Kyselina citrónová

Kyselina citrónová je trikarboxylová organická kyselina prítomná u takmer všetkých živých bytostí, najmä v citrusových plodoch

Čo je kyselina citrónová?

On kyselina citrónová Je to organická zlúčenina, ktorá pozostáva zo slabej kyseliny, ktorej chemický vzorec je C₆H₈Ani₇. Jedným z hlavných prírodných zdrojov sú citrusové plody a tiež odvodzuje zo slova v latinčine citrus, Čo znamená horké.

Nielenže je to slabá kyselina, ale je tiež polyprotický, to znamená, že môže uvoľniť viac ako jeden vodíkový ión, h⁺. Presne je to kyselina trikarboxylová, takže má tri skupiny -COOH⁺. Každý z nich má svoju vlastnú tendenciu, aby sa oslobodzoval od svojho okolia.

Preto je jeho štrukturálny vzorec lepšie definovaný ako C₃H₅O (COOH)₃. To je chemický dôvod, prečo váš príspevok vďačí za charakteristickú príchuť napríklad pomaranča.

Kde je kyselina citrónová?

Kyselina citrónová sa nachádza v nízkych podieroch u všetkých rastlín a zvierat a je metabolitom živých bytostí. Je to sprostredkovateľská zlúčenina aeróbneho metabolizmu prítomného v cykle trikarboxylových kyselín alebo cyklu kyseliny citrónovej.

V biológii alebo biochémii je tento cyklus známy aj ako cyklus Krebs, trasa metabolizmu amfibolického metabolizmu.

Okrem toho, že je prirodzene v rastlinách a zvieratách, sa táto kyselina získava syntetický vo veľkom meradle fermentáciou.

Všeobecne sa používa v potravinárskom priemysle, vo farmaceutickej a chémii a správa sa ako prírodný konzervačný prostriedok. On a jeho deriváty sa vyrábajú masívne na priemyselnej úrovni, aby ochutnali tuhé a tekuté potraviny.

Považuje sa ako aditívna v odrodách kozmetických výrobkov pre pleť, používa sa tiež ako chelatačné, okyslené a antioxidačné činidlo. Neodporúča sa však jeho použitie vo vysokých alebo čistých koncentráciách, pretože môže spôsobiť podráždenie, alergie a dokonca aj rakovinu.

Štruktúra citrónovej

Chemická štruktúra kyseliny citrónovej. Zdroj: Wikimedia Commons

Na hornom obrázku je reprezentovaná štruktúra kyseliny citrónovej s modelom guľôčok a tyčí. Ak sa pozorne pozoruje, nájdete kostru iba troch uhlíkov: propán.

Atóm uhlíka v centre je spojený so skupinou -OH, ktorá v prítomnosti karboxylových skupín, -COH, prijíma terminológiu „Hidroxi“. Tri -coOH skupiny sú ľahko rozpoznateľné na ľavom a pravom konci a v hornej časti štruktúry. Sú z nich, kde sa H uvoľňuje⁺.

Na druhej strane, skupina -OH je tiež schopná stratiť kyslý protón, takže by to nebolo celkom tri h⁺, Ale štyri. Ten však vyžaduje značne silnú základňu, a preto je jej príspevok k charakteristickej kyslosti kyseliny citrónovej oveľa nižší v porovnaní s prínosom skupín -cooh.

Zo všetkých vyššie uvedených z toho vyplýva, že kyselina citrónová sa dá nazývať aj: 2-hydroxy-1,2,3-trikarboxylové konanie.

V C -2 je skupina -OH, ktorá susedí so skupinou -COOH (pozrite sa na horný stred štruktúry). Kyselina citrónová tiež vstupuje do klasifikácie alfa -hydroxyacidov, kde alfa znamená „susedné“, to znamená, že existuje iba jeden atóm uhlíka, ktorý oddeľuje -cooh a -ohoh.

Môže vám slúžiť: lineárne alkány: Štruktúra, vlastnosti, nomenklatúra, príklady

Fyzikálne a chemické vlastnosti kyseliny citrónovej

Molekulová hmotnosť

210.14 g/mol.

Fyzický vzhľad

Kryštály bez farebnosti a bez zápachu.

Príchuť

Kyselina a horká.

Bod topenia

153 ° C.

Bod varu

175 ° C.

Hustota

1,66 g/ml.

Rozpustnosť

Je to vysoko rozpustná zlúčenina vo vode. Je tiež veľmi rozpustný v iných polárnych rozpúšťadlách, ako je etanol a etylacetát. V apolárnych a aromatických rozpúšťadlách, ako je benzén, toluén, chloroform a xylén, je nerozpustný.

Pka

-3.1

-4.7

-6.4

Toto sú hodnoty PKA pre každú z troch skupín -COOH. Všimnite si, že tretí PKA (6,4) je sotva mierne kyslý, takže sa málo disociuje.

Rozklad

Pri extrémnych teplotách alebo vyšších ako 175 ° C sa rozkladá uvoľnením CO₂ a voda. Preto sa tekutina významne nevarí, pretože sa rozpadá ako prvá.

Deriváty

Ako H prehrá⁺, Ostatné katióny zaberajú svoje miesto, ale iónovým spôsobom, to znamená negatívne zaťaženie skupín -Co^- Priťahujú ďalšie druhy pozitívnych nábojov, ako napríklad NA⁺. Čím viac nerovnomerná kyselina citrónová, tým viac katiónov ich deriváty nazývané citráty budú mať.

Príkladom je citrát sodný, ktorý má veľmi užitočný chelatačný účinok ako koagulant. Tieto citráty preto môžu tvoriť komplexy s kovmi v roztoku.

Na druhej strane, h⁺ Zo skupín -COOH môže byť dokonca nahradený inými kovalentnými prepojenými druhmi, ako sú bočné reťazce R, čo vedie k citrátovým esterom: C₃H₅O (Coor)₃.

Rozmanitosť je veľmi veľká, pretože nie všetky H musia byť nevyhnutne nahradené R, ale aj katiónmi.

Výroba

Kyselina citrónová sa môže produkovať prirodzene a komerčne získaná fermentáciou uhľohydrátov. Jeho produkcia bola tiež vykonaná syntetickými chemickými procesmi, ktoré dnes nie sú príliš platné.

Použilo sa niekoľko biotechnologických procesov pre jej výrobu, pretože táto zlúčenina má po celom svete vysoký dopyt.

Chemická alebo syntetická syntéza

- Jeden z týchto procesov chemickej syntézy sa vykonáva vo vysokotlakových podmienkach z izotrátových vápnikových solí. Šťava extrahovaná z citrusových plodov je ošetrená hydroxidom vápenatého a získa sa citrát vápenatého.

Potom sa táto soľ extrahuje a reaguje s zriedeným roztokom kyseliny sírovej, ktorej funkcia pozostáva z protonácie citrátu do pôvodného kyslého tvaru.

- Kyselina citrónová bola tiež syntetizovaná z glycerínu, ktorý nahradil komponenty z karboxylovej skupiny. Ako už bolo spomenuté, tieto procesy nie sú optimálne na výrobu veľkej kyseliny citrónovej farby.

Môže vám slúžiť: polyvinylalkohol

Prirodzený

V tele sa kyselina citrónovo vyskytuje prirodzene v aeróbnom metabolizme: cyklus trikarboxylových kyselín. Keď do cyklu vstupuje acetyl koenzým A (acetyl-CoA), spojí sa s kyselinou oxalooctovou, tvar kyseliny citrónovej.

Pri katabolizovaných reakciách mastných kyselín, sacharidy, okrem iných substrátov, v prítomnosti alebo₂ Vyrába sa acetyl-coA. Vytvára sa ako produkt beta-oxidácie mastných kyselín, transformácie pyruvátu generovaného pri glykolýze.

Kyselina citrónová tvorená v cykle Krebs alebo cyklu kyseliny citrónovej sa oxiduje na kyselinu alfa-ketoglutarovú. Tento proces predstavuje trasa redukcie hrdze, z ktorej sa generujú ekvivalenty, ktoré potom produkujú energiu alebo ATP.

Komerčná produkcia kyseliny citrónovej ako sprostredkovateľa aeróbneho metabolizmu však nemá ziskovú ani uspokojivú. Iba za podmienok organickej nerovnováhy je možné zvýšiť koncentráciu tohto metabolitu, čo nie je životaschopné pre mikroorganizmy.

Fermentáciou

Mikroorganizmy, ako sú huby a baktérie, produkujú kyselinu citrónovú fermentovaním cukrov.

Produkcia kyseliny citrónovej z mikrobiálnej fermentácie priniesla lepšie ovocie ako získanie chemickej syntézy. Boli vyvinuté výskumné linky týkajúce sa tejto masovej komerčnej výroby, ktorá ponúka veľké ekonomické výhody.

Techniky priemyselnej kultúry sa časom líšili. Kultúry pre povrchové a ponorené kvasenie sa použili. Ponorbované plodiny sú tie, v ktorých mikroorganizmy produkujú fermentáciu zo substrátov obsiahnutých v kvapalnom médiu.

Výrobné procesy kyseliny citrónovej ponorenou fermentáciou boli optimálne, čo sa vyskytuje v anaeróbnych podmienkach.

Niektoré huby, napríklad Aspergillus Niger, Saccahromicopsis SP, a baktérie ako Bacillus licheniformis, s týmto typom fermentácie umožnili získať vysoký výkon.

Huby ako Aspergillus Niger alebo Candida SP, Produkujú kyselinu citrónovú v dôsledku fermentácie melasy a škrobu. Cukor trstiny, kukurice, repy, okrem iného, ​​sa okrem iného používajú aj ako fermentačné substráty.

Používa kyselinu citrónovú

V potravinárskom priemysle

- Kyselina citrónová sa používa hlavne v potravinárskom priemysle, pretože im dáva príjemnú kyselinu príchuť. Je veľmi rozpustný vo vode, takže sa pridáva do nápojov, sladkostí, cukroviniek, želé a mrazeného ovocia. Používa sa tiež pri príprave vín a pív, okrem iných nápojov.

- Okrem pridania kyslej, neaktívnej chuti, stopových prvkov poskytujúcich ochranu kyseliny askorbovej alebo vitamínu C. Pôsobí tiež ako emulgátor v zmrzline a syroch. Prispieva k inaktivácii oxidačných enzýmov znížením pH potravín.

- Zvyšuje účinnosť konzervačných látok pridaných do potravín. Poskytnutím relatívne nízkeho pH znižuje pravdepodobnosť, že mikroorganizmy v spracovaných potravinách prežijú, čím sa zvyšuje ich životnosť.

Môže vám slúžiť: karbid vápenatý (CAC2): Štruktúra, vlastnosti, získanie, použitia

- V tukoch a olejoch sa kyselina citrónová používa na posilnenie synergického účinku (súboru mastných zložiek) antioxidantu, ktorý môže tento typ živiny mať.

Vo farmaceutickom priemysle

- Kyselina citrónová sa tiež široko používa ako pomocník vo farmaceutickom priemysle na zlepšenie chuti a rozpustenia liekov.

- V kombinácii s hydrogenuhličitanom sa kyselina citrónová pridáva do práškových výrobkov a tabliet tak, aby pôsobila ako šumivo.

- Soli kyseliny citrónovej umožňujú ich použitie ako antikoagulant, pretože má schopnosť upokojiť sa. Kyselina citrónová sa podáva v minerálnych doplnkoch, ako sú citrátové soli.

- Kyselina citrónová okyslením prostriedkov procesu absorpcie čreva optimalizuje vitamíny a niektoré lieky. Jeho bezvodá forma sa podáva ako doplnok iných liekov pri rozpustení výpočtov.

- Používa sa tiež ako acidifikácia, adstringent, ako činidlo, ktoré uľahčuje rozpustenie aktívnych zložiek rôznych farmaceutických výrobkov.

V kozmetickom priemysle a všeobecne

- V toaletách a kozmetických výrobkoch sa kyselina citrónová používa ako činidlo kovového iónového hrudníka.

- Používa sa na čistenie a leštenie kovov všeobecne a miešanie oxidu, ktorý ich pokrýva.

- Pri nízkych koncentráciách slúži ako prísada v ekologických čistiacich výrobkoch, ktoré sú benígne pre životné prostredie a prírodu.

- Má širokú škálu použití: používa sa vo fotografických činidlách, textíliách, v kožene kože.

- Pridáva sa na tlač atramentov.

Toxicita

Správy o ich toxicite sú spojené s vysokou koncentráciou kyseliny citrónovej, expozícii, nečistoty, okrem iného.

Roztoky kyseliny citrónovej, ktoré sú zriedené, nepredstavujú žiadne riziko ani nebezpečenstvo pre zdravie. Čistá alebo koncentrovaná kyselina citrónová však predstavuje nebezpečenstvo pre bezpečnosť, a preto by sa nemala konzumovať.

Čistý alebo koncentrovaný je korozívny a dráždi kontakt s pokožkou a sliznicami, nosom a hrdlom. Môže spôsobiť alergické reakcie na koži a akútnu toxicitu v prípade požitia.

Vdýchnutie čistého prášku kyseliny citrónovej môže tiež ovplyvniť sliznicu respiračného traktu. Jeho vdýchnutie môže spôsobiť ťažkosti pri dýchaní, alergiách, spôsobuje povedomie o respiračnej sliznici a môže dokonca vyvolať astmu a môže spustiť astmu.

Uvádzajú sa toxické účinky na reprodukciu. Kyselina citrónová môže spôsobiť genetické defekty, čo spôsobuje mutáciu v zárodočných bunkách.

A nakoniec sa považuje za nebezpečné alebo toxické pre vodné biotopy a vo všeobecnosti je koncentrovaná kyselina citrónová pre kovy korozívna.

Odkazy

1. Použitie kyseliny citrónovej v potravinárskom priemysle. Zotavené z Bellchemu.com
2. Kyselina citrónová. Obnovený z pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
3. Kyselina citrónová. Získaný z.Wikipedia.orgán