El ácido cítrico, cuyo nombre es ácido 2-hidroxi-1,1,1-propanotricarboxílico, es un constituyente natural y un metabolito común de plantas y animales.
Esta molécula es un ácido orgánico muy versátil y es producido industrialmente para ser utilizado en la industria alimenticia y farmacéutica.
El ácido cítrico es un ácido tricarboxílico, es decir, contiene tres grupos carboxílicos funcionales con valores de pK diferentes (3,1; 4,7 y 6,4). Presenta un peso molecular de 210,14g/mol.
Descubrimiento
En 1874, el ácido cítrico fue aislado por primera vez por Karls Scheels en Inglaterra a partir de zumo de limón importado de Italia. Es por ello que la palabra cítrico deriva del latín citrus que significa limonero.
En 1917, Currie descubre que el hongo Aspergillus niger es capaz de producir ácido cítrico si existen azúcares presentes en el medio de cultivo.
En 1923, Wehmer registra la presencia de ácido cítrico como un subproducto del oxalato de calcio producido por un cultivo del hongo Penicillium glaucum.
En los años treinta fueron establecidas algunas unidades de producción de ácido cítrico con fines comerciales en Inglaterra, en Alemania y en la Unión Soviética.
En 1937, Krebs descubre el ciclo del ácido cítrico, contribuyendo para la comprensión de los fundamentos bioquímicos del metabolismo.
Usos y aplicaciones
El ácido cítrico es vendido bajo dos formas: anhídrico o monohidrato la forma anhídrica puede ser citrato de sodio, citrato de potasio u otras sales de ácido cítrico.
El ácido cítrico es usado en las industrias alimenticias y farmacéuticas, entre otras.
El ácido cítrico es un aditivo alimentario usado en alimentos como yogures, salchichas y bebidas. Más concretamente, es uno de los principales acidificantes que sirve para otorgar esterilización, estabilización bacteriana, fijación del sabor y normalización de los niveles de ácido de los alimentos.
En la industria farmacéutica es un ingrediente estándar para el ajuste del pH y como quelante de iones metálicos.
En la producción de detergentes el ácido cítrico ha sido usado para sustituir el fósforo porque es menos perjudicial para la ecología de los ríos y lagos.
Producción
El ácido cítrico es producido comercialmente a través de la fermentación de azúcares simples como la sacarosa o de melaza de azúcar por el hongo Apergillus niger.
Es un ejemplo de éxito de un proceso de fermentación a escala industrial que continúa a ser más eficaz y preferida que la síntesis química del ácido cítrico.
Aunque muchos microorganismos puedan ser empleados para producir ácido cítrico, el Aspergillus niger es aún el preferido por la industria. La elección del microorganismo adecuado tiene que ver no sólo con la rentabilidad en la producción del ácido cítrico sino también en la producción de subproductos indeseados. Varias estirpes específicas fueron desarrolladas para producirse cada vez más ácido cítrico en diferentes tipos de procesos de fermentación. El rendimiento teórico es de 112g de ácido cítrico anhídrico en 100g de sacarosa. Sin embargo, en la práctica, debido a pérdidas durante el crecimiento del cultivo, el rendimiento de ácido cítrico, muchas veces no excede el 70% del rendimiento teórico.
El ácido cítrico es recuperado del licor resultante de la fermentación a través de precipitación con hidróxido de calcio (Ca(OH)2), seguida de una filtración y un tratamiento con ácido sulfúrico. El licor que contiene el ácido cítrico debe ser filtrado de modo a eliminar los micelios y células de hongo y otras impurezas en suspensión. El licor es calentado tras adicionar hidróxido de calcio. El ácido cítrico es entonces precipitado en la forma de citrato de calcio. El citrato de calcio precipitado es filtrado y lavado con agua. A continuación es añadido ácido sulfúrico para reaccionar con el calcio y producir sulfato de calcio (CaSO4) que es eliminado por filtración.
References:
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