SİTRİK ASİT

Sitrik asit, çoğu bitkide ve birçok hayvanda hücresel solunumda ara madde olarak bulunan beyaz, kristal yapılı, zayıf bir organik asittir.
Sitrik asit, üç karboksil grubu içerdiğinden karboksilik, daha spesifik olarak trikarboksilik bir asittir.
Narenciye adı, limon meyvesi için kullanılan Yunanca kedromelon yani kavun elması kelimesinden gelir.

CAS: 77-92-9
MF: C6H8O7
MW: 192.12
EINECS: 201-069-1

Eş anlamlılar
BETZ 6251;BETZ 0623;SİTRİK ASİT %99,5+ FCC;SİTRİK ASİT, 500MG, SAF;Sitrik asit, susuz, analiz için ACS, %99,6;Sitrik asit, susuz, analiz için, %99,5;Sitrik asit, susuz, saf, %99;susuzsitrikasit

Yunan eserlerinde, çalı benzeri ağaç Citrus medica'dan elde edilen, birkaç inç uzunluğunda dikdörtgen bir meyve olan turunçgil meyvesi için kitron, kitrion veya kitreos'tan bahsedilir.
Limon ve misket limonu yüksek sitrik asit içeriğine sahiptir ve bu, meyvenin kuru ağırlığının %8'ine kadarını oluşturabilir.
Sitrik asit zayıf bir asittir ve çözeltide üç karboksil grubundan (COOH) hidrojen iyonlarını kaybeder.
Moleküldeki her gruptan bir hidrojen iyonunun kaybı, sitrat iyonu, C3H5O(COO)33 ile sonuçlanır.
Sitrik asit molekülü ayrıca, karboksil gruplarındaki bir veya iki hidrojen atomu iyonlaştığında ara iyonlar da oluşturur. Sitrat iyonu, tuzlar oluşturmak için metallerle birleşir; bunların en yaygını kalsiyum sitrattır.
Sitrik asit, çeşitli sitratlar üretmek için esterler oluşturur; örneğin trimetil sitrat ve trietil sitrat.

Sitrik asit, 2. pozisyonda bir hidroksi sübstitüenti taşıyan propan-1,2,3-trikarboksilik asit olan bir trikarboksilik asittir.
Sitrik asit, tüm aerobik organizmaların yolunda önemli bir metabolittir.
Sitrik asit, gıda asitliği düzenleyici, şelatlayıcı, antimikrobiyal ajan ve temel bir metabolit olarak rol oynar. Sitrik asit, bir sitrat(1-) ve bir sitrat anyonunun konjuge asididir.
Sitrik asit, C6H8O7 formülüne sahip organik bir bileşiktir.
Sitrik asit, renksiz, zayıf bir organik asittir.
Sitrik asit, turunçgillerde doğal olarak bulunur.
Biyokimyada, sitrik asit, tüm aerobik organizmaların metabolizmasında meydana gelen sitrik asit döngüsünde bir ara maddedir.
Her yıl iki milyondan fazla ton sitrik asit üretilmektedir.
Sitrik asit, yaygın olarak asitlendirici, aroma verici, koruyucu ve şelatlayıcı madde olarak kullanılır.

Sitrat, sitrik asidin bir türevidir; yani, sitrik asit çözeltilerinde ve tuzlarında bulunan tuzlar, esterler ve çok atomlu anyondur.
Bir örnek olarak, tuz trisodyum sitrattır; ester ise trietil sitrattır.
Sitrat trianyonu bir tuzun parçası olduğunda, sitrat trianyonunun formülü C6H5O73– veya C3H5O(COO)33– olarak yazılır.
Sitrik asit, zayıf bir organik asit olan organik bir bileşiktir.
Sitrik asit, ekşi bir tada sahip, renksiz, kokusuz bir katıdır.
Sitrik asit, sitrik asit döngüsü ve yağ asidi metabolizması da dahil olmak üzere birçok biyokimyasal reaksiyonda yer alır.
Sitrik asit, limon, misket limonu ve greyfurt gibi birçok turunçgil meyvesinde bulunur.
Sitrik asit ayrıca antioksidan özelliklere sahiptir ve iltihap önleyici bir madde olarak işlev görür.
Sitrik asit, gıda koruyucularına veya limonata veya sirke gibi asidik gıdalara eklenen sitratların ve sitrat tuzlarının üretiminde kullanılır.
Sitrik asit, su moleküllerindeki hidratlanmış elektronlarla reaksiyona giren floresan problar kullanılarak su buharı konsantrasyonunu ölçmek için kullanılabilir.
Sitrik asit ayrıca biyomedikal araştırmalarda ve biyoteknolojide enzim inhibitörü veya aktivatörü olarak elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) uygulamalarına da sahiptir.

Tarihçe
Sitrik asidin keşfi Jabir ibn Hayyan'a atfedilir.
Sitrik asit ilk olarak 1784 yılında İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele tarafından limon suyundan kristalleştirilerek izole edilmiştir.
Monohidrat formunun sıcak konsantre çözeltisinin soğutulmasıyla elde edilen susuz sitrik asidin kristal yapısı, ilk olarak 1934 yılında Yuill ve Bennett tarafından X-ışını kırınımı ile aydınlatılmıştır.
1960 yılında Nordman ve çalışma arkadaşları, susuz formda asidin iki molekülünün her bir monomerin iki –COOH grubu arasında hidrojen bağları yoluyla bağlandığını öne sürmüşlerdir.

Kimyasal Özellikler
Sitrik asidin monohidrat olarak bulunduğu bilinmektedir, ancak susuz formu sıcak sudan kristalleştirme yoluyla elde edilebilir.
Su, yaklaşık 80 °C'ye ısıtılarak monohidrattan uzaklaştırılıp anhidrata dönüştürülebilir; ancak bu işlem, yaklaşık %50 veya daha düşük nem oranlarında, ortam sıcaklıklarında zamanla yavaşça tuzlanma yoluyla da gerçekleşebilir.
Sitrik asit, 15 °C'de mutlak (susuz) etanolde (100 kısım etanolde 76 kısım sitrik asit) çözünür.
Sitrik asit, yaklaşık 175 °C'nin üzerinde karbondioksit kaybıyla bozunur.

Sitrik asit, sıfır iyonik kuvvete ekstrapole edilmiş pKa değerleri 25 °C'de sırasıyla 3,128, 4,761 ve 6,396 olan üç protonlu bir asittir.
Hidroksil grubunun pKa değeri, 13C NMR spektroskopisi yoluyla 14,4 olarak bulunmuştur.
Türleşme diyagramı, sitrik asit çözeltilerinin yaklaşık pH 2 ile pH 8 arasında tampon çözeltiler olduğunu göstermektedir.
pH 7 civarındaki biyolojik sistemlerde, mevcut iki tür sitrat iyonu ve monohidrojen sitrat iyonudur. SSC 20X hibridizasyon tamponu yaygın olarak kullanılan bir örnektir.
Biyokimyasal çalışmalar için derlenmiş tablolar mevcuttur.
Tersine, 1 mM'lik bir sitrik asit çözeltisinin pH'ı yaklaşık 3,2 olacaktır.
Portakal ve limon gibi turunçgillerden elde edilen meyve sularının pH'ı, sitrik asit konsantrasyonuna bağlıdır; daha yüksek sitrik asit konsantrasyonu daha düşük bir pH ile sonuçlanır. Sitrik asidin asit tuzları, bileşiğin kristalleştirilmesinden önce pH'ın dikkatlice ayarlanmasıyla hazırlanabilir.

Sitrat iyonu, metalik katyonlarla kompleksler oluşturur.
Bu komplekslerin oluşumu için kararlılık sabitleri, şelat etkisi nedeniyle oldukça büyüktür.
Sonuç olarak, sitrik asit alkali metal katyonlarıyla bile kompleksler oluşturur.
Bununla birlikte, üç karboksilat grubunun tamamı kullanılarak bir şelat kompleksi oluşturulduğunda, şelat halkaları genellikle daha küçük şelat halkalarına göre termodinamik olarak daha az kararlı olan 7 ve 8 üyeli halkalara sahiptir.
Sonuç olarak, hidroksil grubu deprotonize edilebilir ve amonyum demir sitratta olduğu gibi daha kararlı 5 üyeli bir halkanın bir parçasını oluşturabilir, [NH+4]5Fe3+(C6H4O4−7)2·2H2O.
Sitrik asit, üç karboksilik asit grubundan bir veya daha fazlasında esterleştirilerek çeşitli mono-, di-, tri- ve karışık esterler oluşturabilir.

Sitrik Asit Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: 153-159 °C (literatür)
Kaynama noktası: 310 °C (ayrışma)
Yoğunluk: 560 kg/m³
Yoğunluk: 20 °C'de 1,67 g/cm³
Buhar yoğunluğu: 7,26 (havaya göre)
Buhar basıncı: <0,1 hPa (20 °C)
Kırılma indisi: 1,493~1,509
FEMA: 2306 | SİTRİK ASİT
Fp: 100 °C
Depolama sıcaklığı: 2-8 °C
Çözünürlük: Sitrik asit ayrıca 15 °C'de mutlak (susuz) etanolde (100 kısım etanolde 76 kısım sitrik asit) çözünür.
Şekil: Kum
pKa: 3,14 (20℃'de)
Renk: Beyaz
PH: 3,24 (1 mM çözelti); 2,62 (10 mM çözelti); 2,08 (100 mM çözelti);
Koku: Kokusuz
Koku Tipi: Kokusuz
Biyolojik Kaynak: Sentetik
Patlayıcı Limit: %8, 65°F
Suda Çözünürlük: Suda çözünür (10°C'de 1174 g/L, 30°C'de 1809 g/L, 80°C'de 3825 g/L).
Hassas: Higroskopik
λmax λ: 260 nm Amax: 0,20
λ: 280 nm Amax: 0,10
Merck: 14,2326
JECFA Numarası: 218
BRN: 782061
Henry Yasası Sabiti: 25℃'de 3,1×10¹⁵ mol/(m³Pa), Burkholder vd. (2019)
Kararlılık: Kararlı. Bazlar, güçlü oksitleyici maddeler, indirgeyici maddeler ve metal nitratlarla uyumsuz.
Kozmetik İçerik Fonksiyonları: ŞELATLAMA, KOKU TAMPONLAMA
Kozmetik İçerik İncelemesi (CIR): Sitrik asit (77-92-9)
InChI: 1S/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12)
InChIKey: KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N
LogP: -1.64
CAS Veritabanı Referansı: 77-92-9 (CAS Veritabanı Referansı)
NIST Kimya Referansı: 1,2,3-Propanetrikkarboksilik asit, 2-hidroksi-(77-92-9)
EPA Madde Kayıt Sistemi: Sitrik asit (77-92-9)

Sitrik Sitrik asit, suda %66, alkolde %33, eterde %3 oranında çözünür.
Propilen glikolde yaklaşık %20 oranında çözünür.
Neredeyse kokusuzdur.
Sulu çözeltisi, %0,02 ila %0,08 konsantrasyonlarında hoş, temiz bir asidik tada sahiptir. Sitrik asit, C6H8O7 formülüne sahip zayıf bir organik asittir.
Sitrik asit doğal bir koruyucudur ve ayrıca yiyeceklere ve alkolsüz içeceklere asidik veya ekşi bir tat vermek için kullanılır.
Biyokimyada, sitrik asidin konjuge bazı olan sitrat, tüm aerobik organizmaların metabolizmasında meydana gelen sitrik asit döngüsünde bir ara madde olarak önemlidir.
Sitrik asit, ticari bir kimyasaldır ve her yıl fermantasyon yoluyla bir milyondan fazla ton üretilmektedir.
Sitrik asit esas olarak asitlendirici, aroma verici ve şelatlayıcı madde olarak kullanılır.

Fiziksel Özellikler
Sitrik asit, beyaz kristal katı olup yüksek sıcaklıklarda bozunur, özgül ağırlığı 1,542'dir. Sitrik asit, H2O veya alkolde çözünür ve eterde az çözünür.
Sitrik asit, mono-, di- ve tri- seri tuzlar ve esterler oluşturan üç bazlı bir asittir.
Sitrik asit, turunçgillerde büyük miktarlarda bulunur ve endüstride yaygın olarak asitleştirici, aroma verici ve şelatlayıcı madde olarak kullanılır.
25 °C'de pKa değerleri 5,21, 4,28 ve 2,92'dir (sıfır iyonik kuvvete ekstrapole edilmiştir).
Sitrik asit, yaklaşık pH 2 ile pH 8 arasındaki çözeltiler için iyi bir tamponlama maddesidir.
Sitrik asit, birçok teknikte, elektroforezde (SSC Tamponu #), reaksiyonları durdurmak için, biyolojik saflaştırmalarda, kristalografide birçok tamponda popülerdir.
pH 7 civarındaki biyolojik sistemlerde bulunan iki tür, sitrat iyonu ve monohidrojen sitrat iyonudur.
1 mM'lik bir sitrik asit çözeltisinin pH'ı yaklaşık 3,2 olacaktır.

Kullanım Alanları
Sitrik asit büzücü ve antioksidan özelliklere sahiptir.
Sitrik asit ayrıca düşük hassasiyet potansiyeliyle ürün stabilizatörü, pH düzenleyici ve koruyucu olarak da kullanılabilir.
Sitrik asit normal ciltte genellikle tahrişe neden olmaz, ancak çatlamış, kurumuş veya iltihaplı cilde uygulandığında yanma ve kızarıklığa neden olabilir.
Sitrik asit turunçgillerden elde edilir.

Sitrik asit, şeker çözeltilerinin küf fermantasyonuyla ve limon suyu, misket limonu suyu ve ananas konserve kalıntısından ekstraksiyon yoluyla üretilen bir asitlendirici ve antioksidandır.
Sitrik asit, portakal, limon ve misket limonunda baskın asittir.
Sitrik asit susuz ve monohidrat formlarında bulunur.
Susuz form sıcak çözeltilerde kristalleşir ve monohidrat form soğuk (36,5°C'nin altında) çözeltilerden kristalleşir.
Susuz sitrik asidin çözünürlüğü 20°C'de 100 ml damıtılmış suda 146 g, monohidrat sitrik asidin çözünürlüğü ise 175 g/100 ml'dir.
%1'lik bir çözeltinin pH değeri 25°C'de 2,3'tür.
Sitrik asit higroskopik, güçlü ve ekşi bir asittir.
Sitrik asit, meyve sularında ve gazlı içeceklerde %0,25-0,40 oranında, peynirde %3-4 oranında ve jölelerde asitlendirici olarak kullanılır.

Sitrik asit, metal iyonlarını hapsederek bozulmayı önlediği hazır patates cipslerinde, buğday cipslerinde ve patates çubuklarında antioksidan olarak kullanılır.
Sitrik asit, taze dondurulmuş meyvelerin işlenmesinde renk bozulmasını önlemek için antioksidanlarla birlikte kullanılır.
Sitrik asit, endüstriyel ölçekte, melas ve Aspergillus niger suşları gibi ham şeker çözeltileri kullanılarak mikolojik fermantasyon yoluyla her yıl bir milyondan fazla ton üretilen, ticari bir kimyasal madde olarak bilinen zayıf bir organik asittir.

Sitrik asit, bitkilerde ve hayvan dokularında ve sıvılarında yaygın olarak bulunur ve özellikle limon ve misket limonu gibi turunçgillerde olmak üzere çeşitli meyve ve sebzelerde bol miktarda bulunur.
Sitrik asit esas olarak asitlendirici, aroma verici ve şelatlayıcı madde olarak kullanılır.
Sitrik asit ayrıca, özellikle kollodyum prosesi için geliştiricilerde ve tuzlu ve albümin kağıtlarını hassaslaştırmak için kullanılan gümüş nitrat çözeltilerinde kimyasal bir sabitleyici olarak da kullanılmıştır.

Yiyecek ve içecek
Sitrik asit, en güçlü yenilebilir asitlerden biri olduğu için, sitrik asidin baskın kullanımı, özellikle alkolsüz içecekler ve şekerlemelerde olmak üzere, yiyecek ve içeceklerde aroma verici ve koruyucu olarak kullanılmasıdır.
Avrupa Birliği'nde E330 numarasıyla gösterilir.
Çeşitli metallerin sitrat tuzları, birçok besin takviyesinde bu mineralleri biyolojik olarak kullanılabilir bir formda sunmak için kullanılır.
Sitrik asit 100 gramında 247 kcal enerji içerir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, gıda katkı maddesi olarak sitrik asit için saflık gereksinimleri, Amerika Birleşik Devletleri Farmakopesi (USP) tarafından yayınlanan Gıda Kimyasalları Kodeksi tarafından tanımlanır.

Sitrik asit, yağların ayrışmasını önlemek için dondurmaya emülsiyonlaştırıcı madde olarak, sukroz kristalleşmesini önlemek için karamele veya tariflerde taze limon suyu yerine eklenebilir.
Sitrik asit, hem ağızdan alınan (örneğin, tozlar ve tabletler) hem de kişisel bakım (örneğin, banyo tuzları, banyo bombaları ve yağ temizliği) için çok çeşitli efervesan formüllerde sodyum bikarbonat ile birlikte kullanılır.
Kuru toz halinde satılan sitrik asit, sofra tuzuna fiziksel benzerliği nedeniyle genellikle marketlerde ve bakkallarda "ekşi tuz" olarak satılır.
Sitrik asit, saf bir aside ihtiyaç duyulan durumlarda sirke veya limon suyuna alternatif olarak mutfak uygulamalarında kullanılır.
Sitrik asit, normalde bazik olan bir boyanın pH seviyesini dengelemek için gıda boyalarında da kullanılabilir.

Biyoteknolojik Uygulamalar
Sitrik asit döngüsü
Sitrik asidin konjuge bazı olan sitrat, yağların, proteinlerin ve karbonhidratların karbondioksit ve suya fizyolojik oksidasyonunda yer alan bir dizi bileşikten biridir.
Bu kimyasal reaksiyon dizisi, neredeyse tüm metabolik reaksiyonların merkezindedir ve yüksek organizmalarda gıdadan elde edilen enerjinin üçte ikisinin kaynağıdır.
Hans Adolf Krebs, bu keşif nedeniyle 1953 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü almıştır.
Reaksiyon dizisi, "sitrik asit döngüsü", "Krebs döngüsü" veya "Szent-Gyrgyi - Krebs döngüsü" ve "trikarboksilik asit (TCA) döngüsü" dahil olmak üzere çeşitli isimlerle bilinir.

Diğer Biyolojik Roller
Sitrat, kemiğin kritik bir bileşenidir ve kalsiyum kristallerinin boyutunu düzenlemeye yardımcı olur.

Faydaları
Sitrik asit bir vitamin veya mineral değildir ve diyette alınması gerekmez.
Bununla birlikte, askorbik asit (C vitamini) ile karıştırılmaması gereken sitrik asit, böbrek taşı olan kişiler için faydalıdır.
Sitrik asit, taş oluşumunu engeller ve oluşmaya başlayan küçük taşları parçalar.
Sitrik asit koruyucudur; idrarınızda ne kadar çok sitrik asit varsa, yeni böbrek taşı oluşumuna karşı o kadar korunmuş olursunuz.
Kalsiyum sitrat takviyelerinde ve bazı ilaçlarda (potasyum sitrat gibi) kullanılan sitrat, sitrik asit ile yakından ilişkilidir ve ayrıca taş oluşumunu önleme faydaları da vardır.
Bu ilaçlar idrarınızı alkalileştirmek için reçete edilebilir.

Hazırlanışı
Narenciye suları ve ananas atıklarından elde edilen melas ve Aspergillus niger suşları kullanılarak mikolojik fermantasyon yoluyla.

Biyoteknolojik Üretim
Sitrik asit sentezi için tercih edilen teknoloji fermantasyondur. Farklı bakteriler (örneğin Arthrobacter paraffinens ve Bacillus licheniformis), filamentli mantarlar (örneğin Aspergillus niger ve Penicillium citrinum) ve mayalar (örneğin Candida tropicalis ve Yarrowia lipolytica) sitrik asit üretebilir.
Yüksek verimlilik ve kolay kullanım nedeniyle, sitrik asit genellikle A. niger ile fermantasyon yoluyla üretilir.

Örneğin, A. niger GCMC 7'nin şeker kamışı melası üzerinde kültivasyonu ile 168 saat içinde 114 g.L-1'lik bir ürün konsantrasyonuna ulaşılmıştır.
Endüstriyel ölçekte, daldırma kültivasyonu, yüzey fermantasyonu ve katı hal fermantasyonu kullanılır.
Genel olarak, melas, nişasta hidrolizat ve nişasta substrat olarak kullanılır.
Ancak, alternatif hammaddeler için çeşitli çalışmalar mevcuttur.
Ucuz tarımsal atıkların katı hal fermantasyonu bir olasılıktır.
Örneğin, üzüm posası substrat olarak kullanılarak %88'e varan yüksek verimler elde edilmiştir.
Ürün geri kazanım maliyetini düşürmek çok önemlidir.
Çökeltme, çözücü ekstraksiyonu, adsorpsiyon veya yerinde ürün geri kazanımı kullanan farklı yöntemler tanımlanmıştır.
Ekonomikliği artırmak için fermantasyon sırasında sitrik asidin yerinde kristalleştirilmesi ilginç bir süreç olabilir.

Diğer organik bileşiklerin sentezi
Sitrik asit, birçok diğer organik bileşik için çok yönlü bir öncü maddedir. Dehidrasyon yolları itakonik asit ve anhidritini verir.
Sitakonik asit, itakonik asit anhidritinin termal izomerizasyonu yoluyla üretilebilir.
Gerekli itakonik asit anhidriti, sitrik asidin kuru damıtılmasıyla elde edilir.
Asonitik asit, sitrik asidin sülfürik asit kullanılarak dehidrasyonu ile sentezlenebilir:
(HO2CCH2)2C(OH)CO2H → HO2CCH=C(CO2H)CH2CO2H + H2O
Asetondikarboksilik asit ayrıca, sitrik asidin dumanlı sülfürik asitte dekarboksilasyonuyla da hazırlanabilir.