Citroenzuur

Citroenzuur is een tricarbonylisch organisch zuur dat aanwezig is in bijna alle levende wezens, en vooral in citrusvruchten

Wat is citroenzuur?

Hij citroenzuur Het is een organische verbinding die bestaat uit een zwak zuur waarvan de chemische formule c is₆H₈OF₇. Een van de belangrijkste natuurlijke bronnen zijn citrusvruchten, en komt ook voort uit het woord in het Latijn citrus, Wat betekent bitter.

Het is niet alleen een zwak zuur, maar het is ook polyprotisch, dat wil zeggen, het kan meer dan één waterstofion afgeven, h⁺. Precies is het een tricarbonzuur, dus het heeft drie groepen -cooh⁺. Elk van hen heeft zijn eigen neiging om zichzelf te bevrijden in de richting van hun omgeving.

Daarom is de structurele formule ervan beter gedefinieerd als C₃H₅O (COOH)₃. Dit is de chemische reden waarom uw bijdrage de karakteristieke smaak van bijvoorbeeld een oranje te danken heeft.

Waar is citroenzuur?

Citroenzuur wordt in lage verhoudingen gevonden in alle planten en dieren, en is een metaboliet van levende wezens. Het is een intermediaire verbinding van aerobe metabolisme aanwezig in de cyclus van tricarbonzuren of citroenzuurcyclus.

In de biologie of biochemie staat deze cyclus ook bekend als de Krebs -cyclus, een amfibolische metabolisme -route.

Naast het zijn van nature in planten en dieren, wordt dit zuur op grote schaal synthetisch verkregen door fermentatie.

Het wordt veel gebruikt in de voedingsindustrie, in de farmaceutische en chemie, en gedraagt ​​zich als een natuurlijk conserveermiddel. Hij en zijn derivaten worden massaal op industrieel niveau vervaardigd om vaste en vloeibare voedingsmiddelen op smaak te brengen.

Het vindt gebruik als additief in soorten schoonheidsproducten van de huid, het wordt ook gebruikt als een chelerend, verzurend en antioxidantmiddel. Het wordt echter niet aanbevolen het gebruik ervan in hoge of pure concentraties, omdat het irritatie, allergieën en zelfs kanker kan veroorzaken.

Citroenzuurstructuur

Chemische structuur van citroenzuur. Bron: Wikimedia Commons

In het bovenste beeld is de structuur van citroenzuur met een model van bollen en staven weergegeven. Indien zorgvuldig waargenomen, kan het skelet van slechts drie koolstofatomen worden gevonden: propaan.

Het koolstofatoom van het centrum is gekoppeld aan een groep -OH, die in aanwezigheid van carboxylgroepen -coh, -coh, de terminologie 'hidroxi' aanneemt. De drie -COOH -groepen zijn gemakkelijk herkenbaar aan de linker- en rechteruiteinden, en aan de bovenkant van de structuur. Ze zijn van deze waar H wordt vrijgegeven⁺.

Aan de andere kant kan de groep -OH ook een zuurproton verliezen, dus het zou in totaal niet drie uur zijn⁺, Maar vier. Dit laatste vereist echter een aanzienlijk sterke basis, en bijgevolg is de bijdrage ervan aan de karakteristieke zuurgraad van citroenzuur veel lager in vergelijking met die van de groepen -cooh.

Uit al het bovenstaande volgt hieruit dat citroenzuur ook kan worden genoemd: 2-hydroxy-1,2,3-tricarbonbonische procedures.

Er is een -oH -groep in C -2, die grenst aan de groep -cooh (kijk naar het bovenste midden van de structuur). Daarom komt citroenzuur ook in de classificatie van alfa -hydroxyacides, waarbij alfa 'aangrenzend' betekent, dat wil zeggen dat er slechts één koolstofatoom is dat de -cooh en -oh scheidt.

Kan u van dienst zijn: lineaire alkanen: structuur, eigenschappen, nomenclatuur, voorbeelden

Fysische en chemische eigenschappen van citroenzuur

Molecuulgewicht

210.14 g/mol.

Fysiek uiterlijk

Kleurloze en geurloze zuurkristallen.

Smaak

Zuur en bitter.

Smeltpunt

153 ° C.

Kookpunt

175 ° C.

Dikte

1.66 g/ml.

Oplosbaarheid

Het is een zeer oplosbare verbinding in water. Het is ook erg oplosbaar in andere polaire oplosmiddelen, zoals ethanol en ethylacetaat. In apolaire en aromatische oplosmiddelen zoals benzeen, tolueen, chloroform en xyleen is het onoplosbaar.

Pka

-3.1

-4.7

-6.4

Dit zijn de PKA -waarden voor elk van de drie groepen -COOH. Merk op dat de derde PKA (6,4) nauwelijks enigszins zuur is, dus het dissocieert weinig.

Ontleding

Bij extreme temperaturen of hoger dan 175 ° C wordt het afgebroken door CO vrij te geven₂ en water. Daarom faalt de vloeistof niet aanzienlijk, omdat deze eerst kapot gaat.

Derivaten

Zoals H verliest⁺, Andere kationen bezetten hun plaats, maar op een ionische manier, dat wil zeggen de negatieve belastingen van de groepen -co^- Ze trekken andere soorten positieve ladingen aan, zoals Na⁺. Hoe ongelijker het citroenzuur, hoe meer kationen hun derivaten genaamd citraten zullen hebben.

Een voorbeeld is natriumcitraat, dat een zeer nuttig chelerend effect heeft als stollingsmiddelen. Deze citraten kunnen daarom complexen vormen met metalen in oplossing.

Aan de andere kant, h⁺ van de groepen -COOH kan zelfs worden vervangen door andere covalent gekoppelde soorten, zoals R -zijketens, die aanleiding geven tot citraatesters: C₃H₅O (Coor)₃.

Diversiteit is erg groot, omdat niet alle H noodzakelijkerwijs moet worden vervangen door R, maar ook door kationen.

Productie

Citroenzuur kan op natuurlijke wijze worden geproduceerd en commercieel wordt verkregen door koolhydraatfermentatie. De productie ervan is ook synthetisch uitgevoerd door chemische processen die tegenwoordig niet erg geldig zijn.

Verschillende biotechnologische processen voor de productie ervan zijn gebruikt, omdat deze verbinding wereldwijd een grote vraag heeft.

Chemische of synthetische synthese

- Een van deze chemische syntheseprocessen wordt uitgevoerd in hoge drukomstandigheden uit isocitraatcalciumzouten. Het sap geëxtraheerd uit citrusvruchten wordt behandeld met calciumhydroxide en calciumcitraat wordt verkregen.

Dan wordt dit zout geëxtraheerd en reageert met een verdunde oplossing van zwavelzuur, waarvan de functie bestaat uit protoneren van citraat tot zijn oorspronkelijke zuurvorm.

- Citroenzuur is ook gesynthetiseerd van glycerine die componenten ervan vervangen door een carboxylgroep. Zoals zojuist vermeld, zijn deze processen niet optimaal voor de productie van grootschalig citroenzuur.

Kan u van dienst zijn: polyvinylalcohol

Natuurlijk

In het lichaam komt citroenzuur op natuurlijke wijze voor in aerobe metabolisme: cyclus van tricarbonzuren. Wanneer acetylco-enzym A (acetyl-CoA) de cyclus binnengaat, verbindt het met oxaloazijnzuur, citroenzuurvorm.

In de katabolisme -reacties van vetzuren, koolhydraten, onder andere substraten, in aanwezigheid van of₂ Acetyl-CoA wordt geproduceerd. Dit wordt gevormd als een product van bèta-oxidatie van vetzuren, de transformatie van pyruvaat gegenereerd in glycolyse.

Citroenzuur gevormd in de Krebs-cyclus of citroenzuurcyclus, zal worden geoxideerd tot alfa-ketoglutarinezuur. Dit proces vertegenwoordigt een amfibolische route-reductieroute, waaruit equivalenten worden gegenereerd die vervolgens energie of ATP zullen produceren.

De commerciële productie van citroenzuur als intermediair van aerobe metabolisme is echter niet winstgevend of bevredigend. Alleen onder omstandigheden van organische onbalans kan de concentratie van deze metaboliet worden verhoogd, wat niet levensvatbaar is voor micro -organismen.

Door gisting

Micro -organismen, zoals schimmels en bacteriën, produceren citroenzuur door suikers te fermenteren.

De productie van citroenzuur uit microbiële fermentatie heeft betere vruchten gegeven dan het verkrijgen door chemische synthese. Er zijn onderzoekslijnen ontwikkeld met betrekking tot deze massale commerciële productiemethode, die grote economische voordelen heeft geboden.

Industriële cultuurtechnieken zijn in de loop van de tijd gevarieerd. Culturen voor oppervlakte- en ondergedompelde gisting zijn gebruikt. Ondergedompelde gewassen zijn die waarin micro -organismen fermentatie produceren uit substraten in vloeibare media.

De productieprocessen van citroenzuur door ondergedompelde fermentatie zijn optimaal, wat voorkomt in anaërobe omstandigheden.

Sommige schimmels, zoals Aspergillus niger, saccahromicopsis sp, en bacteriën zoals Bacillus korstmosiformis, hebben hoge prestaties toegestaan ​​met dit type gisting.

Schimmels zoals Aspergillus Niger of Candida SP, Ze produceren citroenzuur als gevolg van de fermentatie van melasse en zetmeel. De suiker van het riet, maïs, bieten, onder andere, worden ook gebruikt als gistingssubstraten, onder andere onder andere.

Citroenzuur gebruikt

In de voedingsindustrie

- Citriërzuur wordt voornamelijk in de voedingsindustrie gebruikt, omdat het hen een aangename zuur smaak geeft. Het is erg oplosbaar in water, dus het wordt toegevoegd aan drankjes, snoep, snoepjes, gelei en bevroren fruit. Het wordt ook gebruikt bij de voorbereiding van wijnen en bieren, onder andere drankjes.

- Naast het toevoegen van een zuur, inactieve smaak, sporen elementen die bescherming bieden aan ascorbinezuur of vitamine C. Het fungeert ook als een emulgator in ijs en kazen. Het draagt ​​bij aan de inactivering van oxidatieve enzymen door de pH van de voedsel te verminderen.

- Verhoogt de effectiviteit van conserveermiddelen die aan voedsel zijn toegevoegd. Door een relatief lage pH te bieden, vermindert het de kans dat micro -organismen in bewerkte voedingsmiddelen overleven, waardoor hun nuttige levensduur wordt vergroot.

Kan u van dienst zijn: calciumcarbide (CAC2): structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

- In vetten en oliën wordt citroenzuur gebruikt om het synergetische effect (van de set van vette componenten) antioxidant te versterken dat dit type voedingsstoffen kan hebben.

In de farmaceutische industrie

- Citroenzuur wordt ook op grote schaal gebruikt als een excipiënt in de farmaceutische industrie om de smaak en oplossing van geneesmiddelen te verbeteren.

- In combinatie met bicarbonaat wordt citroenzuur toegevoegd aan producten en tabletten in poedervorm, zodat het zo bruisend werkt.

- Citroenzuurzouten laten hun gebruik als een anticoagulans toe, omdat het het vermogen heeft om te kalmeren. Citroenzuur wordt toegediend in minerale supplementen zoals citraatzouten.

- Citroenzuur door verzending van de middelen van het darmabsorptieproces optimaliseert vitamines en sommige medicijnen. De watervrije vorm wordt toegediend als een aanvulling van andere geneesmiddelen bij het oplossen van de berekeningen.

- Het wordt ook gebruikt als verzurend, samentrekkend, als een middel dat de oplossing van de actieve ingrediënten van verschillende farmaceutische producten vergemakkelijkt.

In de cosmetische industrie en in het algemeen

- In toilet- en cosmetica -producten wordt citroenzuur gebruikt als een metalen ionen borstagent.

- Het wordt gebruikt voor het reinigen en polijsten van metalen in het algemeen, waardoor het oxide wordt geroerd dat ze bedekt.

- Bij lage concentraties dient het als een additief in ecologische schoonmaakproducten, die goedaardig zijn voor het milieu en de natuur.

- Het heeft een breed scala aan toepassingen: het wordt gebruikt in fotografische reagentia, textiel, in de lederen leerlooier.

- Het is toegevoegd om inkten af ​​te drukken.

Toxiciteit

De rapporten van hun toxiciteit worden geassocieerd met een hoge concentratie citroenzuur, aan blootstelling, onzuiverheden, onder andere factoren.

Citrinezuuroplossingen die worden verdund, vormen geen risico of gevaar voor de gezondheid. Pure of geconcentreerd citroenzuur is echter een gevaar voor de veiligheid, en daarom moet het niet worden geconsumeerd.

Puur of geconcentreerd is corrosief en irritant voor contact met de huid en slijmvliezen, neus en keel. Het kan allergische reacties op de huid veroorzaken en acute toxiciteit in het geval van inname.

Inademing van zuiver citroenzuurpoeder kan ook het slijmvlies van de luchtwegen beïnvloeden. De inademing ervan kan moeilijkheid veroorzaken bij het ademen, allergieën, veroorzaakt het bewustzijn van het ademhalingsslijmvlies en kan zelfs astma veroorzaken.

Toxische effecten voor reproductie worden gerapporteerd. Citroenzuur kan genetische defecten veroorzaken, waardoor mutatie in kiemcellen wordt veroorzaakt.

En ten slotte wordt het als gevaarlijk of giftig beschouwd voor aquatische habitat, en in het algemeen is geconcentreerd citroenzuur corrosief voor metalen.

Referenties

1. Het gebruik van citroenzuur in de voedingsindustrie. Hersteld van Bellchem.com
2. Citroenzuur. Hersteld van PubChem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Citroenzuur. Opgehaald van.Wikipedia.borg