Sitrik Asidin Özellikleri :

Sitrik asit , bitki ve hayvanların bilinen metabolitleri olan doğal bir bileşiktir. Sitrik asit ; gıda , içecek ve ilaç sanayiinde geniş olarak kullanılan çok yönlü bir bileşiktir.

İlk olarak 1784 yılında , Scheele limon suyundan sitrik asidi izole etmiştir.1893 yılında Wehmer , fungusları şeker çözeltisinde çoğaldıktan sonra sitrik asit ürettiklerini göstermiştir. Günümüzde , mikrobial fermantasyonla ticari olarak sitrik asit üretimi üzerine çalışmalar geliştirilmektedir.

Sitrik Asit Üretimi :

Sitrik asit , tarihte , ilk defa limon suyundan kristallendirilerek ; daha sonra , mikrobiyal olarak elde edilmiştir.

Sitrik asidin ticari olarak mikrobiyal üretimi , 1923 yıllarında başlamıştır. Mikrobiyal üretim şeker ve tuz çözeltisinin yüzeyinde , Aspergillusniger mikroorganizması kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Kirk and Othmer 1993).

A. Yüzey kültürü

Şeker içeren steril ortam , çelik veya alüminyum tepsilere dökülerek özel odalara yerleştirilir. Bu odalar , sıcaklık kontrollü , nemli ve hava sirkikülasyonludur. Çoğaltılmış A.niger sporları ortama aşılanır ve 28-30O C sıcaklık , %40-60 nemde 8-12 gün bekletilir. Organizma çoğalır , bütün yüzeyi kaplar ve ortam asidikleşmeye başlar. Fermantasyon sonunda ortamın pH'ı ölçülür , sıvı boşaltılır ve sitrik asit kristallendirilir. Miseller taze ortama eklenerek tekrar kullanılır.

Yüzey prosesleri çok eski prosesler olmasına rağmen , hala kullanılmaktadır. Bunların yerini sıvı üretim prosesleri almaktadır.

B. Sıvı üretim prosesleri

Bu ana prosestir. Fermantörlerde aşılama yapılarak , karıştırma hızı ve havalanma hızı kontrol edilir. Fermantasyon süresi 25-30O C sıcaklıkta 3-5 güne kadar düşer. Fermantasyondan sonra , sitrik asit ekstraksiyonu için sıvı boşaltılır ; misel tekrar kullanılabilir.

Bu metot iki basamaklı prosestir. Bu proseste , önce sporlar çoğalma ortamına aşılanır. 3-4 gün sonra miseller ayrılır ve üretim ortamına eklenir. 25-30O C ‘da oksijen gönderilir ve 3-4 gün sonra sitrik asit ekstrakte edilir.

C. Katı hal fermantasyonu :

Bu proses ilk olarak 1935 Chan tarafından bulunmuştur. Uygulaması güç olduğundan endüstriye uygulanmamıştır.

Fermantasyon ortamı , uygun oranda şeker kamışı melası , patates veya et püresi gibi gözenekli katı materyale tutturulur. Daha sonra spor süspansiyonu aşılanır. Karışım , tepsilerde 25-30O C ‘da 6-7 gün inkübe edildikten sonra su ile ekstrakte edilerek deriştilir ve sitrik asit ekstrakte edilir.

Kimyasal özellikleri :

Sitrik asit , peroksitler , hipoklorit , persülfat , permanganat , periyodat , hipobromit , kromat , mangan dioksit ve nitrik asit gibi okside edici farklı maddelerin varlığında kolaylıkla okside olabilir. Sitrik asidin hidrojenasyona uğrayarak 1,2,3- propanetri karboksilik asit oluşur.

Trisodyum sitrat , sitrik asidin diğer tuzlarına göre , geniş olarak kullanılan tuzudur. Nötralleşme reaksiyonu oldukça yüksek ekzotermik bir reaksiyondur ( 1109 J/g sitrik asit ).

Sitrik asit , çok değerlikli metal iyonları ile şelatları oluşturacak pek çok kompleksler verirler. Bu önemli özelliğinden dolayı , sitrik asit veya sitratlar metal bulaşmasının kontrolünde kullanılır.

Metal iyonu normalde renkli olup ; sitrat varlığında ise , renksiz veya çok az renklidir. Farklı pH koşullarında metal hidroksitler çökelebilir ; sitrat kompleksi çözünebilir. Metal iyonları varlığında , organik moleküller katalitik olarak bozunabilir ; sitrik asit ile metal iyonları şelat oluşturarak kararlı kalabilir.

Şelat bir denge reaksiyonudur. Daima , şelat iyonlarıyla birlikte serbest halde metal iyonları da bulunabilir.

Sitrik asidin sulu çözeltisi karbon çeliklerine orta derecede korozif etki gösterir. Genellikle cam , fiberglas , polietilen , polipropilen , polivinil klorür ve çapraz bağlı vinil klorür gibi plastikler sitrik asitle korozyona uğramazlar.

Sitrik asit , bitki ve hayvan dokularında geniş olarak bulunur. Sitrik asit , bütün organizmalarda , Krebs çevrimiyle oluşur. Trikarboksilik asit çevrimi veya sitrik asit çevrimi , karbonhidratların , yağların veya proteinlerin suya dönüşümünü içerir. Bu çevrim , organizmanın büyümesi , hareket etmesi , kemosentezi ve yenilenmesi için gerekli enerjiyi sağlar. Aynı zamanda bu çevrim hücre sentezindeki amino asit ve yağlar gibi karbon içeren maddelerin sentezini de sağlar. Bir çok maya , mantar ve bakteri türü sitrik asit çevrimini içerir. Sitrik asit üretim prosesinde bunlardan maksimum ürün verecek türleri seçilir. Bu temele dayanarak , günümüzde sitrik asit üretmek için , ticari fermantasyon prosesleri geliştirilmektedir.

Sitrik Asidin Kullanım Alanları :

Sitrik asidin farklı gıda alanlarında ve endüstriyel uygulamalarda kullanımı çok fazladır. PH ayarlamak için , bir asit olarak ; pH'ı korumak ve kontrol etmek için , bir tampon olarak ; çok değerlikli metal iyonları ile kararlı bir kompleks yapı verecek şelatör olarak ; emülsiyonları ve diğer çok fazlı sistemleri kararlı kılmak için dağıtıcı madde ( dispersing agent ) olarak ; ayrıca , gıdalarda ve içecek ürünlerinde tat verici olarak kullanılır.

Sitrik asit , sodyum sitrat ve potasyum sitrat karbonatlı ve karbonatsız içeceklerde geniş olarak kullanılır. Meyve suyu , düşük kalorili içecekler ve susuzluk giderici içeceklerde , tek başına ve/veya sitrat tuzlarıyla birlikte tat verici ve antimikrobiyal korumayı artırmak amacıyla kullanılır.

Sitrik asit şekerlere ekşilik vermek için eklenir. Şekerin invesiyonunu önlemek ve maksimum jel dayanımını artırmak için , pektin jelli şekerlemelerde kullanılır. Taze sebzelerin enzimatik olarak kararmalarını önlemek için , sitrik asit ve askorbik asit karışımı kullanılır.