Zitronensäure

Zitronensäure ist eine schwache organische Säure. Es ist ein natürliches Konservierungsmittel/Konservativer und wird auch verwendet, um einen acidic, oder sauer, Geschmack zu Nahrungsmitteln und alkoholfreien Getränken hinzuzufügen. In der Biochemie ist die verbundene Basis von Zitronensäure, Zitrat, als ein Zwischenglied im sauren Zitronenzyklus wichtig, und kommt deshalb im Metabolismus eigentlich aller Wesen vor.

Zitronensäure ist eine Warenchemikalie, und mehr als eine Million Tonnen wird jedes Jahr durch die Gärung erzeugt. Es wird hauptsächlich als ein acidifier, als eine Würze, und als ein chelating Agent verwendet.

Eigenschaften

Bei der Raumtemperatur ist Zitronensäure ein weißes kristallenes Puder. Es kann entweder in einer wasserfreien (wasserfreien) Form oder als ein Monohydrat bestehen. Die wasserfreie Form kristallisiert von heißem Wasser, wohingegen sich das Monohydrat formt, wenn Zitronensäure von kaltem Wasser kristallisiert wird. Das Monohydrat kann zur wasserfreien Form durch die Heizung über 78 °C umgewandelt werden. Zitronensäure löst sich auch in absolutem (wasserfreiem) Vinylalkohol (76 Teile von Zitronensäure pro 100 Teile von Vinylalkohol) an 15 °C auf.

In der chemischen Struktur teilt Zitronensäure die Eigenschaften anderer carboxylic Säuren. Wenn geheizt, über 175 °C zersetzt es sich durch den Verlust des Kohlendioxyds und Wassers (sieh Decarboxylierung).

Zitronensäure ist eine ein bisschen stärkere Säure als typische carboxylic Säuren, weil das Anion durch das intramolekulare Wasserstoffabbinden von anderen Pro-Tick-Gruppen auf Zitronensäure stabilisiert werden kann.

Entdeckung und Produktion

Die Entdeckung von Zitronensäure ist dem persischen Alchimisten des 8. Jahrhunderts Jābir ibn Hayyān (Geber) kreditiert worden. Mittelalterliche Gelehrte in Europa waren der acidic Natur der Zitrone und Limone-Säfte bewusst; solche Kenntnisse werden im Enzyklopädie-Spiegel des 13. Jahrhunderts Maius (Der Große Spiegel) registriert, von Vincent von Beauvais kompiliert. Zitronensäure wurde zuerst 1784 vom schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele isoliert, der sie von Zitronesaft kristallisiert hat. Industrieskala saure Zitronenproduktion hat 1890 gestützt auf der italienischen Zitrusfrucht-Industrie begonnen.

1893 hat C. Wehmer entdeckt, dass Form von Penicillium Zitronensäure von Zucker erzeugen konnte. Jedoch ist die mikrobische Produktion von Zitronensäure industriell wichtig nicht geworden, bis Erster Weltkrieg italienische Zitrusfrucht-Exporte gestört hat. 1917 hat der amerikanische Nahrungsmittelchemiker James Currie bestimmte Beanspruchungen der Form Aspergillus entdeckt Niger konnte effiziente saure Zitronenerzeuger und die pharmazeutische Gesellschaft sein Pfizer hat Industrieniveau-Produktion mit dieser Technik zwei Jahre später, gefolgt von Citrique Belge 1929 begonnen.

In dieser Produktionstechnik, die noch der Hauptindustrieweg zu Zitronensäure verwendet heute ist, werden Kulturen des A. Nigers mit einem Rohrzucker oder Traubenzucker enthaltendem Medium gefüttert, um Zitronensäure zu erzeugen. Die Quelle von Zucker ist Getreide steiler geistiger Getränk, Melasse, hydrolyzed Getreide-Stärke oder andere billige süße Lösungen. Nachdem die Form aus der resultierenden Lösung gefiltert wird, wird Zitronensäure durch das Hinabstürzen davon mit Limone (Kalzium-Hydroxyd) isoliert, um Kalzium-Zitrat-Salz nachzugeben, von dem Zitronensäure durch die Behandlung mit Schwefelsäure regeneriert wird.

Andere Methoden

Vor dem Fermentative-Prozess wurde Zitronensäure von Zitrusfrüchten isoliert. Der Saft wurde mit Limone (Ca (OH)) behandelt, um Kalzium-Zitrat hinabzustürzen, das isoliert wurde und sich zurück zur Säure umgewandelt hat.

2007 weltweit hat jährliche Produktion an etwa 1,600,000 Tonnen gestanden. Mehr als 50 % dieses Volumens wurden in China erzeugt. Mehr als 50 % wurden als acidulent in Getränken, ungefähr 20 % in anderen Nahrungsmittelanwendungen, 20 % für reinigende Anwendungen und 10 % für zusammenhängende Anwendungen außer dem Essen, wie Kosmetik, pharmaceutics und in der chemischen Industrie verwendet.

Ereignis

Zitronensäure besteht im größeren als Spur-Beträge in einer Vielfalt von Früchten und Gemüsepflanzen, am meisten namentlich Zitrusfrüchten. Zitronen und Kalke haben besonders hohe Konzentrationen der Säure; es kann nicht weniger als 8 % des trockenen Gewichts dieser Früchte (ungefähr 47 g/L in den Säften) einsetzen. Die Konzentrationen von Zitronensäure in Zitrusfrüchten erstrecken sich von 0.005 mol/L für Orangen und Grapefruits zu 0.30 mol/L in Zitronen und Kalken. Innerhalb der Arten ändern sich diese Werte abhängig vom cultivar und den Verhältnissen, in denen die Frucht angebaut wurde.

Biochemie

Saurer Zitronenzyklus

Zitrat, die verbundene Basis von Zitronensäure ist eine einer Reihe von Zusammensetzungen, die an der physiologischen Oxydation von Fetten, Proteinen, und Kohlenhydraten zum Kohlendioxyd und Wasser beteiligt sind.

Diese Reihe von chemischen Reaktionen ist zu fast allen metabolischen Reaktionen zentral, und ist die Quelle von zwei Dritteln der nahrungsmittelabgeleiteten Energie in höheren Organismen. Hans Adolf Krebs hat den 1953-Nobelpreis in der Physiologie oder Medizin für die Entdeckung erhalten. Die Reihe von Reaktionen ist durch verschiedene Namen, einschließlich des "sauren Zitronenzyklus", der "Zyklus von Krebs" oder "Szent-Györgyi — Zyklus von Krebs", und "tricarboxylic Säure (TCA) Zyklus" bekannt.

Andere biologische Rollen

Zitrat ist ein kritischer Bestandteil des Knochens, helfend, die Größe von Kalzium-Kristallen zu regeln.

Anwendungen

Der dominierende Gebrauch von Zitronensäure ist als eine Würze und Konservierungsmittel im Essen und den Getränken, den besonders alkoholfreien Getränken. Innerhalb der Europäischen Union wird es durch die E Nummer E330 angezeigt. Zitrat-Salze von verschiedenen Metallen werden verwendet, um jene Minerale in einer biologisch verfügbaren Form in vielen diätetischen Ergänzungen zu liefern. Die Pufferungseigenschaften von Zitraten werden verwendet, um pH in Haushaltsreinigern und Arzneimitteln zu kontrollieren. In den Vereinigten Staaten werden die Reinheitsvoraussetzungen für Zitronensäure als ein Nahrungsmittelzusatz durch das Essen Chemischer Kodex definiert, der von United States Pharmacopoeia (USP) veröffentlicht wird.

Nahrungsmittel, anderer

Zitronensäure kann zu z.B Eis als ein emulgierender Agent hinzugefügt werden, um Fette vom Trennen zum Karamell abzuhalten, um Rohrzucker-Kristallisierung, oder zu Rezepten im Platz von frischem Zitronesaft zu verhindern. Zitronensäure wird mit dem doppeltkohlensauren Natron in einer breiten Reihe von sprudelnden Formeln, sowohl für die Nahrungsaufnahme (z.B, Puder als auch für Blöcke) und für die persönliche Sorge (z.B, Badesalze, Badebomben und Reinigung des Fetts) verwendet. Zitronensäure wird auch häufig in der Reinigung von Produkten und Soda oder zischenden Getränken verwendet.

In einer trockenen bestäubten Form verkaufte Zitronensäure wird auf Märkten und Lebensmittelgeschäften als "saures Salz" wegen seiner physischen Ähnlichkeit mit Tabellensalz allgemein verkauft. Es hat Nutzen in Kochanwendungen, wo eine Säure entweder für seine chemischen Eigenschaften oder für seinen sauren Geschmack erforderlich ist, aber eine trockene Zutat ist erforderlich und zusätzliche Geschmäcke (z.B, statt Essigs oder Zitronesafts) unerwünscht sind.

Die Reinigung und chelating Reagenz

Zitronensäure ist ein ausgezeichnetes chelating Reagenz, verbindliche Metalle. Es wird verwendet, um Skala von Boilern und Evaporators zu entfernen. Es kann verwendet werden, um Wasser weich zu machen, das es nützlich in Seifen und Wäscherei-Reinigungsmitteln macht. Durch chelating die Metalle in hartem Wasser lässt es diese Reiniger Schaum erzeugen und besser ohne Bedürfnis nach der Wassererweichung arbeiten. Zitronensäure ist die aktive Zutat in einigen Badezimmer- und Küchenreinigungslösungen. Eine Lösung mit einer 6-%-Konzentration von Zitronensäure wird harte Wasserflecke vom Glas ohne das Schrubben entfernen. In der Industrie wird es verwendet, um Rost von Stahl aufzulösen. Zitronensäure kann im Shampoo verwendet werden, um Wachs und das Färben vom Haar zu waschen.

Veranschaulichend seiner chelating geistigen Anlagen war Zitronensäure der erste erfolgreiche eluant, der für die Gesamtmit dem Ionaustauschtrennung des lanthanides während des Projektes von Manhattan in den 1940er Jahren verwendet ist. In den 1950er Jahren wurde es durch den viel effizienteren EDTA ersetzt. Es kann verwendet werden, um Einstellung von Zement von Portland zu verlangsamen. Es kann Abbindezeit wesentlich verzögern.

Kosmetik und Arzneimittel

Zitronensäure wird als ein PH-Anpassungsagent in Sahnen und Gelen aller Arten weit verwendet. In dieser Rolle wird es in den meisten Rechtsprechungen als eine in einer Prozession gehende Hilfe klassifiziert und braucht auf Zutat-Listen so nicht verzeichnet zu werden.

Zitronensäure ist ein Alpha hydroxy Säure und verwendet als eine aktive Zutat in chemischen Schalen.

  • Zitronensäure wird als ein Puffer allgemein verwendet, um die Löslichkeit von braunem Heroin zu vergrößern. Einzelner Gebrauch saure Zitronenbeutel ist als ein Anreiz verwendet worden, um zu veranlassen, dass Heroin-Benutzer ihre schmutzigen Nadeln gegen saubere Nadeln in einem Versuch austauschen, die Ausbreitung des AIDS und der Leberentzündung zu vermindern. Andere für braunes Heroin verwendete acidifiers sind Askorbinsäure, essigsaure Säure und Milchsäure; in ihrer Abwesenheit wird ein Rauschgift-Benutzer häufig Zitronesaft oder Essig einsetzen.
  • Zitronensäure wird als eine der aktiven Zutaten in der Produktion von Antivirengeweben verwendet.

Einfärbung

Zitronensäure kann im Essen verwendet werden, das sich färbt, um das PH-Niveau eines normalerweise grundlegenden Färbemittels zu erwägen. Es wird als eine geruchlose Alternative zu weißem Essig für die Hauseinfärbung mit sauren Färbemitteln verwendet.

Fotografie

  • Zitronensäure kann als ein Halt-Bad des niedrigeren Gestankes als ein Teil des Prozesses verwendet werden, um fotografischen Film zu entwickeln. Fotografische Entwickler sind alkalisch, so wird eine milde Säure verwendet, um ihre Handlung schnell für neutral zu erklären und aufzuhören, aber hat allgemein essigsaure Säure-Blätter ein starker Essig-Gestank in der Dunkelkammer verwendet.

Status von Compendial

  • Britisches amtliches Arzneibuch
  • Japanisches amtliches Arzneibuch

Siehe auch

  • Die nah zusammenhängenden Säuren isocitric Säure, aconitic Säure und propane-1,2,3-tricarboxylic Säure (tricarballylic Säure, carballylic Säure)
  • Säuren in Wein

Zeichen

Außenverbindungen


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