กรดซิตริก หรือ กรดมะนาว (Citric acid) จัดเป็นกรดอินทรีย์ที่มีรสเปรี้ยว สามารถผลิตได้จากน้ำผลไม้หรือการหมักแป้ง และน้ำตาล นิยมใช้ประโยชน์ในด้านอาหาร ยา เครื่องสำอาง และการเกษตร รวมถึงอุตสาหกรรมบางชนิด
คุณสมบัติทางกายภาพ และเคมี
1. สถานะ : ผงสีขาวใส ไม่มีกลิ่น มีรสเปรี้ยว และมีกลิ่นฉุนเฉพาะตัว
2. ชื่อทางเคมี :
– 2-ไฮดรอกซี่-1,2,3-โพรเพนไตรคาร์บอกซิลิก แอซิด (2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid)
– 2-ไฮดรอกซี่โพรเพนไตรคาร์บอกซิลิก แอซิด (2-hydroxypropanetriccarboxylic acid)
– เบต้า-ไฮดรอกซี่ไตรคาร์เบลลีลิก แอซิด (2-hydroxtricarballylic acid)
3. สูตรโมเลกุล : C6H8O7
4. รูปผลึกที่พบในปัจจุบัน : Monohydrate (C6H8O7.H2O)
5. ธาตุประกอบ : C 37.51%, H 4.20% และ O 58.29%
6. น้ำหนักโมเลกุล : 192.12 กรัม/โมล
7. ความหนาแน่นที่ 20 ºC : 1.665 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
8. จุดหลอมเหลว : 153 °C
9. การละลายน้ำ
– ที่ 0 ºC : 54.0% (w/w)
– ที่ 20 ºC : 59.2% (w/w) หรือ 133 กรัม/100 มิลลิลิตร
– ที่ 30 ºC : 73.5% (w/w)
– ที่ 70 ºC : 84.0% (w/w)
ที่มา : [1] อ้างถึงใน Maryadele และคณะ (2001), [4] อ้างถึงใน สมศักดิ์ สรั่งบิน (2542)
แหล่งของกรดซิตริก [2]
1. ผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว เช่น มะนาว มะขาม สับปะรด และส้ม เป็นต้น
2. ในกิจกรรมการย่อยของจุลินทรีย์บางชนิด
3. ในร่างกายของสิ่งมีชีวิต ซึ่งใช้เป็นตัวกลางในกระบวนการ Kreb’s cycle เพื่อการหายใจ
การผลิตกรดซิตริก
ในระยะแรก การผลิตกรดซิตริกทำโดยการคั้นมะนาวโดยตรง ซึ่งจะได้น้ำมะนาวที่มีความเข้มข้นของกรดซิตริก ประมาณ 7-9% [4] อ้างถึงใน อภิษฐา ช่างสุพรรณ (2552)
ปัจจุบัน การผลิตกรดซิตริก นิยมใช้กระบวนการหมักน้ำตาลกลูโคสกับจุลินทรีย์ ผ่านกระบวนการไกลโคไลซีส (Glycolysis Pathway) ดังแผนภูมิด้านล่าง จนได้สารออกซาโลอะซิเตท (Oxaloacetate) ก่อนสะสม และเปลี่ยนเป็นกรดซิตริก โดยจุลินทรีย์ที่นิยมใช้ ได้แก่ [4]
1. เชื้อรา Aspergillus niger
2. ยีสต์ Candida Lypolitica
การย่อยสลายตัวของกรดซิตริก
กรดซิตริกย่อยสลายได้ตามธรรมชาติด้วยจุลินทรีย์ ทำให้เกิดสารต่างๆ ได้แก่
– Acetic acid (AA)
– Succinic acid (SA)
– H2O
– CO2
ความเป็นพิษของกรดซิตริก
ความเป็นพิษต่อมนุษย์
กรดชิตริก เป็นกรดอินทรีย์มนุษย์สามารถรับประทานหรือใช้เป็นส่วนผสมของอาหารได้ แต่หากรับประทานมากเกินไปหรือมีความเข้มข้นสูงจะทำให้เกิดอาการข้างเคียง คือ เกิดการคลื่นไส้ อาเจียน และท้องอืด เนื่องจาก เกิดก๊าซในกระเพาะอาหาร และลำไส้มาก รวมถึงความเป็นกรดอาจทำให้เกิดอาการท้องร่วงได้ง่าย
การหายใจเอาไอของกรดซิตริกเข้าไปจะทำให้ระบบทางเดินหายใจระคายเคือง มีอาการแสบคอ คันคอ และไอตามมา
สำหรับความเป็นพิษเรื้อรังจากการรับประทานกรดซิตริกต่อเนื่องจะทำให้ฟันสึกกร่อน เพราะกรดจะเข้าทำลายสารเคลือบฟัน
ความเป็นพิษต่อสัตว์
ความเป็นพิษต่อสัตว์ พบการทดลองได้มีการทดลองให้กรดซิตริกแก่หนูทดลองใน 3 ทาง คือ การให้ทางปาก การฉีดใต้ผิวหนัง และการฉีดเข้าเส้นเลือด พบว่า มีค่า LD50 ของการให้ทางปากเท่ากับ 5040 มิลลิกรัม/กิโลกรัม น้ำหนักหนูทดลอง การฉีดใต้ผิวหนัง มีค่าเท่ากับ 2700 มิลลิกรัม/กิโลกรัม และการฉีดเข้าเส้นเลือด มีค่าเท่ากับ 42 มิลลิกรัม/กิโลกรัม น้ำหนักหนูทดลอง นอกจากนั้น อาการของผลข้างเคียงที่หนูทดลองแสดงออก ได้แก่ อาการสั่นอย่างรุนแรง และมีอาการตัวเขียว จนถึงอาการเสียชีวิต [1] อ้างถึงใน United States National Library of Medicine (2007)
ความเป็นพิษต่อพืช
ความเป็นพิษในพืช ปัจจุบันยังมีการศึกษาน้อย แต่กรดซิตริกอาจมีผลทำให้ค่า pH ในดินหรือน้ำลดลง มีความเป็นกรดเพิ่มขึ้น มีผลต่อการดูดซึมน้ำ การดูดซึมแร่ธาตุ และการคายน้ำของพืช [1]
ประโยชน์กรดซิตริก
1. ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร
– ทำหน้าที่ช่วยเพิ่มรสเปรี้ยวของอาหารและช่วยป้องกันการเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลของผักหรือผลไม้แปรรูป เนื่องจาก สามารถยับยั้งการเกิดสีน้ำตาลได้ดี โดยทำหน้าที่เป็นสารคีเลท (chelating agent) เข้าจับกับทองแดงที่เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ PPO (Polyphenols oxydase) ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ช่วยให้เอนไซม์ทำงานได้ช้าลง รวมถึงช่วยปรับสมดุลความเป็นกรด-ด่าง ช่วยให้แอนโธไซยานินในผลิตภัณฑ์คงสภาพได้นาน รวมถึงช่วยป้องกัน และชะลอการเกิดกระบวนการ auto-oxidation ของกรดแอสคอร์บิคได้ด้วย ทั้งนี้ อาหารที่มีการเติมกรดซิตริก ได้แก่ แยม เยลลี่ อาหารกระป๋อง อาหารดอง และเครื่องดื่ม เป็นต้น
– ใช้ผสมในอาหารประเภทเนื้อเพื่อปรับปรุงรสสัมผัสให้เกิดความนุ่มมากขึ้น
2. อุตสาหกรรมยา
ยาบางชนิดจำเป็นต้องใช้กรดซิตริกเป็นส่วนผสมเพื่อควบคุมความเป็นกรด-ด่าง หรือใช้เป็นตัวทำละลาย ช่วยให้ยามีการแตกตัว และกระจายตัวได้ดีขึ้น และใช้ป้องกันการจับตัวเป็นก้อนของยา นอกจากนี้ ยังใช้ผสมในยาบางชนิดเพื่อให้เกิดฟองฟู่ และช่วยเพิ่มรสให้ทานง่าย โดยอาจใช้ร่วมกับคาร์บอเนต
3. อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง
ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องสำอาง กรดซิตริกจะถูกใช้เพื่อป้องกันการออกซิไดซ์ ปรับความเป็นกรด-ด่าง หรือเป็นบัฟเฟอร์ (Buffer) ในเครื่องสำอาง เช่น ใช้เป็นส่วนผสมของน้ำยาเซทผม ครีมบำรุงผม และครีมทาผิว ทำหน้าที่ช่วยให้ส่วนผสมผสานกันได้ดี และทำให้เกิดความแวววาว
4. อุตสาหกรรมอื่นๆ
– กรดซิตริกในรูปของโซเดียมซิเตรทถูกใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตผงซักฟอก เพื่อใช้แทนสารฟอสเฟต
– กรดซิตริกถูกใช้เป็นสารบัฟเฟอร์ในอุตสาหกรรมการถ่ายภาพ
– กรดซิตริกถูกใช้เป็นส่วนผสมของสารทำความสะอาด น้ำยาเติมหม้อต้มน้ำ (Boiler) รวมถึงใช้ทำความสะอาดโลหะ ล้างสนิม ล้างหมึกพิมพ์ น้ำและสี รวมถึงนำไปใช้ในการบำบัดน้ำเสีย
5. ด้านการเกษตร
– ใช้เป็นส่วนผสมของปุ๋ยน้ำหรือฮอร์โมนพืช ทำหน้าที่ละลายไขที่เคลือบผิวใบ ช่วยให้สารถูกดูดซึมผ่านใบมากขึ้น
– ใช้เป็นส่วนผสมของน้ำหมักชีวภาพสำหรับการฉีดพ่น เพื่อยับยั้งการเติบโตของเชื้อราหรือเชื้อจุลินทรีย์ในพืช
– ใช้เป็นส่วนผสมของอาหารสัตว์หรือใช้เป็นอาหารเสริมแก่สัตว์ เพื่อเพิ่มความเป็นกรดในกระเพาะอาหาร ช่วยให้อาหารย่อยได้ง่ายขึ้น และช่วยเพิ่มการดูดซึมสารอาหาร รวมถึงยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของสัตว์ ช่วยเสริมสร้างพลังงาน และส่งเสริมกระบวนการเมทาบอลิซึมของร่างกาย [3] อ้างถึงใน Chapman, (1988)
ขอบคุณภาพจาก NanaSupplier.com
เอกสารอ้างอิง
[1] กัลปพฤกษ์ คงเมือง, 2553, ผลของอีดีทีเอและกรดซิตริกต่อการดูดดึง-
แคดเมียมในน้าด้วยผักตบชวา.
[2] ชวนพิศ แดงสวัสดิ์, 2544, สรีรวิทยาของพืช.
[3] สรณัฐ พยอมบน , 2540, การใช้ผลพลอยได้ของการผลิตกรดซิตริก-
เป็นวัตถุดิบพลังงาน ในอาหารสุกร.
[4] สุจิตรา กุลวงษ์, 2016, ผลผลิตและสภาวะในการผลิตกรดซิตริก-
จากกระบวนการหมักเศษของเสียจากผลไม้.