Axit citric là gì? Tính chất và công dụng của axit citric

Không chỉ là một chất tạo vị chua tự nhiên, acid citric còn có nhiều tính chất hóa học và ứng dụng đa dạng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá sâu hơn về hóa chất acid citric là gì, từ cấu trúc phân tử đến các tính chất đặc trưng, cũng như vai trò của chúng trong cuộc sống hàng ngày. Bên cạnh đó, chúng ta cũng sẽ xem xét các phương pháp sản xuất acid citric và những lợi ích tiềm năng mà hợp chất này mang lại cho sức khỏe con người.

Acid citric là gì?

Axit Citric hay còn gọi là axit citric hoặc axit chanh là một axit yếu với công thức hóa học C₆H₈O₇, thuộc nhóm axit hydroxy (AHA). Nó có thể tồn tại dưới dạng monohydrat hoặc khan (không chứa nước). Axit này thường có mặt trong các loại trái cây họ cam quýt như chanh, cam, và các loại trái cây khác.

Axit Citric là một axit tribasic, không mùi, có vị chua và xuất hiện dưới dạng chất rắn kết tinh màu trắng với cấu trúc tinh thể đơn nghiêng. Lần đầu tiên, axit này được nhà hóa học Carl Wilhelm Scheele phân lập vào năm 1784. Vì có ngoại quan giống muối ăn, axit citric thường được bán trên thị trường dưới dạng muối chua.

Xem thêm: Axit citric monohydrate C₆H₈O₇.H₂O

Acid citric là chất gì ?

Nguồn gốc của axit citric

Axit citric được chiết xuất đầu tiên từ nước cốt chanh vào cuối thế kỷ 18 bởi nhà hóa học người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele. Đến năm 1893, nhà hóa học người Đức Wehmer phát hiện ra rằng axit citric cũng có thể được sản xuất thông qua quá trình lên men các loại đường bằng vi sinh vật.

Ngày nay, hầu hết axit citric trên thị trường được sản xuất công nghiệp nhờ phương pháp lên men vi sinh với nấm mốc Aspergillus niger, nhờ đó sản phẩm được sản xuất nhanh chóng và với số lượng lớn để phục vụ cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, và công nghiệp.

Axit citric (C6H8O7) có ở đâu trong tự nhiên?

Axit citric là một axit tự nhiên phổ biến trong nhiều loại thực phẩm, đặc biệt là ở các loại trái cây có vị chua như chanh, cam, bưởi, và chanh dây. Các loại quả mọng như dâu tây, mâm xôi, cùng một số rau củ như cà chua và ớt chuông cũng chứa axit citric nhưng với hàm lượng thấp hơn.

Không chỉ có mặt trong thực phẩm, axit citric còn tồn tại trong cơ thể người và các sinh vật khác, đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của tế bào thông qua chu trình Krebs.

Axit citric xuất hiện rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau

Công thức cấu tạo của axit citric

Axit citric có cấu trúc gồm một gốc chính chứa ba nhóm -COOH (axit carboxylic) và một nhóm -OH (hydroxyl), liên kết với nhau trên một khung carbon.

Cấu trúc chi tiết của axit citric có thể được mô tả như sau:

• Công thức cấu tạo đầy đủ:
  HOOC-CH₂-C(OH)(COOH)-CH₂-COOH

• Ở trung tâm là một nhóm -C(OH)- gắn với ba nhánh: hai nhóm -CH₂-COOH ở hai bên và một nhóm -OH ở giữa.

Tính chất của acid citric

Tính chất hóa học

Axit citric là một axit hữu cơ có tính axit nhẹ, thường xuất hiện trong tự nhiên. Khi tan trong nước, nó tạo thành các ion hydronium (H₃O⁺) và citrat (C₆H₅O₇^3-). Phản ứng này thể hiện tính chất axit của axit citric công thức sau:

C₆H₈O₇⋅H₂O + H₂O ⇌ H₃O⁺ + C₆H₅O₇³⁻

Axit citric còn có tính oxi hóa, nghĩa là nó có thể tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử. Một ví dụ điển hình là khi axit citric oxi hóa glucose, sản phẩm tạo thành gồm có khí CO2 và nước, chứng minh khả năng của nó trong quá trình oxi hóa:

C₆H₁₂O₆ + C₆H₈O₇⋅H₂O→6CO₂ + 8H₂O + C₆H₈O₇

Ngoài ra, axit citric còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại như canxi (Ca2+), sắt (Fe2+), và kẽm (Zn2+), giúp ổn định các ion này trong dung dịch. Phản ứng tạo phức với ion canxi có thể biểu diễn như sau:

C₆H₈O₇⋅H₂O + 3Ca²⁺→C₆H₅Ca₃O₇ + 2H₂O

Công thức cấu tạo của acid citric

Tính chất vật lý

Bên cạnh tính chất hóa học, tính chất vật lý của acid citric như sau:

• Về mặt vật lý, axit citric monohydrate xuất hiện dưới dạng tinh thể màu trắng hoặc trong suốt, với hương vị chua, tươi mát và hơi ngọt. 
• Khối lượng phân tử của nó khoảng 210.14 g/mol, một thông số quan trọng khi tính toán nồng độ dung dịch và các phản ứng hóa học.
• Axit citric monohydrate có điểm nóng chảy khoảng từ 153°C đến 159°C, điểm nóng chảy này cho thấy hợp chất có thể chịu được nhiệt độ khá cao trước khi chuyển sang trạng thái lỏng. Đặc tính này quan trọng trong các quy trình công nghiệp đòi hỏi sự ổn định nhiệt.
• Khả năng hòa tan của axit citric monohydrate cũng rất đáng chú ý. Nó hòa tan tốt trong nước, điều này rất hữu ích trong các ứng dụng thực phẩm và y học. 
• Ngoài ra, axit citric cũng có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ như etanol (C2H5OH) và methanol (CH3OH), mở rộng phạm vi sử dụng của nó trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Axit Citric Monohydrate xuất hiện dưới dạng tinh thể màu trắng hoặc trong suốt

Ứng dụng của hóa chất acid citric

Axit citric có tác dụng gì ? Nhìn chung hóa chất acid citric được ứng dụng trong các lĩnh vực sau đây

Ứng dụng của axit citric trong thực phẩm

Acid citric là chất tạo vị chua tự nhiên, giúp cân bằng hương vị và tạo nên sự hấp dẫn cho nhiều loại đồ uống, kẹo và các sản phẩm chế biến từ trái cây. Với đặc tính chống oxy hóa, acid citric giúp bảo quản thực phẩm tươi ngon lâu hơn bằng cách ngăn chặn quá trình oxy hóa và ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Nhờ đó, nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nước ép trái cây, đồ hộp, mứt và các sản phẩm sữa.

Ngoài ra, hóa chất acid citric còn có khả năng điều chỉnh độ pH, giúp ổn định cấu trúc và cải thiện chất lượng của nhiều loại thực phẩm như phô mai, bánh kẹo và các sản phẩm thịt. 

Nhờ vào vị chua sẵn có, axit citric được tìm thấy trong các loại trái cây họ cam quýt

Xem thêm: [Hướng Dẫn] Sử Dụng Axit Citric Trong Thực Phẩm Đúng Cách

Sản xuất đồ uống, nước giải khát

Trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, axit citric được sử dụng rộng rãi nhờ vào khả năng điều chỉnh độ chua và tăng cường hương vị. Khi được thêm vào nước giải khát, nó mang lại hương vị chua nhẹ, giúp cân bằng vị ngọt và tạo cảm giác tươi mát cho người tiêu dùng. 

Ngoài ra, axit citric còn có tác dụng bảo quản, ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc, giúp kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm. Với khả năng tạo phức với các ion kim loại, axit citric còn được dùng để ổn định màu sắc và hương vị của đồ uống. Vì những lý do này, axit citric là một thành phần không thể thiếu trong nhiều công thức đồ uống hiện đại.

Một số loại đồ uống được chế biến từ axit citric

Ứng dụng của acid citric trong mỹ phẩm

Người ta thường sử dụng axit citric trong mỹ phẩm vì những lý do như:

• Trước hết, acid citric thường được sử dụng như một chất điều chỉnh pH, giúp cân bằng độ pH của sản phẩm, bảo vệ da khỏi các tác động xấu từ môi trường. 
• Chưa kể đến acid citric còn hoạt động như một chất chống oxi hóa, nhiều nhà sản xuất đã dùng acid citric để ngăn ngừa sự phân hủy của các thành phần khác trong công thức mỹ phẩm, kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm. 
• Acid citric cũng có khả năng làm sáng da nhờ vào việc tẩy tế bào chết nhẹ nhàng, loại bỏ lớp da chết trên bề mặt, giúp da trở nên mịn màng và sáng hơn. Hơn nữa, với tính chất kháng khuẩn tự nhiên, acid citric giúp làm sạch da, ngăn ngừa mụn và các vấn đề về da khác. Nó còn có khả năng tăng cường hiệu quả của các chất dưỡng da khác, giúp chúng thẩm thấu sâu hơn vào da.

Axit citric cũng được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm làm đẹp

Xem thêm: Tác Dụng Của Citric Acid Trong Mỹ Phẩm Mà Bạn Không Ngờ Tới

Làm mềm nước cứng

Axit citric là chất hiệu quả trong việc làm mềm nước nhờ khả năng chelate hóa (tạo phức) với các ion kim loại như canxi (Ca²⁺) và magiê (Mg²⁺) – các ion này là nguyên nhân chính gây ra độ cứng của nước. Khi axit citric liên kết với các ion này, nó ngăn chúng kết tủa và hình thành cặn bám trên bề mặt, đường ống và thiết bị.

Quy trình sản xuất acid citric

Hiện nay có 2 quy trình sản xuất acid citric đó là: quy trình sản xuất tự nhiên và quy trình sản xuất thông qua việc lên men. Tuy nhiên, quy trình sản xuất axit citric tự nhiên khá tốn kém và không mang đến hiệu quả cao trong kinh tế. Chính vì vậy mà nhiều nhà nghiên cứu đã chọn sản xuất loại axit này thông qua phương pháp lên men. 

Quy trình sản xuất acid citric có cần có độ tinh khiết và hiệu suất vượt trội

Quy trình sản xuất acid citric thông qua phương pháp lên men là một trong những phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay. Quy trình này bao gồm nhiều bước cụ thể như sau:

Bước 1: Nuôi cấy nấm đã mốc
Trong bước này, dung dịch rỉ đường 3-4% được chuẩn bị ở nhiệt độ 35-38°C. Sau đó, chất dinh dưỡng được bổ sung vào thùng nuôi cấy, và men giống được chuyển từ phòng thí nghiệm vào. Quy trình này yêu cầu duy trì áp suất và nhiệt độ ổn định, với thời gian lên men kéo dài từ 28 đến 36 giờ.

Bước 2: Chuẩn bị dung dịch lên men
Để đảm bảo tiệt trùng, hơi cao áp được sử dụng để khử trùng thiết bị và đường ống. Rỉ đường được pha thành hai nồng độ khác nhau, 3-4% và 25-28%, sau đó được pha chế thành dịch lên men bằng nước vô trùng, muối dinh dưỡng và rỉ đường.

Bước 3: Quá trình lên men
Dung dịch rỉ đường 25-28% được bổ sung để bù đắp lượng đường đã tiêu thụ. Quy trình lên men yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ và cung cấp oxy. Trong giai đoạn đầu, nhiệt độ được duy trì ở mức 33-34°C, sau đó giảm xuống 31-32°C khi acid citric được tạo ra mạnh mẽ.

Bước 4: Tách nấm đã mốc
Khi quá trình lên men kết thúc, mẫu dịch lên men được kiểm tra. Dịch này sau đó được đun nóng, chuyển vào thùng trung gian và tách nấm mốc bằng máy lọc chân không.

Bước 5: Tạo Canxi Citrat
Acid citric được tách ra bằng cách liên kết với canxi để tạo thành muối canxi citrat. Quá trình này đòi hỏi trung hòa và kiểm soát pH của dung dịch. Axit sunfuric (H2SO4) được sử dụng để tách canxi citrat, tạo kết tủa và sau đó lọc bằng chân không.

Bước 6: Sấy dung dịch Acid Citric
Dung dịch acid citric được sấy trong thiết bị sấy chân không cho đến khi đạt tỷ trọng 1,32-1,36, tương đương với nồng độ 80%.

Bước 7: Kết tinh và sấy khô Acid Citric
Mầm kết tinh được thêm vào dung dịch acid citric, sau đó dung dịch này được kết tinh và sấy khô bằng không khí ở nhiệt độ không quá 35°C.

Quy trình này giúp ta hiểu được quá trình tạo ra hợp chất như thế nào khi đã hiểu rõ axit citric là gì. Việc sản xuất với độ tinh khiết cao và hiệu suất vượt trội như thế này sẽ đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và nhiều lĩnh vực khác.

Xem thêm: [Hướng Dẫn] Sử Dụng Axit Citric Trong Nông Nghiệp Đạt Hiệu Quả Cao

Cách sử dụng acid citric

Axit citric có tính kiềm, khi uống có thể giảm nồng độ axit citric trong cơ thể và phát huy tác dụng chống oxy hóa. Nó cũng giúp loại bỏ canxi thừa. Tuy nhiên, trước khi sử dụng bổ sung axit citric, bạn nên tham khảo ý kiến bác sĩ.

Khi dùng mỹ phẩm chứa axit citric, thường kết hợp với AHA, BHA để chăm sóc da hiệu quả. Tuy nhiên, những người có da nhạy cảm cần thử trước khi sử dụng.

Nên tránh kết hợp axit citric với retinol, vì hai thành phần này có tác dụng tẩy tế bào chết mạnh, dễ gây kích ứng. Cũng không nên sử dụng các sản phẩm tẩy tế bào chết vật lý để tránh làm da tổn thương.

Axit citric có gây nguy hiểm không ?

FDA đã xác nhận axit citric là an toàn khi sử dụng trong thực phẩm và các sản phẩm chăm sóc da. Tuy nhiên, một số chuyên gia khuyến nghị cần tiến hành thêm nghiên cứu để đảm bảo tính an toàn của nó. Axit citric có thể gây ra một số rủi ro khi sử dụng, bao gồm:

• Kích ứng da: Tiếp xúc lâu dài với axit citric có thể gây cảm giác châm chích, sưng tấy hoặc nổi mề đay.
• Đau mắt: Axit citric đậm đặc có thể gây bỏng nếu tiếp xúc với mắt. Trong trường hợp này, cần rửa mắt bằng nước sạch trong vài phút. Nếu đang đeo kính áp tròng, cần tháo ra ngay lập tức.
• Vấn đề về răng miệng: Các sản phẩm chứa axit citric, như thức uống và kẹo, có thể gây mòn men răng, khiến răng dễ bị ố vàng, nhạy cảm hơn và tăng nguy cơ sâu răng.
• Đau dạ dày: Sử dụng thuốc chứa axit citric có thể gây ra các tác dụng phụ như buồn nôn hoặc nôn.

Câu hỏi thường gặp về acid citric

Axit citric dùng để tẩy da chết có tốt không? 

Axit citric chiết xuất từ tự nhiên, khi dùng trong mỹ phẩm, thường được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) công nhận là an toàn (GRAS). Đến nay, chưa có nghiên cứu khoa học nào cho thấy vấn đề về việc sử dụng axit citric tự nhiên lâu dài.

Tuy nhiên, không nên tự ý kết hợp axit citric với các nguyên liệu khác để chăm sóc da, vì nếu sử dụng nồng độ không phù hợp hoặc kết hợp với chất gây phản ứng, có thể dẫn đến kích ứng, dị ứng hoặc mẩn đỏ. Đặc biệt, với những người có làn da nhạy cảm hoặc mắc các bệnh như trứng cá đỏ, Petrillo, cần thử nghiệm trước trên tay để đảm bảo an toàn.

Làm thế nào để pha chế dung dịch axit citric?

Trộn tinh thể axit citric (còn gọi là muối chua) với 500-1000 ml nước sôi cất cho mỗi 450 gram axit citric để tạo thành dung dịch axit citric. Đặt tinh thể axit citric vào bát không phải kim loại, sau đó từ từ đổ nước sôi vào bát và khuấy bằng thìa không phải kim loại.

Hóa Chất Gia Hoàng - Địa chỉ bán acid citric chính hãng

Hóa Chất Gia Hoàng là địa chỉ tin cậy để mua acid citric chính hãng tại Việt Nam. Với cam kết cung cấp sản phẩm chất lượng cao và giá cả phải chăng, Hóa Chất Gia Hoàng đã khẳng định vị thế của mình trong ngành công nghiệp hóa chất. 

Chúng tôi là địa chỉ uy tín, nơi bạn không chỉ tìm thấy acid citric, mà còn là các loại hóa chất khác được sản xuất qua các quy trình nghiêm ngặt, đảm bảo độ tinh khiết và an toàn.

Dịch vụ tận tình và chuyên nghiệp của Hóa Chất Gia Hoàng đã nhận được sự tin tưởng cao từ phía khách hàng. Chúng tôi luôn minh bạch trong quá trình cung cấp sản phẩm, đưa ra những lời khuyên hữu ích về ứng dụng và cách sử dụng đúng cách các loại hóa chất trong các ngành công nghiệp. Nếu quý khách hàng vẫn còn chưa rõ acid citric là gì, nhân viên của Hóa Chất Gia Hoàng giải đáp và hỗ trợ bạn hiểu rõ hơn về sản phẩm.

Với mục tiêu đem đến giá trị cao nhất cho khách hàng, Hóa Chất Gia Hoàng không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ. Chúng tôi cam kết luôn đáp ứng đúng tiến độ và đảm bảo sự hài lòng của khách hàng.

Hơn bao giờ hết, Hóa Chất Gia Hoàng còn là đối tác chiến lược giúp bạn thành công trong kinh doanh. Hãy liên hệ với Hóa Chất Gia Hoàng ngay hôm nay để sở hữu sản phẩm chất lượng với ưu đãi tốt nhất:

• GHG - Hóa Chất Gia Hoàng
• Địa chỉ: 33/111 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• VPGD: 33/B4 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• Email: hoangkimthangmt@gmail.com
• Website: https://ghgroup.com.vn
• Fanpage: www.facebook.com/congtyhoachatgiahoang
• Youtube: www.youtube.com/channel/UCBOSTqeC0m1Slv_YYqWh9hQ
• Hotline: 0916047878