos en crecimiento y engorde puede aumentar la ganancia diaria de peso, reducir la relación alimento-carne, aumentar la digestibilidad de las proteínas, reducir el espesor de la grasa dorsal y mejorar la calidad y la calidad de la carne. características de la carcasa.
El citrato de tierras raras es un nuevo tipo de aditivo alimentario altamente eficiente, adecuado para cerdos, pollos, peces, camarones, ganado vacuno, ovejas, conejos, gusanos de seda y otros animales. Tiene las características de promover el crecimiento animal, mejorar la calidad del producto, mejorar la resistencia a las enfermedades y la tasa de supervivencia, mejorar la tasa de conversión alimenticia y acortar el ciclo alimentario.
El ácido cítrico utilizado en cosmética es un tipo de ácido de frutas que tiene como función principal acelerar la renovación de las cutículas. Comúnmente utilizado en líquidos, cremas, champús, productos blanqueadores, productos antienvejecimiento, productos para el acné, etc.
La renovación de la queratina ayuda a eliminar la melanina de la piel, reducir los poros y disolver los puntos negros.
Utilizado bajo la acción combinada del ácido cítrico y una temperatura de 80 °C, tiene un buen efecto para matar las esporas bacterianas y puede matar eficazmente las esporas bacterianas contaminadas en las tuberías de las máquinas de hemodiálisis.
El limón goza de la reputación de "Rey de la comida occidental". Tiene potentes funciones y es beneficioso para la higiene alimentaria. Sumado a su fragancia, a la gente siempre le ha gustado usarlo en platos fríos, ya que no solo es delicioso y refrescante, sino que también estimula el apetito.
El ácido cítrico utilizado en medicina puede encoger y fortalecer los capilares y reducir su permeabilidad. También puede mejorar la función de coagulación y el recuento de plaquetas, acortar el tiempo de coagulación y el tiempo de sangrado y tener cierto efecto hemostático.
En la industria farmacéutica se utiliza como agente refrescante medicinal para medir el potasio en sangre.
Precauciones de consumo: Como agente alimentario, el ácido cítrico es un ácido comestible que puede mejorar el metabolismo normal del cuerpo y es inofensivo para el cuerpo humano en dosis adecuadas.
Añadir ácido cítrico a algunos alimentos sabe muy bien y puede estimular el apetito.
Aunque el ácido cítrico no tiene ningún daño directo al cuerpo humano, puede promover la excreción y deposición de calcio en el cuerpo. El consumo prolongado de alimentos que contienen ácido cítrico puede provocar hipocalcemia.
Los niños manifiestan inestabilidad del sistema nervioso, excitabilidad y trastornos del sistema nervioso autónomo; los adultos sufren tetania, espasmos musculares, parestesia, picazón y síntomas gastrointestinales.
Si accidentalmente ingiere alimentos empapados en ácido cítrico industrial, los residuos químicos de los alimentos dañarán el sistema nervioso, inducirán enfermedades alérgicas e incluso provocarán cáncer.
El ácido cítrico rara vez se consume en bebidas o alimentos y es básicamente inofensivo para el cuerpo humano.
Una breve historia de su producción El descubrimiento del ácido cítrico en Jabir ibn Hayan comenzó con el alquimista iraní Jabir en el siglo VIII.
En 1784, C.W. Scheler cristalizó y aisló por primera vez ácido cítrico del zumo de limón.
En 1890, la fábrica italiana de zumo de limón inició la industria del ácido cítrico.
En 1893, C. Wehmer descubrió que el Penicillium podía utilizar el azúcar como materia prima para producir ácido cítrico.
En 1917, el químico alimentario estadounidense James Currie descubrió que ciertos tipos de Aspergillus niger pueden producir ácido cítrico de manera eficiente.
Dos años después, Pfizer comenzó a producir ácido cítrico utilizando esta tecnología.
En 1923, la American Fizer Company construyó la primera fábrica del mundo para la producción de ácido cítrico mediante fermentación en plato poco profundo de Aspergillus niger.
Antes de 1950, el ácido cítrico se producía mediante fermentación en plato poco profundo.
En 1952, el Laboratorio Myers de Estados Unidos utilizó el método de fermentación sumergida para producir ácido cítrico a gran escala.
Después se fue estableciendo paulatinamente la fermentación líquida sumergida.
La fermentación sumergida tiene las ventajas de ciclo corto, alto rendimiento, ahorro de mano de obra, espacio reducido, fácil control y continuidad de los instrumentos, etc., y se ha convertido en el método principal para la producción de ácido cítrico.
El ácido cítrico se desarrolló en China en 1942. La fermentación del ácido cítrico en las dinastías Tang, Teng y Han es el registro más antiguo en China.
Del 65438 al 0952, Cynthia y otros comenzaron a utilizar Aspergillus niger para fermentar ácido cítrico en platos poco profundos.
Durante 1966, el Instituto de Microbiología Industrial de Tianjin y el Instituto de Microbiología Industrial de Shanghai llevaron a cabo sucesivamente investigaciones experimentales sobre la fermentación sumergida de ácido cítrico con harina de patata seca de Aspergillus niger y lograron éxito, identificando así las principales fuentes. de producción de ácido cítrico en mi país.
La fermentación sumergida de polvo seco de papa con ácido cítrico es una tecnología avanzada única en mi país. Tiene materias primas ricas, proceso simple, sin nutrientes y alto rendimiento.
En 1970, los institutos de investigación de Tianjin, Shanghai, Shenyang, Changzhou y otros lugares utilizaban Candida lipolytica.
La levadura lipolítica) se utiliza para fermentar el aceite de parafina (n-alcanos) para producir ácido cítrico.
En 1979, Xu Ziyuan y otros detectaron una cepa mutante de Candida lipolytica que era sensible al ácido fluoroacético. La actividad de la hidratasa del ácido aconítico es muy baja y la proporción de producción de ácido cítrico aumenta del 50% al 80%, aumentando así la producción de ácido cítrico de la fermentación del petróleo.
Método de producción del proceso de fermentación del ácido cítrico
La tecnología de producción de ácido cítrico se divide en tres métodos: método de extracción de fruta, método químico y método de fermentación biológica.
El ácido cítrico se extrae de frutas con alto contenido en ácido cítrico como limones, naranjas y manzanas.
Este método es costoso y no favorece la producción industrial.
Método químico Este método se basa en la química del dicloruro o cetena.
Este método tiene un proceso complejo, alto coste y baja seguridad.
Aspergillus niger produce ácido cítrico mediante fermentación biológica en un medio que contiene sacarosa o glucosa.
Las fuentes de azúcar incluyen jarabe de maíz, caldo de fermentación de melaza, hidrolizado de harina de maíz u otras soluciones de azúcar económicas.
Después de retirar el molde, agregue hidróxido de calcio a la solución restante para hacer reaccionar el ácido cítrico para formar un precipitado de citrato de calcio. Después de separar el precipitado, agregue ácido sulfúrico para obtener ácido cítrico.
Información básica del estándar nacional Número de estándar Número de estándar: GB/ T8269-2006 Nombre del estándar chino Título del estándar en China: Citricacid Nombre del estándar en inglés: ácido cítrico Fecha de lanzamiento: 2006-7-18 Fecha de implementación: 2006-12 -1 fecha de primera emisión.
: 1987-10-19 Estado del estándar: Fecha de confirmación de la revisión actual: Número de plan Número de plan: 20031594-T-607 Reemplaza el número de estándar nacional Estándar de reemplazo: GB/T8269-1998 Reemplaza con el número de estándar nacional Estándar de reemplazo: Fecha de abolición: Adopta estándares internacionales El número adopta el número de estándar internacional: BP-98, USP-27 adopta el nombre del estándar y adopta el nombre del estándar internacional: Farmacopea Británica, USP Aplicabilidad: NEQ adopta el estándar internacional adopta el estándar internacional: estándar avanzado extranjero Clasificación Estándar Internacional Número (ICS): 67.220.10 Número de clasificación estándar china (CCS) precio exacto (yuan) precio (yuan): Gobernador del departamento competente: Administración Nacional de Normalización Comité Técnico: Redacción Comité Técnico Nacional de Normalización de la Industria Alimentaria Miembro: Anhui Fengyuan Biochemical Company , Shandong Rizhao Taishan Jiejing Biochemical Company, Jiangsu Yixing Xielian Biochemical Company, Instituto de Investigación de la Industria de Fermentación de Alimentos de China Alcance Esta norma especifica el nombre químico, la fórmula molecular, la fórmula estructural y el peso molecular relativo, la clasificación del producto, los requisitos, los métodos de análisis, las reglas de inspección y el marcado. , embalaje, transporte y almacenamiento.
Esta norma se aplica a los productos de ácido cítrico fermentados a partir de almidón o azúcar.
Al citar esta norma, las disposiciones de los siguientes documentos pasan a ser disposiciones de la presente norma.
Para documentos de referencia fechados, todas las modificaciones posteriores (excluidas las erratas) o revisiones no se aplican a esta norma. Sin embargo, se alienta a las partes de un acuerdo basado en este estándar a investigar si se pueden aplicar las últimas versiones de estos documentos.
Para documentos de referencia sin fecha, se aplica la última versión de esta norma.
GB/T191 Señales gráficas de embalaje, almacenamiento y transporte (GB/T191-2000, Eqviso 780:1997) GB/t 601 GB/T602 Solución estándar para determinación de impurezas de reactivo químico GB/T603 Reactivo químico GB/t606 Método general para la determinación de la humedad Método de prueba Karl Fischer GB/T500 Se deben construir instalaciones de protección ambiental que sean adecuadas para la escala de producción y la descarga de los principales contaminantes debe cumplir con los estándares de emisión nacionales. Las empresas que no cumplan con los estándares serán suspendidas o limitadas en su producción y sancionadas de acuerdo con las leyes de protección ambiental pertinentes.
La industria del ácido cítrico implementa los estándares pertinentes en el "Estándar integrado de descarga de aguas residuales" y el "Estándar integrado de emisión de contaminación del aire".
Según la situación actual, los principales contaminantes emitidos por las empresas (es decir, DQO en el agua, humo y dióxido de azufre en los gases de escape) deben cumplir con los estándares de emisión nacionales.
Después del tratamiento anaeróbico, las aguas residuales de ácido cítrico de alta concentración y las aguas residuales orgánicas de baja concentración se mezclan en el tanque de oxidación de contacto y luego ingresan al sistema de flotación de aire. La DQO del efluente final debe alcanzar el estándar secundario de la industria de fermentación de la empresa recientemente ampliada (DQO≤300 mg/L, SS≤200 mg/L, pH = 6 ~ 9).