Zitronensäure
Zitronensäure, oder auch sehr häufig Citronensäure, ist eine farblose Carbonsäure, die zu den Fruchtsäuren gezählt wird. Salze und Ester der Zitronensäure werden Citrate genannt. Von den positiven Eigenschaften der Zitronensäure hat man schon früh gewusst. 1784 wurde erstmals Citric Acid aus Zitronensaft nachgewiesen, daher entstand auch der Name. Jedoch soll sie schon den Alchimisten des 9. Jhr. schon bekannt gewesen sein.
Sie ist die weitverbreitete Säure im Pflanzenreich. Der Zitronensaft enthält zwischen 5% und 7% dieser Säure, aber sie kommt auch in Äpfel, Birnen, Sauerkirschen etc., sogar in Milch vor. Sie tritt ebenfalls in jedem Organismus als Stoffwechselprodukt auf.
Zitronensäure und Citrate sind chemische Verbindungen, die in der Natur vorkommen und in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet werden, einschließlich der Kosmetikindustrie.
Der Citratzyklus
Die Zitronensäure ist ein Zwischenprodukt des Citratzyklus ist. Prozess ist die Schlüsselrolle im Kohlenhydrat – und Fettsäure – Stoffwechsel aller sauerstoffverbrauchenden Lebewesen ein. Auch der Mensch ist damit einzuschließen. Zudem liefert der Zyklus zusätzlich die molekularen Grundstrukturen für Aufbau der meisten Aminosäuren.
Der Citratzyklus ist ein biochemischer Prozess, der in allen aeroben Organismen stattfindet und die Umwandlung von Nährstoffen wie Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren in Energie durch oxidative Phosphorylierung ermöglicht.
Der Citratzyklus beginnt mit der Kondensation von Acetyl-CoA mit Oxalacetat zu Citrat, wobei Zitronensäure als Zwischenprodukt entsteht. Zitronensäure wird dann durch eine Folge von enzymatischen Reaktionen in mehrere andere Tricarbonsäuren umgewandelt, einschließlich Succinyl-CoA, Fumarat, Malat und Oxalacetat. Dabei wird Energie in Form von reduziertem Nicotinamidadenindinukleotid (NADH) und reduziertem Flavinadenindinukleotid (FADH2) produziert, die später in der Atmungskette verwendet werden, um ATP zu produzieren.
Der Citratzyklus ist ein wichtiger Prozess für den Energiehaushalt des Körpers und eine Störung in diesem Prozess kann zu verschiedenen Stoffwechselerkrankungen führen. Zum Beispiel ist eine Unterfunktion des Citratzyklus mit verschiedenen neurologischen Störungen und Muskelschwäche assoziiert, während eine Überfunktion mit bestimmten Krebsarten in Verbindung gebracht wird.
Insgesamt ist Zitronensäure ein wichtiger Bestandteil des Citratzyklus, der eine Schlüsselrolle im Energiehaushalt des Körpers spielt und viele wichtige biologische Prozesse reguliert.
Physikochemische Eigenschaften
Zitronensäure ist eine organische Säure, die in wasserlöslicher Form vorliegt. Sie hat eine saure Geschmacksrichtung und ist hygroskopisch, was bedeutet, dass sie Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen kann. Neben der wasserfreien Variante gibt es auch noch eine mit Wasser, das Zitronensäuremonohydrat (C6H8O7 + H2O). Auf ein Molekül Citronensäure kommt ein Molekül Kristallwasser.
Die Verbindung ist in Wasser gut löslich und hat einen pH-Wert von etwa 2,2 bis 2,5. Sie ist jedoch nicht löslich in Ölen und Fetten. Zitronensäure ist auch in Alkohol löslich, jedoch nur begrenzt in Ethanol, da es in höheren Konzentrationen ausflocken kann.
Zitronensäure ist eine schwache organische Säure, die in Zitrusfrüchten wie Zitronen, Limetten und Orangen vorkommt. Sie wird in der Kosmetikindustrie als Inhaltsstoff in verschiedenen Produkten verwendet, einschließlich Hautpflegeprodukten, Shampoos und Haarspülungen, Seifen, Körperwäschen und anderen Reinigungsprodukten.
Citrate sind Salze der Zitronensäure und werden oft als Puffermittel und pH-Regulatoren in kosmetischen Formulierungen eingesetzt. Sie können auch als Konservierungsmittel verwendet werden, um die Haltbarkeit von Kosmetikprodukten zu verlängern.
Natriumcitrat und Kaliumcitrat sind Beispiele für Citrate, die in der Kosmetikindustrie häufig verwendet werden. Sie können auch in anderen Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der Pharmaindustrie eingesetzt werden.
Anwendungsmöglichkeiten der Zitronensäure
Die Anwendungsmöglichkeiten der Zitronensäure sind sehr weit verbreitet. Zitronensäure wird in vielen Haushaltsreinigern aufgrund ihrer säurehaltigen und wasserenthärtenden Eigenschaften verwendet. Hier sind einige Beispiele, wie Zitronensäure in Haushaltsreinigern eingesetzt wird:
Entkalker: Zitronensäure wird häufig in Entkalkern für Küchen- und Badezimmeroberflächen wie Spülbecken, Duschkabinen, Armaturen, Fliesen und Toiletten verwendet. Die Säure hilft dabei, mineralische Ablagerungen und Kalkablagerungen zu entfernen, die sich im Laufe der Zeit auf Oberflächen ansammeln.
Geschirrspülmittel: Zitronensäure wird auch in Geschirrspülmitteln verwendet, um hartnäckige Flecken und Verfärbungen von Geschirr, Gläsern und Besteck zu entfernen. Die Säure hilft dabei, Fettablagerungen zu lösen und die Bildung von Wasserflecken auf den Oberflächen zu verhindern.
Allzweckreiniger: Zitronensäure wird auch in Allzweckreinigern verwendet, um Schmutz, Flecken und Verfärbungen von verschiedenen Oberflächen wie Böden, Arbeitsplatten und Wänden zu entfernen. Die Säure hilft dabei, Fett und Öl zu lösen und die Oberflächen glänzend zu machen.
Waschmittel: kann auch als Bestandteil von Waschmitteln verwendet werden, um hartnäckige Flecken auf Textilien zu entfernen. Die Säure hilft dabei, Schmutz und Öl zu lösen und die Kleidung wieder weißer zu machen.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Zitronensäure in höheren Konzentrationen auch aggressiv sein kann und bei Kontakt mit Haut und Augen zu Reizungen führen kann. Daher sollten Produkte, die Zitronensäure enthalten, immer gemäß den Anweisungen auf dem Etikett verwendet werden und in der Nähe von Kindern und Haustieren aufbewahrt werden.
Zitronensäure in der Kosmetik
Es gibt noch sehr viele weitere Einsatzgebiete der Salze der Zitronensäure. Sie wird in der Kosmetikindustrie häufig als Inhaltsstoff in verschiedenen Produkten verwendet, einschließlich Hautpflegeprodukten, Shampoos und Haarspülungen, Seifen, Körperwäschen und anderen Reinigungsprodukten.
Zitronensäure hat eine milde exfolierende Wirkung und kann helfen, abgestorbene Hautzellen zu entfernen, um ein glatteres und strahlenderes Hautbild zu fördern. Seit einiger Zeit wird somit die Hydroxycarbonsäuren (AHA) als chemisches Peeling zur Hauterneuerung eingesetzt.
Zitronensäure wird auch oft als pH-Regulator verwendet, da sie dazu beiträgt, den pH-Wert von kosmetischen Formulierungen zu stabilisieren und aufrechtzuerhalten. Ein ausgewogener pH-Wert ist wichtig für die Gesundheit der Haut und kann dazu beitragen, Hautreizungen und andere unerwünschte Reaktionen zu minimieren.
Es gibt zwei Gründe, wieso die Zitronensäure so oft den Hautcremes zugesetzt wird. Zum einen ist sie mit ihrer schwach sauren Eigenschaft wirksam gegen Pilzbefall und zum anderen bindet sie Calcium – und weitere Schwermetallionen, indem sie diese komplexiert. Andernfalls fixieren die Calcium – Ionen den Schmutz auf der Haut und das schwerlösliche Calciumcitrat bindet somit den Schmutz an der Hautoberfläche. Die Schwermetalle wiederum fördern die Autoxidation einiger Bestandteile der Creme und daher ist wichtig, diese Schwermetalle zu binden und zu inaktivieren.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Zitronensäure in hohen Konzentrationen Hautreizungen und Sensibilisierungen verursachen kann, insbesondere bei Menschen mit empfindlicher Haut.
Steckbrief Zitronensäure:
INCI: Citric Acid
CAS Nr.: 77 -92- 9 (wasserfrei); 5949—- 29 -1 (Monohydrat)
Andere Bezeichnungen: E330, 2 – Hydroxypropan – 1,2,3 – tricarbonsäure
Summenformel: C6H8O7
Siedepunkt: ab 175° beginnt die Zersetzung
Beschaffenheit: farbloser, geruchsloser Feststoff
Löslichkeit: wasserlöslich
Zitronensäure: ein wichtiger Zusatzstoff in der Kosmetik
Die Zitronensäure ist heutzutage fast überall enthalten und aus unserem täglichen Gebrauch nicht mehr wegzudenken. Seit nun knapp offiziell 300 Jahren wird die Zitronensäure für sehr viele Dinge verwendet. Als physiologisch wirksame Säure ist sie sehr wichtig für unseren Organismus und absolut hautverträglich. Aufgrund ihrer die puffernde Wirkung ist sie kaum noch in der Kosmetikindustrie wegzudenken. Wir von Cosmacon beraten Sie gerne bei der Wahl des richtigen pH-Wertes für Ihre Produkte!
Die Kalkulation Dienstleistungen Kosmetik ist bei Cosmacon ganz einfach: Nach Ihrer Anfrage bekommen Sie innerhalb von 24 Stunden einen kompletten Überblick der maximalen Kosten. Wenn wir dann eine Geheimhaltungsvereinbarung unterzeichnet haben, machen wir Ihnen zu Ihren Wunschprodukten ein Festpreisangebot.
Quellen:
Microbial citric acid: Production, properties, application, and future perspectives.; Behera, B. C., Mishra, R., & Mohapatra, S. (2021). Food Frontiers, 2(1), 62-76.
Citric acid from Aspergillus niger: a comprehensive overview.; Crit Rev Microbiol. 2020 Nov;46(6):727-749.
Dual Effects of Alpha-Hydroxy Acids on the Skin.; Molecules. 2018 Apr 10;23(4):863.