Ácido cítrico

Ácido Cítrico
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Concepto:Ácido cítrico, es un ácido tricarboxílico, cuya fórmula química es C6H8O7.

Ácido Cítrico. El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja. Su fórmula química es C6H8O7.

Es un buen conservante y antioxidante natural que se añade industrialmente como aditivo en el envasado de muchos alimentos como las conservas de vegetales enlatadas.

Introducción

El ácido cítrico en bioquímica aparece como un metabolito intermediario en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, proceso realizado por la mayoría de los seres vivos. Según la IUPAC el nombre químico del ácido cítrico es ácido 2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico.

  • Fórmula: C6H8O7
  • Peso molecular: 192.12352 g/mol
  • Índice de refracción: 1.3744
  • Punto de fusión: 153 °C
  • Calor de combustión: -474,5 Kcal/mol
  • Viscosidad: 2,549 cP
  • Densidad: 1,665 g/cm3 a 20ºC
  • Solubilidad en agua: 592.000 mg/L (a 20°C)
  • Apariencia: Cristal incolor
  • Olor: Inodor
  • Gusto: Ácido

Breve reseña histórica

El descubrimiento del ácido cítrico se atribuye al alquimista islámico Jabir Ibn Hayyan en el siglo octavo después de Cristo. Los eruditos medievales en Europa conocían la naturaleza ácida de los zumos de limón y de lima; tal conocimiento se registra en la enciclopedia Speculum Majus, en el siglo XIII, recopilado por Vincent de Beauvais. El ácido cítrico fue el primer ácido aislado en 1784 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele, que lo cristalizó a partir del jugo del limón. La producción de ácido cítrico a nivel industrial comenzó en 1860, basado en la industria italiana de los cítricos.

En 1860 comenzó a obtenerse el ácido cítrico de las frutas mediante el uso de sales de calcio. Este proceso tenía un rendimiento muy bajo. Eran necesarias de 30 a 40 toneladas de limones para obtener una tonelada de ácido cítrico. Tres décadas después se observó que algunos hongos producen ácido cítrico cuando crecen en un medio azucarado.

En 1880 la compañía Pfizer fundada por los hermano alemanes Charles Pfizer, Charles Erhart, comenzaron a fabricar ácido cítrico, utilizado por varias industrias, de ese tiempo, volviéndose de esta forman su producto mas importante.

En 1893, C. Wehmer descubrió que cultivos de penicillium podían producir ácido cítrico a partir de la sacarosa molecular. Sin embargo, la producción microbiana del ácido cítrico no llegó a ser industrialmente importante hasta la Primera Guerra Mundial que interrumpió las exportaciones italianas de limones. En 1917, el químico americano James Currie y Claudio Colán descubrió que ciertos cultivos de Aspergillus niger podían ser productores eficientes de ácido cítrico, y Pfizer comenzó la producción a escala industrial usando esta técnica dos años más tarde.

Propiedades físicas del Acido Cítrico

El ácido cítrico es un polvo cristalino blanco. Puede existir en una forma anhidra (sin agua), o como monohidrato que contenga una molécula de agua por cada molécula de ácido cítrico. La forma anhidra se cristaliza en el agua caliente, mientras que la forma monohidrato cuando el ácido cítrico se cristaliza en agua fría.

El monohidrato se puede convertir a la forma anhidra calentándolo sobre 74°C. La acidez del ácido cítrico es debida a los tres grupos carboxilos-COOH que pueden perder un protón en las soluciones. Si sucede esto, se produce un ion citrato. Los citratos son unos buenos controladores del pH de soluciones ácidas. Los iones citrato forman sales con muchos iones metálicos. Químicamente, el ácido cítrico comparte las características de otros ácidos carboxílicos. Cuando se calienta a más de 175°C, se descompone produciendo dióxido de carbono y agua y luego aparentemente desaparece.

El ácido cítrico tiene un fuerte sabor ácido no desagradable. Este ácido se obtiene por un proceso de fermentación. El ácido cítrico se obtenía originalmente por extracción física del ácido del zumo de limón.

Actualmente la producción comercial de ácido cítrico se realiza sobre todo por procesos de fermentación que utilizan dextrosa o melaza de caña de azúcar como materia prima y Aspergillus niger como organismo de fermentación. La fermentación puede llevarse a cabo en tanques profundos (fermentación sumergida, que es el método más común) o en tanques no profundos (fermentación de superficie). La fermentación produce ácido cítrico líquido que luego se purifica, concentra y cristaliza.

Obtención del Acido Cítrico

El ácido cítrico es obtenido principalmente en la industria gracias a la fermentación de azúcares como la sacarosa o la glucosa, realizada por un microorganismo llamado Aspergillus niger.

El proceso de obtención tiene varias fases como la preparación del sustrato de melaza, la fermentación aeróbica de la sacarosa por el aspergillus, la separación del ácido cítrico del sustrato por precipitación al añadir hidróxido de calcio o cal apagada para formar citrato de calcio. Después se añade ácido sulfúrico para descomponer el citrato de calcio. La eliminación de impurezas se realiza con carbón activado o resinas de intercambio iónico, se continúa con la cristalización del ácido cítrico, el secado o deshidratación y el empaquetado del producto.

Obtención sintética de ácido cítrico

Producción mundial de Acido Cítrico

El proceso para la obtención del ácido cítrico permite adentrarse en el amplio mundo de las industrias, pues cuenta con aspectos genéricos utilizados en la elaboración de muchos otros productos. Este proceso puede resultar muy interesante, pues el proceso es utilizado en la elaboración de muchos otros productos de gran utilidad. Este proceso es un claro ejemplo de la versatilidad de la ingeniería química, la cual interacciona con diversas ramas de la ciencia, en este caso con la microbiología, para obtener ácido critico utilizando una especie de hongo llamado Aspergillus Níger. Cerca del 92% de la producción de ácido cítrico mundial es elaborado por la Unión Europea, Estados Unidos, China y Guatemala.

Aplicaciones del Acido Cítrico

  • En la fabricación de bebidas como saborizante y regulador de pH; incrementa la efectividad de los conservantes microbianos.
  • En la elaboración de dulces y conservas como acidulante y regulador de pH para lograr una óptima gelificación.
  • En la fabricación de caramelos como acidulante y regulador de pH con el objetivo de alcanzar la máxima dureza de los geles.
  • En verduras procesadas en combinación con ácido Ascórbico, previene la oxidación.
  • En la congelación de alimentos pues inhibe el deterioro del sabor y el color.
  • En la confitería y repostería, se utiliza como acidulante, resaltador de sabores y para optimizar las características de los geles.

Efectos biológicos

Puede irritar la piel y los ojos.

Fuentes

  • Química industrial . Principios técnicos. EDITION LEIPZIG
  • ALDERETE, Juan Manuel. "Ácido Cítrico, el ingrediente que nos falta.", Alimentos Argentinos (12) www.alimentosargentinos.gov.ar