Глюконовая кислота - удивительное вещество, которое естественным образом присутствует во многих продуктах нашего стола. Однако мало кто знает о ее уникальных свойствах и широком спектре применения. Эта статья откроет новые грани глюконовой кислоты, расскажет о ее роли в организме человека и в промышленности.
1. Строение и физико-химические свойства
Глюконовая кислота имеет молекулярную формулу C6H12O7. Ее структурная формула: HOCH2 (CHOH) 4COOH.
Молекулярная масса глюконовой кислоты составляет 196,16 г/моль. Это бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 132оС.
Глюконовая кислота хорошо растворима в воде - до 100 г на 100 мл воды при 25оС. В то же время она практически нерастворима в неполярных органических растворителях, таких как бензол, диэтиловый эфир.
Константа диссоциации глюконовой кислоты составляет 3,76. Это означает, что по кислотности она уступает сильным минеральным кислотам, но превосходит слабые органические кислоты типа уксусной.
Важной характеристикой глюконовой кислоты является оптическая активность. Она проявляется в существовании двух энантиомеров: D-глюконовой и L-глюконовой кислоты. Причем в природе встречается только D-форма.
2. Получение глюконовой кислоты
Небольшие количества глюконовой кислоты содержатся в некоторых пищевых продуктах, например:
- Вине (до 0,25%)
- Меде (до 1%)
- Фруктах
Однако для промышленного производства и использования в фармацевтике таких источников недостаточно. Поэтому был разработан ряд методов химического и биотехнологического синтеза.
Одним из распространенных является микробиологическое получение глюконовой кислоты. Суть метода заключается в ферментации глюкозы с помощью специально подобранных микроорганизмов.
Преимущества данного подхода:
- Высокий выход продукта
- Экологическая безопасность
- Низкая себестоимость
Глюконовая кислота производится также путем химического или электрохимического окисления глюкозы с помощью сильных окислителей.
Концентрированные водные растворы глюконовой кислоты содержат некоторое количество лактона - циклического сложного эфира глюконовой кислоты.
Доля лактона возрастает с понижением температуры и увеличением концентрации раствора. Это важно учитывать при хранении и транспортировке глюконовой кислоты.
| Концентрация раствора глюконовой кислоты | Содержание лактона при 20°С |
| 10% | 2% |
| 50% | 5% |
3. Свойства глюконовой кислоты
Глюконовая кислота обладает комплексом уникальных свойств, обусловленных наличием большого числа функциональных групп в молекуле.
Во-первых, эта многоатомная органическая кислота характеризуется высокой хелатирующей способностью. Она эффективно связывает ионы металлов, образуя с ними стабильные комплексные соединения.
Во-вторых, глюконовая кислота проявляет восстановительные свойства. Это связано с наличием альдегидной группы, которая может окисляться до карбоксильной.
4. Применение в пищевой промышленности
Глюконовая кислота широко используется в производстве продуктов питания в качестве пищевой добавки E574. Она выступает регулятором кислотности и разрыхлителем теста.
Кроме того, соли и сложные эфиры глюконовой кислоты применяются для улучшения вкусовых качеств пищи и увеличения сроков хранения.
5. Медицинское применение
Благодаря нетоксичности, глюконовая кислота активно используется в фармацевтической промышленности. Она входит в состав многих лекарственных препаратов.
Глюконаты металлов, например, железа широко применяются в качестве добавок для профилактики и лечения анемии, остеопороза и других заболеваний.
6. Применение в косметологии
Входя в состав гидроксикислот АНА, глюконовая кислота обладает выраженным отшелушивающим и омолаживающим действием на кожу.
Поэтому ее часто добавляют в средства для ухода за кожей лица: кремы, лосьоны, пилинги. Кроме этого, глюконовая кислота увлажняет и питает кожу, стимулирует выработку коллагена.
