Sitruunahappo

Sitruunahappo on trikarboksyylinen orgaaninen happo, joka on läsnä melkein kaikissa elävissä olennoissa ja erityisesti sitrushedelmissä

Mikä on sitruunahappo?

Hän sitruunahappo Se on orgaaninen yhdiste, joka koostuu heikoista haposta, jonka kemiallinen kaava on c₆H₈JOMPIKUMPI₇. Yksi sen tärkeimmistä luonnollisista lähteistä on sitrushedelmät, ja se johtuu myös sanasta latinaksi sitrushedelmä, Mitä katkera tarkoittaa.

Se ei ole vain heikko happo, mutta se on myös polyproottinen, ts. Se voi vapauttaa useamman kuin yhden vetyionin, H⁺. Juuri se on trikarboksyylihappo, joten siinä on kolme ryhmää -COOH⁺. Jokaisella heistä on oma taipumus vapauttaa itsensä ympäristönsä kohti.

Siksi sen rakenteellinen kaava määritellään paremmin C: ksi₃H₅O (cooh)₃. Tämä on kemiallinen syy siihen, miksi panoksesi on esimerkiksi oranssin ominaisen maun vuoksi.

Missä on sitruunahappo?

Sitruunahappoa löytyy alhaisista osuuksista kaikissa kasveissa ja eläimissä, ja se on elävien olentojen metaboliitti. Se on trikarboksyylihappojen tai sitruunahapposyklin syklissä esiintyvä aerobisen aineenvaihdunnan välittäjäyhdiste.

Biologiassa tai biokemiassa tämä sykli tunnetaan myös nimellä Krebs -sykli, amfibolinen aineenvaihduntareitti.

Sen lisäksi, että tämä happo on luonnollisesti kasveissa ja eläimissä, se saadaan synteettisesti suuressa mittakaavassa käymisen kautta.

Sitä käytetään laajasti elintarviketeollisuudessa, lääkkeissä ja kemiassa, ja se käyttäytyy luonnollisena säilöntäaineena. Hän ja hänen johdannaiset valmistetaan massiivisesti teollisuusasteella maistaakseen kiinteitä ja nestemäisiä ruokia.

Se pitää käyttöä lisäaineena ihon kauneustuotteiden lajikkeissa, sitä käytetään myös kelatoivana, happamana ja antioksidanttiaineena. Sitä ei kuitenkaan suositella sen käyttöä korkeissa tai puhtaissa pitoisuuksissa, koska se voi aiheuttaa ärsytystä, allergioita ja jopa syöpää.

Sitruunahapon rakenne

Sitruunahappojen kemiallinen rakenne. Lähde: Wikimedia Commons

Yläkuvassa on edustettuna sitruunahapon rakenne pallo- ja tankojen mallin kanssa. Jos sitä havaitaan huolellisesti, löytyy vain kolmen hiilen luuranko: propaania.

Keskustan hiiliatomi on kytketty ryhmään -OH: hon, joka karboksyyliryhmien läsnä ollessa -COH hyväksyy 'Hidroxi' -terminologian. Kolme -COOH -ryhmää on helposti tunnistettavissa vasemmassa ja oikeassa päissä ja rakenteen yläosassa. Ne ovat näistä, missä H vapautetaan⁺.

Toisaalta ryhmä -OH pystyy myös menettämään happoprotonin, joten se ei olisi yhteensä kolme tuntia⁺, mutta neljä. Jälkimmäinen vaatii kuitenkin huomattavasti vahvan emäksen, ja sen seurauksena sen vaikutus sitruunahappojen ominaishappamuuteen on paljon alhaisempi kuin ryhmät -COOH.

Kaikista edellä mainituista seuraa, että sitruunahappoa voidaan kutsua myös: 2-hydroksi-1,2,3-trikarboksyylimenettely.

C -2: ssa on -OH -ryhmä, joka on ryhmän -COOH: n vieressä (katso rakenteen yläkeskuksen). Tämän vuoksi sitruunahappo siirtyy myös alfa -hydroksiasidien luokitteluun, missä alfa tarkoittaa 'viereistä', ts. On vain yksi hiiliatomi, joka erottaa -cOOH: n ja -OH: n,.

Voi palvella sinua: Lineaariset alkaanit: rakenne, ominaisuudet, nimikkeistö, esimerkit

Sitruunahapon fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Molekyylipaino

210.14 g/mol.

Fyysinen ulkonäkö

Väritön ja hajuton happokiteet.

Maku

Hapan ja katkera.

Sulamispiste

153 ° C.

Kiehumispiste

175 ° C.

Tiheys

1,66 g/ml.

Liukoisuus

Se on erittäin liukoinen yhdiste vedessä. Se on myös erittäin liukoinen muissa polaarisissa liuottimissa, kuten etanoli ja etyyliasetaatti. Apolaarisissa ja aromaattisissa liuottimissa, kuten bentseenissä, tolueenissa, kloroformissa ja ksyleenissä, se on liukenematon.

Pka

-3.1

-4.7

-6.4

Nämä ovat PKA -arvoja jokaiselle kolmelle ryhmästä -cooh. Huomaa, että kolmas PKA (6,4) on tuskin hieman hapan, joten se dissosioituu vähän.

Hajoaminen

Äärimmäisissä lämpötiloissa tai yli 175 ° C: ssa se hajoaa vapauttamalla CO₂ ja vettä. Siksi neste ei kiehu merkittävästi, koska se hajoaa ensin.

Johdannaiset

Kuten h häviää⁺, Muut kationit miehittävät paikkansa, mutta ionisella tavalla, toisin sanoen ryhmien negatiiviset kuormat -Co^- Ne houkuttelevat muita positiivisia maksuja, kuten na⁺. Mitä enemmän sitruunahappoa, sitä enemmän kationeja niiden johdannaisilla on sitraatteja.

Esimerkki on natriumsitraatti, jolla on erittäin hyödyllinen kelatoiva vaikutus koagulanttina. Siksi nämä sitraatit voivat muodostaa komplekseja metallien kanssa liuoksessa.

Toisaalta h⁺ Ryhmistä -COOH voidaan jopa korvata muilla kovalenttisesti kytketyillä lajeilla, kuten R -sivuketjuilla, jotka aiheuttavat sitraattiestereitä: c₃H₅O (Coor)₃.

Monimuotoisuus on erittäin suuri, koska kaikki H ei tarvitse välttämättä korvata R: llä, mutta myös kationilla.

Tuotanto

Sitruunahappoa voidaan tuottaa luonnollisesti ja kaupallisesti hiilihydraattien käymisellä. Sen tuotanto on myös suoritettu synteettisesti kemiallisilla prosesseilla, jotka eivät ole kovin päteviä tänään.

Sen tuotannon bioteknologisia prosesseja on käytetty useita bioteknologisia prosesseja, koska tällä yhdisteellä on suuri kysyntä maailmanlaajuisesti.

Kemiallinen tai synteettinen synteetti

- Yksi näistä kemiallisista synteesiprosesseista suoritetaan korkeapaine -olosuhteissa isositraattisia kalsiumsuoloja. Sitrushedelmistä uutettu mehu käsitellään kalsiumhydroksidilla ja saadaan kalsiumsitraatti.

Sitten tämä suola uutetaan ja reagoi laimennetun rikkihapon liuoksen kanssa, jonka toiminta koostuu sitraatin protonisaatiosta alkuperäiseen happomuotoon.

- Sitruunahappo on syntetisoitu myös glyseriinistä, jotka korvaavat sen komponentit karboksyyliryhmällä. Kuten juuri mainittiin, nämä prosessit eivät ole optimaalisia suuren asteikon sitruunahappojen tuottamiseksi.

Voi palvella sinua: polyvinyylialkoholi

Luonnollinen

Kehossa sitruunahappo esiintyy luonnollisesti aerobisessa aineenvaihdunnassa: trikarboksyylihappojen sykli. Kun asetyylikoentsyymi A (asetyyli-CoA) tulee sykliin, se liittyy oksaloetikkahappoon, sitruunahapon muotoon.

Rasvahappojen katabolismireaktioissa hiilihydraatit, muun muassa₂ Asetyyli-CoA tuotetaan. Tämä muodostuu rasvahappojen beetahapetusta, glykolyysissä syntyneen pyruvaatin transformaatiota.

Krebs-syklissä tai sitruunahapposyklissä muodostettu sitruunahappo hapetetaan alfa-ketoglutarihappoon. Tämä prosessi edustaa amfibolista ruosteen vähentämisreittiä, josta syntyy ekvivalentteja, jotka tuottavat sitten energiaa tai ATP: tä.

Sitruunahapon kaupallisella tuotannolla aerobisen aineenvaihdunnan välittäjänä ei kuitenkaan ole kannattava tai tyydyttävä. Vain orgaanisen epätasapainon olosuhteissa tämän metaboliitin pitoisuus voidaan nostaa, mikä ei ole elinkelpoinen mikro -organismeissa.

Käymisellä

Mikro -organismit, kuten sienet ja bakteerit, tuottavat sitruunahappoa käymällä sokereita.

Sitruunahapon tuotanto mikrobisfermentoinnista on antanut parempia hedelmiä kuin kemiallisella synteesillä. Tähän massakaupalliseen tuotantomenetelmään liittyvät tutkimuslinjat on kehitetty, mikä on tarjonnut suuria taloudellisia etuja.

Teollisuusviljelytekniikat ovat vaihdelleet ajan myötä. Pinta- ja upotettua käymistä varten on käytetty kulttuureja. Upotetut kasvit ovat niitä.

Sitruunahapon tuotantoprosessit upotetulla käymisellä ovat olleet optimaalisia, mikä tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa.

Jotkut sienet, kuten Aspergillus niger, saccahromicopsis sp, ja bakteerit kuten Bacillus licheniformis, ovat saaneet aikaan korkean suorituskyvyn tämän tyyppisellä käymisellä.

Sienet kuten Aspergillus niger tai candida sp, Ne tuottavat sitruunahappoa melassin ja tärkkelyksen käymisen seurauksena. Ruo'on, maissin, punajuurien sokeria käytetään muun muassa myös mm.

Sitruunahappo käyttää

Elintarviketeollisuudessa

- Sitruunahappoa käytetään pääasiassa elintarviketeollisuudessa, koska se antaa heille miellyttävän happamaun. Se on hyvin liukoinen veteen, joten se lisätään juomiin, makeisiin, karkkeihin, hyytelöihin ja jäädytettyihin hedelmiin. Sitä käytetään myös viinien ja oluiden valmistuksessa muun muassa.

- Hapon, passiivisen maun, hivenaineen lisäämisen lisäksi askorbiinihapon tai C -vitamiinin suojaamisen lisäksi. Se toimii myös jäätelön ja juustojen emulgoijana. Se myötävaikuttaa oksidatiivisten entsyymien inaktivointiin vähentämällä ruoan pH: ta.

- Lisää ruokaan lisättyjen säilöntäaineiden tehokkuutta. Tarjoamalla suhteellisen alhaisen pH: n se vähentää todennäköisyyttä, että jalostettujen elintarvikkeiden mikro -organismit säilyvät, mikä lisää niiden käyttöikää.

Voi palvella sinua: kalsiumkarbidi (CAC2): rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

- Rasvoissa ja öljyissä sitruunahappoa käytetään vahvistamaan synergististä vaikutusta (rasvakomponenttien) antioksidantti, jolla tämän tyyppisillä ravintoaineilla voi olla.

Lääketeollisuudessa

- Sitruunahappoa käytetään myös laajalti lääketeollisuuden apuaineina lääkkeiden maun ja liukenemisen parantamiseksi.

- Yhdistelmänä bikarbonaatin kanssa sitruunahappo lisätään jauhettuihin tuotteisiin ja -tabletteihin siten, että se toimii poreilevana.

- Sitruunahapon suolat mahdollistavat niiden käytön antikoagulanttina, koska sillä on kyky rauhoittua. Sitruunahappoa annetaan mineraalilisäaineissa, kuten sitraattisuoloissa.

- Sitruunahappo happamalla suoliston imeytymisprosessin keskiarvot optimoivat vitamiineja ja joitain lääkkeitä. Sen vedettömä muoto annetaan muiden lääkkeiden lisäyksenä laskelman liukenemisessa.

- Sitä käytetään myös happamana, supistavana aineena, joka helpottaa eri lääketuotteiden aktiivisten aineosien liukenemista.

Kosmetiikkateollisuudessa ja yleensä

- WC- ja kosmetiikkatuotteissa sitruunahappoa käytetään metalli -ionirinta -aineena.

- Sitä käytetään metallien puhdistamiseen ja kiillottamiseen yleensä sekoittaen niitä peittävää oksidia.

- Pienissä pitoisuuksissa se toimii lisäaineena ekologisissa puhdistustuotteissa, jotka ovat ympäristön ja luonnon hyvänlaatuisia.

- Sillä on laaja valikoima käyttötarkoituksia: sitä käytetään valokuva -reagensseissa, tekstiileissä, nahkaparkitsissa.

- Se lisätään painettuihin musteisiin.

Myrkyllisyys

Niiden myrkyllisyyden raportit liittyvät suureen sitruunahappopitoisuuteen, altistumiseen, epäpuhtauksiin, muun muassa.

Sitruunahappoliuokset, jotka ovat laimennettuja. Puhdas tai väkevöity sitruunahappo on kuitenkin vaara turvallisuudelle, ja siksi sitä ei pidä kuluttaa.

Puhdas tai konsentroitu on syövyttävää ja ärsyttävää kosketusta ihon ja limakalvojen silmien, nenän ja kurkun kanssa. Se voi aiheuttaa ihon allergisia reaktioita ja akuutin toksisuuden nauttimisen yhteydessä.

Puhtaan sitruunahappojauheen hengittäminen voi myös vaikuttaa hengitysteiden limakalvoon. Sen hengittäminen voi aiheuttaa vaikeuksia hengityksen yhteydessä, allergioita, aiheuttaa tietoisuuden hengityselinten limakalvosta ja voi jopa laukaista astman.

Lisääntymisen myrkyllisiä vaikutuksia ilmoitetaan. Sitruunahappo voi aiheuttaa geneettisiä vikoja, aiheuttaen mutaation sukusoluissa.

Ja lopuksi, sitä pidetään vaarallisena tai myrkyllisenä vesieliöiden suhteen, ja yleensä konsentroitu sitruunahappo on syövyttävä metalleille.

Viitteet

1. Sitruunahapon käyttö elintarviketeollisuudessa. Toipunut Bellchemistä.com
2. Sitruunahappo. PubChemistä toipunut.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
3. Sitruunahappo. Haettu jstk.Wikipedia.org