اسید سیتریک و بیوشیمی آن چیست؟
اسید سیتریک از جمله افزودنی های غذایی است که کاربرد های متنوعی دارد. به دلیل خواص اسید سیتریک و بیوشیمی آن از این ماده در صنایع مختلف غذایی و بهداشتی استفاده های فراوان و متنوعی می شود. اسید سیتریک و بیوشیمی آن همواره مورد توجه قرار دارد، زیرا اسید سیتریک به عنوان یک ماده پرکاربرد صنعتی شناخته می شود. از خواص اسید سیتریک می توان به قدرت طعم دهندگی و نگهدارنگی غذاها اشاره نمود. همچنین کاربرد اسید سیتریک و بیوشیمی مرتبط با آن در صنایع دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه این مقاله به بررسی اسید سیتریک و بیوشیمی آن و همین‌طور خواص و کاربرد اسید سیتریک می پردازیم. اسید سیتریک ماده ای است که در قیمت های مختلف در بازار عرضه شده و قابل تهیه است. به دلیل کاربرد گسترده در صنایع خرید و فروش آن رایج می باشد. در ادامه با ما همراه باشید.
نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به قبلا به بررسی اسید سیتریک و فواید آن پرداخته است. اسید سیتریک در مواد غذایی طبیعی، اسید سیتریک در مواد غذایی تولیدی و اسید سیتریک در غذاهای رستورانی از مقالاتی است که قبلا مورد بررسی قرار گرفته اند. در ادامه این مقاله به بررسی اسید سیتریک و بیوشیمی آن می پردازیم. با ما همراه باشید.
اسید سیتریک چیست
ماده اسید سیتریک نوعی اسید ضعیف است که می توان آن را در میوه هایی مانند مرکبات یافت. اسید سیتریک با فرمول شیمیایی C۶H۸O۷ شناخته می شود. این ماده علاوه بر اینکه یک نگهدارنده طبیعی است؛ طعم ترشی را نیز به غذاها و نوشابه ها می بخشد. درواقع یک اسید آلی طعم دهنده است. اسید سیتریک و بیوشیمی آن به عنوان یک واسطه در بدن اهمیت دارد. درواقع این ماده در متابولیسم همه موجودات زنده اتفاق می افتد. اسید سیتریک یک آنتی اکسیدان بوده و از اکسیداسیون محصولات جلوگیری می کند. این ترکیب بی نظیر را می توان در بسیاری از میوه ها و سبزیجات یافت.
کاربرد اسید سیتریک
- به عنوان طعم دهنده در صنایع غذایی
- کاربرد به عنوان آنتی اکسیدان
- استفاده به عنوان تثبیت کننده
- کاربرد به عنوان نگهدارنده
- استفاده در صنایع تولید مواد پاک کننده
- و…
لیمو و لیموترش از مواد غذایی طبیعی هستند که دارای بیشترین مقدار این ماده هستند. در این میوه ها گاهی ۸% از وزن میوه خشک، اسید سیتریک است.
اسید سیتریک و بیوشیمی آن
اسید سیتریک در متابولیسم بدن شرکت نموده و چرخه ای را شامل می شود. این چرخه مجموعه ای از واکنش های شیمیایی را شامل می شود که توسط تمام ارگانیسم های هوازی جهت تولید انرژی به روش اکسیداسیون استات حاصل از کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها به دی اکسید کربن استفاده می شوند. در واقع اسید سیتریک و بیوشیمی آن شامل چرخه‌ای است که مجموعه‌ای از واکنش های آنزیمی در آن رخ می دهد. این واکنش ها در تمام موجودات هوازی رخ می دهند. این چرخه متابولیسمی اکسیداتیو داشته و واحد های استیل را شامل می گردد. چرخه استیک اسید یا اسید سیتریک و بیوشیمی آن منبع اصلی تولید انرژی سلولی هستند. چرخه اسید سیتریک به چرخه کربس نیز معروف است.
اسید سیتریک و بیوشیمی آن چگونه است
همان طور که پیش تر هم گفته شد، اسید سیتریک به طور طبیعی در بسیاری از میوه ها وجود دارد و مرکبات از منابع اصلی اسید سیتریک هستند. کاربرد این ماده در غذاها بسیار رایج است. بنابراین اسید سیتریک و چرخه آن مورد توجه بسیاری از صنایع قرار دارد. بسیاری از غذاهای فرآوری شده حاوی این اسید بوده و این ماده به عنوان یک افزودنی غذایی شناخته می شود. اسید سیتریک و چرخه آن برای استفاده در انسان ایمن است. اسید سیتریک نگهدارنده محبوبیت در غذاهای فرآوری شده است.
منشا چرخه اسید سیتریک به اسید سیتریک و چرخه آن وابسته است. چرخه اسید سیتریک در میتوکندری رخ خواهد داد. تمام آنزیم های به کار رفته در چرخه اسید سیتریک محلول هستند. تنها سوسپینات دهیدروژناز که در غشای داخلی میتوکندری قرار می گیرد؛ از این قاعده مستثناست. چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن شامل مراحلی با یک حلقه بسته است.
چرخه اسید سیتریک
در این چرخه اگزالواستات آغاز گر چرخه اسید سیتریک است. این ماده توسط آنزیم پیرووات کربوکسیلاز (Pyruvate carboxylase) از پیرووات تشکیل می شود که خود محصول گلیکولیز است. سپس در چرخه اسید سیتریک قرار گرفته و با واحد های استیل کوآنزیم حاصل از تجزیه اسید های چرب، ترکیب می شود. بدین صورت واحد های استیل کوآنزیم A به اکسایش دچار خواهند شد.
جالب است بدانید در یک چرخه بسته، در آخرین قسمت چرخه، ترکیب مورد استفاده در مرحله اول دوباره بازسازی می شود. چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن در ۸ مرحله رخ می دهد. این هشت مرحله شامل واکنش های باز آموزی، حذف آب، هیدراتاسیون و واکنش های کربوکسیل زدایی است. در پایان دو مولکول کربن دی اکسید، یک GTP , ATP و فرم های کاهش یافته NADH و FADH۲ تولید می شوند. این چرخه یک مسیر هوازی به حساب می آید. زیرا تولید NADH و FADH2 است که باید الکترون ها را به مسیر بعد انتقال دهد که برای انتقال از اکسیژن استفاده می کند. در صورت عدم انتقال؛ مراحل اکسیداسیون چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن نیز رخ نخواهد داد. چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن قادر است تا به طور مستقیم ATP تولید کند، درحالی که اکسیژنی مصرف نمی کند.
کاربرد اسید سیتریک و بیوشیمی آن برای موجودات زنده
TCA یک مسیر متابولیکی مرکزی برای حیوانات، گیاهان و باکتری ها بوده و سیترات به عنوان یک واسطه در چرخه TCA بشمار می آید. تراکم اگزالاسیتات با استیل کولا، سیترات را تشکیل می دهد. سپس سیترات به عنوان پایه ای برای آکنیتاز عمل کرده و به اسید آکونیت تبدیل می گردد.
چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن با بازسازی اگزالاسیتات به پایان خواهد رسید. واکنش های شیمیایی این چرخه دو سوم انرژی مشتق شده از مواد غذایی در ارگانیسم های بالاتر را ایجاد می کنند.
کشف چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن به حدی مهم است که در سال ۱۹۵۳ دانشمندی به نام هانس آدولف کربس توانست جایزه نوبل در زمینه فیزیولوژی و پزشکی را برای این کشف بزرگ دریافت نماید. به احترام این دانشمند نام چرخه اسید سیتریک را چرخه کربس نیز نامیده اند. با مطالعه اسید سیتریک و چرخه آن می توان به روش های تولید این ماده و متابولیسم آن در بدن بیشتر پی برده و از این ماده بی نظیر بهتر استفاده نمود.
آنزیم های چرخه اسید سیتریک
- پیروات دهیدروژناز
- آنزیم دی هیدرولیپوییل ترانس استیلاز
- دی هیدرولیپوییل دهیدروژناز
- آنزیم سیترات سینتاز
- اکونیتاز
- آنزیم ایزوسیترات دهیدروژناز
- کمپلکسی آنزیمی شامل آلفا کتوگوتارات دهیدروژناز
- آنزیم سوکسینیل کوآنزیم آ سینتتاز
- سوکسینات دهیدروژناز
- آنزیم فوماراز
- آنزیم مالات دهیدروژناز
سخن آخر
در این مقاله به چرخه اسید سیتریک و بیوشیمی آن پرداخته شد. همچنین محصولات تولیدی و آنزیم های مورد نیاز در این چرخه نیز شرح داده شد. اسید سیتریک یکی از افزودنی های پرکاربرد در صنایع غذایی بوده و بنابراین شناخت کامل اسید سیتریک و چرخه آن بسیار مهم خواهد بود. در این مقاله سعی بر آن شد تا چرخه کربس و بیوشیمی آن به خوبی بررسی گردد. برای خواندن مطالب بیشتر در رابطه با اسید سیتریک می توانید به نشریه علمی جهان شیمی فیزیک مراجعه نمایید.
