Acid citric là gì? Ứng dụng của axit citric trong đời sống

Acid citric là một hợp chất được sử dụng rộng rãi trong đời sống và nhiều ngành công nghiệp. Vậy acid citric là gì và có tác dụng gì? Hãy cùng LifeVista tìm hiểu trong bài viết này bạn nhé!

1. Tổng quan về acid citric

1.1 Acid citric là gì?

Acid citric (Axit citric) là hợp chất tự nhiên có công thức hóa học là C6H8O7. Tên khoa học đầy đủ là Tricarboxylic acid, tên gọi quen thuộc là axit chanh, bột chua… Ở dạng rắn, axit citric là tinh thể màu trắng, không mùi, tan tốt trong nước. Hóa chất này có vị chua đặc trưng và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao.

Acid citric được tìm thấy trong nhiều loại rau quả, đặc biệt là các loại quả thuộc chi Citrus (chi cam canh) như cam ngọt, chanh vàng, bưởi chùm, chanh ta, quýt, bưởi… Hóa chất này được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1784 bởi Carl Wilhelm Scheele, một nhà hóa học người Thụy Điển. Ông đã chiết xuất axit citric từ nước cốt chanh và xác định được tính axit của nó.

Hiện nay axit citric chủ yếu được sản xuất bằng cách lên men nấm mốc Aspergillus niger trên đường mía hoặc tinh bột. Tổng sản lượng acid citric trên khắp thế giới vào năm 2007 là 1.700.000 tấn. Trong đó có đến 50% sản lượng được sản xuất tại Trung Quốc. Có 50% lượng axit citric được sử dụng để làm chất tạo độ chua trong thực phẩm, 20% dùng làm chất tẩy rửa và 10% cho các ứng dụng khác như hóa mỹ phẩm, công nghiệp hóa chất…

1.2 Công thức cấu tạo của acid citric

Tên theo IUPAC: 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic axit

1.3 Tính chất vật lý của citric acid

• Vị chua đặc trưng
• Khối lượng mol: 192,123 g/mol (khan), 210,14 g/mol (monohydrat)
• Khối lượng riêng: 1,665 g/cm³
• Nhiệt độ nóng chảy: 153 °C
• Nhiệt độ sôi: 175 °C
• Độ hòa tan trong nước: 133 g/100 ml (20 °C)
• Độ axit (pKa): pKa1=3,15; pKa2=4,77; pKa3=6,40

1.4 Tính chất hóa học của citric acid

1.4.1 Tính axit yếu

Axit citric có ba nhóm -COOH (axit cacboxylic), phân ly nhiều nấc trong nước, tạo ra ion H⁺ làm giảm pH môi trường. Axit này phản ứng với bazơ mạnh (NaOH, KOH) tạo thành muối citrat.

C6​H8​O7 ​+ NaOH → NaC6​H7​O7 ​+ H2​O

1.4.2 Phản ứng với kim loại và muối cacbonat

Axit citric phản ứng với kim loại như Mg, Zn, Al, giải phóng khí hydro (H₂):

2C6​H8​O7 ​+ 3Mg → Mg3​(C6​H5​O7​)2 ​+ 3H2​↑

Axit citric tác dụng với muối cacbonat (Na₂CO₃, CaCO₃), tạo thành muối citrat, nước và khí CO₂:

C6​H8​O7​ + 3Na2​CO3​ → Na3​C6​H5​O7 ​+ 3CO2​↑ + 3H2​O

1.4.3 Phản ứng nhiệt phân

Khi đun nóng, axit citric bị phân hủy tạo thành axeton và oxit cacbon:

C6​H8​O7 ​→ C3​H6​O + CO2​ + H2​O

1.4.4 Phản ứng este hóa

Axit citric có thể phản ứng với rượu (ROH) tạo thành este citrat, ứng dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm.

1.4.5 Phản ứng tạo phức với ion kim loại

Axit citric có nhiều nhóm -OOH và nhóm -OH, có thể tạo phức chelat với các ion kim loại như Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, tạo thành các phức tan trong nước. Dựa vào tính chất này, acid citric được ứng dụng trong sản xuất chất tẩy rửa để tăng khả năng tạo bọt làm sạch, dùng trong làm mềm nước cho hệ thống lò hơi và các thiết bị công nghiệp.

2. Hai dạng acid citric phổ biến

Axit citric tồn tại chủ yếu ở hai dạng phổ biến: axit citric khan và axit citric monohydrat. Cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp.

• Axit citric khan (Citric Acid Anhydrous): Dạng bột màu trắng không chứa nước, có độ tan trong nước cao, tạo vị chua tự nhiên.
• Axit citric monohydrat (Citric Acid Monohydrate): Dạng bột hoặc dạng tinh thể trắng, có chứa một phân tử nước kết tinh. Ít tan hơn axit citric khan.

3. Axit citric có tác dụng gì?

Nhờ vào tính axit nhẹ, khả năng hòa tan tốt và an toàn khi sử dụng, acid citric được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

3.1 Ứng dụng axit citric trong thực phẩm

Axit citric là một phụ gia thực phẩm phổ biến, là một chất tạo hương vị và chất bảo quản quan trọng:

• Chất điều chỉnh độ chua: Axit citric dùng trong nước giải khát, kẹo, mứt, thực phẩm đóng hộp để tạo vị chua và cân bằng độ pH.
• Chất bảo quản tự nhiên: Ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc trong thực phẩm.
• Tăng cường hương vị: Làm dậy mùi vị của thực phẩm, đặc biệt là trong nước trái cây và nước ngọt.

Hàm lượng acid citric cho phép trong thực phẩm thông thường từ 0.5% – 1%. Tùy thuộc vào loại thực phẩm và mục đích sử dụng, hàm lượng citric acid có thể được thay đổi.

3.2 Tẩy rửa và làm mềm nước

Axit citric là một chất tẩy rửa tự nhiên, có khả năng hòa tan cặn vôi làm mềm nước cứng. Do vậy chúng thường được sử dụng để loại bỏ cặn khoáng, làm sạch bề mặt kim loại và đồ gia dụng. Bao gồm bồn rửa, vòi nước, vòi sen, ấm đun nước, máy giặt, máy rửa bát… Ngoài ra, acid citric còn được ứng dụng trong sản xuất bột giặt để tạo bọt tốt hơn.

Trong công nghiệp, acid citric được dùng để xử lý nước, loại bỏ ion kim loại, ngăn chặn hình thành cặn vôi trong đường ống và thiết bị. Từ đó giúp nâng cao hiệu suất sản xuất và tăng tuổi thọ cho thiết bị.

Xem thêm: Nước cứng là gì? Tổng hợp 4 cách làm mềm nước cứng nhanh chóng

3.3 Trong mỹ phẩm làm đẹp

Axit citric được dùng nhiều trong ngành mỹ phẩm nhờ vào tác dụng tẩy tế bào chết, cân bằng độ pH, chống oxy hóa, làm sáng da, hỗ trợ trị mụn và kiểm soát dầu nhờn. Ngoài chăm sóc da mặt, acid citric còn giúp tóc suôn mượt và giảm gàu nhờ khả năng cân bằng pH, loại bỏ cặn bẩn.

Tuy nhiên cần lưu ý, axit citric thuộc nhóm AHA, khi sử dụng sẽ làm da nhạy cảm hơn với ánh nắng mặt trời. Do vậy khi dùng các sản phẩm có chứa axit citric như sữa rửa mặt, toner, kem dưỡng… bạn cần bôi thêm kem chống nắng, dưỡng ẩm đầy đủ và hạn chế tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.

3.4 Trong dược phẩm

Axit citric được ứng dụng nhiều trong ngành dược phẩm nhờ vào các tính chất: điều chỉnh độ pH, tăng cường hấp thu dược chất, chống oxy hóa và hỗ trợ bảo quản thuốc. Một số loại dược phẩm có chứa acid citric là:

• Nước muối sinh lý
• Nước súc miệng
• Thuốc nhỏ mắt
• Viên sủi canxi, magie, kẽm
• Thuốc giảm đau, thuốc trị cảm cúm dạng sủi
• Thuốc citrate kali hoặc citrate natri

3.5 Trong nông nghiệp

Acid citric còn được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực nông nghiệp. Hóa chất này giúp điều chỉnh độ pH đất, giảm độ kiềm, cải thiện chất lượng đất, tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây. Ngoài ra, acid citric còn được dùng để bảo quản phân bón và thuốc trừ sâu, kéo dài thời gian sử dụng.

4. Sản xuất acid citric bằng cách nào?

Axit citric có thể sản xuất theo hai phương pháp: chiết xuất từ nguồn tự nhiên và lên men vi sinh.

4.1 Chiết xuất từ tự nhiên

Trước đây axit citric được chiết xuất từ các loại trái cây họ cam chanh như chanh, cam, quýt, bưởi và dứa. Tuy nhiên phương pháp này hiện nay ít được sử dụng do chi phí sản xuất cao, sản lượng thấp và bị phụ thuộc vào vụ mùa.

4.2 Lên men vi sinh

Hiện nay, hơn 99% sản lượng axit citric trên thị trường được sản xuất bằng phương pháp lên men vi sinh do chi phí thấp và hiệu suất cao. Quy trình này sử dụng nấm Aspergillus niger để chuyển hóa đường thành axit citric. Nguồn đường là nước ngâm ngô cô đặc, nước rỉ đường, tinh bột ngô thủy phân hoặc các dung dịch đường khác. Quy trình sản xuất citric acid bằng phương pháp lên men vi sinh:

• Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu – Dùng các nguồn carbon như mật rỉ đường, glucose hoặc tinh bột làm chất dinh dưỡng cho vi khuẩn.
• Bước 2: Lên men vi sinh – Chủng nấm Aspergillus niger được thêm vào môi trường dinh dưỡng để sản xuất axit citric.
• Bước 3: Tách và tinh chế – Axit citric được kết tủa bằng canxi citrate, sau đó xử lý bằng axit sunfuric để thu axit citric tinh khiết.
• Bước 4: Sấy khô và đóng gói – Axit citric thu được có thể ở dạng khô (không nước) hoặc monohydrat (có nước kết tinh), sau đó được đóng gói để sử dụng.

5. Axit citric có độc không?

Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ FDA và cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) đánh giá axit citric là một chất phụ gia thực phẩm an toàn. Với điều kiện hàm lượng acid citric phải nằm trong khoảng cho phép. Nếu sử dụng các sản phẩm có acid citric vượt mức cho phép sẽ gây ra một số tác hại như:

• Gây kích ứng hệ tiêu hóa: Sử dụng quá nhiều axit citric có thể làm tăng độ axit trong dạ dày, gây ra đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy.
• Ăn mòn men răng: Axit citric có tính axit cao, có thể làm mòn men răng, khiến răng trở nên nhạy cảm và dễ bị sâu răng hơn.
• Kích ứng da và mắt: Nếu da tiếp xúc với acid citric đậm đặc sẽ bị kích ứng, đỏ rát và ngứa. Nếu bị dính vào mắt sẽ làm đau rát, chảy nước mắt, thậm chí tổn thương giác mạc.
• Ảnh hưởng đến hệ hô hấp: Hít phải bột axit citric trong thời gian dài có thể gây kích ứng mũi, ho, khó thở.
• Nguy cơ hình thành sỏi thận: Nếu tiêu thụ quá nhiều acid citric sẽ làm mất cân bằng khoáng chất, dẫn đến tích tụ canxi và hình thành sỏi thận.

6. Mua axit citric ở đâu?

Bạn có thể mua axit citric tại các cửa hàng bán phụ gia thực phẩm hoặc đơn vị chuyên bán hóa chất. Nếu bạn muốn mua citric acid số lượng với với giá tốt, hãy liên hệ với LifeVista để được hỗ trợ nhanh nhất. LifeVista chuyên nhập khẩu và phân phối acid citric nhập khẩu, có sẵn nguồn hàng lớn tại kho cho doanh nghiệp. Đơn hàng giá trị lớn bạn sẽ nhận được chiết khấu hấp dẫn hoặc ưu đãi miễn phí vận chuyển tận nơi.

Xem thêm: Axit citric mua ở đâu giá tốt? Địa chỉ mua axit chanh uy tín

7. Câu hỏi thường gặp về axit citric

7.1 Chất điều chỉnh độ acid 330 là gì?

Chất điều chỉnh độ acid E330 (acid citric) là chất bảo quản tự nhiên, được sử dụng để tạo vị chua cho thực phẩm và đồ uống. Axit citric được FDA (Hoa Kỳ) và EFSA (châu Âu) công nhận là an toàn khi sử dụng trong thực phẩm với liều lượng cho phép.

7.2 Axit citric có trong quả nào?

Axit citric có nhiều trong các loại trái cây họ cam quýt, như chanh, cam, bưởi, quýt, dứa, táo xanh… Trong đó chanh là loại quả chứa nhiều axit citric nhất, khoảng 5 – 7% axit citric.

7.3 Axit citric có hại không?

Axit citric là một hợp chất an toàn và được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm. Tuy nhiên, nếu sử dụng quá mức hoặc không đúng cách, axit citric có thể gây một số tác hại như gây mòn men răng, trào ngược dạ dày, kích ứng da, tạo sỏi thận…

7.4 Axit citric có làm hỏng kim loại không?

Axit citric có thể làm hỏng sắt, thép carbon, đồng, và kẽm nếu tiếp xúc trong thời gian dài. Riêng thép không gỉ, nhôm và titan ít bị ảnh hưởng, có dùng axit citric làm sạch mà không bị ăn mòn nhiều.

7.5 Axit citric có ăn được không?

Có. Axit citric có thể ăn được và được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như một chất điều chỉnh độ chua (E330), chất bảo quản, và chất tạo hương vị.

8. Kết luận

Trên đây là tổng hợp những thông tin hữu ích về acid citric, bao gồm đặc điểm, tính chất lý hóa, ứng dụng và cách sản xuất. Hy vọng quá đây bạn đã hiểu được acid citric là gì. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến axit citric (axit chanh), hãy liên hệ với LifeVista để được giải đáp nhanh nhất.