Описание
Лимонная кислота является одной из наиболее распространенных кислот в растительном мире и встречается во всех организмах. Например, лимонный сок содержит около 5-7% лимонной кислоты. Она также встречается в яблоках, грушах, малине, смородине, хвойных, грибах, листьях табака, в вине и даже молоке.
Этот феномен объясняется тем, что лимонная кислота является одноименным промежуточным звеном в так называемом «Цитратном цикле» (также известном как цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса), который играет ключевую роль в метаболизме углеводов и жирных кислот всех живых организмов, потребляющих кислород. Включая и человека!
Этот цикл обеспечивает основные молекулярные структуры для построения большинства аминокислот. В биохимии часто можно встретить термин «Цитрат», что означает диссоциированную ионную форму лимонной кислоты, находящуюся в водной среде клетки.
В безводном состоянии лимонная кислота образует ромбические кристаллы, которые имеют слегка кислый вкус. Также существует моногидрат лимонной кислоты (C6H8O7 · H2O), который содержит одну кристаллизационную молекулу воды на молекулу лимонной кислоты.
Водный раствор лимонной кислоты проводит электрический ток. Поскольку карбоксильные группы отщепляют протоны и, таким образом, в растворе присутствуют подвижные носители заряда (ионы).
При приеме внутрь в небольших количествах, лимонная кислота косвенно способствует росту костей, благодаря лучшему усвоению кальция организмом.
История
Лимонная кислота была впервые выделена в 1784 году Карлом Вильгельмом Шееле из сока лимона (отсюда и название). Однако лимонная кислота, возможно, уже была известна первым алхимикам, хотя и под другим названием. По неподтвержденным данным, еще в 9 веке арабский алхимик Джабир ибн Хайян в своих опытах уже использовал лимонную кислоту.
Сделано из цитрусовых
Лимонная кислота впервые была получена из цитрусовых по следующей методике: лимонный сок обрабатывали концентрированным раствором аммиака, конденсировали путем выпаривания и затем фильтровали.
Легкорастворимый цитрат аммония превращается в реакции осаждения с хлоридом кальция в труднорастворимый цитрат кальция. Раствор снова фильтровали, а осадок на фильтре растворяли в 25% серной кислоте с получением еще менее растворимого сульфата кальция (гипс).
Из полученного продукта путем кристаллизации получалась чистая лимонная кислота.
Производство
В настоящее время лимонную кислоту получают в промышленности с помощью трансгенного гриба Aspergillus niger.
Этот технологический процесс требует соблюдения трех основных условий:
- Высокое содержание глюкозы и кислорода в питательной среде;
- Низкий pH (pH <3);
- Низкая концентрация Fe2 (<5 мг/л).
Использование и применение
Лимонная кислота обладает не только широко известным эффектом удаления извести (чайники, посудомоечные машины, стиральные машины, смесители и нагреватели) из-за своей кислотной природы, но также активно используется в моющих средствах. Это позволяет избежать неприятного запаха уксуса чистящих средств.
Лимонная кислота и ее соли используются в качестве пищевой добавки под номером Е330 для консервирования и подкисления пищевых продуктов, прохладительных напитках, а также фруктовых соках.
Дополнительные области использования солей лимонной кислоты:
- В качестве смягчителя воды;
- Для пассивации нержавеющей стали. В этом процессе свободные железные компоненты освобождаются от поверхности нержавеющей стали. В результате на соотношение хрома и железа оказывается положительное влияние, что приводит к улучшению пассивного слоя и, следовательно, к улучшению защиты от коррозии нержавеющей стали;
- Препараты, содержащие цитрат кальция, рекламируются оздоровительной индустрией в качестве пищевой добавки. Они используются в препаратах, повышающих уровень магния в организме для предотвращения судорог и повышения общей производительности;
- Соли тринатрийцитрат и трилитийцитрат используются в строительной химии в качестве замедлителя или ускорителя (в зависимости от концентрации) отверждения цементных масс;
- В качестве раствора для полоскания при лечении корневых каналов в стоматологии;
- Для предотвращения свертывания крови.
