Гроздова киселина

Пълно е с портокали, лайм, цариградско грозде и череши, нар и папая. Но основният склад на веществото е гроздето. Познахте ли героинята на статията? Става въпрос за винена киселина. В научния свят се нарича диоксин.

Съединението е получено от янтарна киселина с формула С4З.6О4. ° С4З.6О6 Е винена киселина. Формулата показва броя на атомите в молекулата, но не и тяхното местоположение. Междувременно елементите могат да бъдат разпределени по 4 схеми.

Гроздето съдържа винена киселина

Следователно винената смес има няколко изомера. Един от тях например е гроздовата киселина. Има и L-вино и мезо вино. Техните свойства са много различни. Но да започнем с общото.

Свойства на винената киселина

Винените киселини образуват кристали. Те са белезникави, без мирис. Вкусът, както подобава на една киселина, е кисел. Благодарение на героинята на статията соковете от много плодове и плодове имат същия вкус. Както знаете, плодовете съдържат много влага. Тъй като в него не плават кристали, ясно е, че във водата героинята на статията лесно се дисоциира, тоест разлага се на йони.

Разтвор на винена киселина се получава чрез смесването му с етилов алкохол. В бензола и етерите дисоциацията също протича, но бавно и не напълно. Това се отнася за всички киселинни изомери. Между другото, има 4 такива..

D-винената киселина не е посочена във въведението. Нарича се още винен камък. Кристалите на веществото са прозрачни, имат призматична форма, големи, като тези на скъпоценните камъни.

Формула на винена киселина

Изомерът L-вино има по-малки инертни материали, бели, почти непрозрачни. Въпреки това, както D, така и L кристалите се топят при 170 градуса. Мезовинът на прах омеква вече при 140 по Целзий, а гроздовото съединение се нуждае от всички 240.

По отношение на разтворимостта във вода лидерите са L- и D-изомерите. Мезовариновата и винената киселини се дисоциират по-бавно. Разтворимостта на солите, образувани от изомерите на героинята на статията, също е различна.

Както всички киселини, той взаимодейства с металите. Получават се или средни, или кисели соли. Дуетът на винената киселина с метали се разтваря лесно във вода.

Киселинните соли не се разлагат в него. Когато се приготвят алкохолни напитки, те се изстъргват от стените на съдовете и се оставят да бъдат преработени, т.е. за получаване на органична киселина.

Средните соли на героинята на статията кристализират само в разтвори на разяждащи основи. Така наречените метални хидроксиди. В сместа им с вода солите на гроздевата киселина се трансформират в многогранни колони..

Те се наричат ​​Рошел с името на фармацевта, който за пръв път е получил такива кристали. На някои от лицата им се наблюдава пиезоелектричният ефект, тоест поляризацията на диелектрика. Той се проявява само в кристали без център на симетрия. Точно това имат средните соли на винената киселина.

Винената киселина реагира не само в промишлеността и лабораториите, но и в човешкото тяло. Героинята на статията защитава клетките си от окисляване и следователно от стареене.

Винената киселина се произвежда под формата на бял прах

Освен това веществото стимулира синтеза на колаген, който придава еластичност на кожата. С повишен радиационен фон киселината реагира с източниците си. Това ускорява отстраняването на опасните елементи..

Ускорява винената връзка и като цяло метаболитните процеси. Плюс това има тонизиране на сърдечния мускул. Това е ефектът от 15-20 милиграма на ден. Това е нормата, от която възрастният се нуждае. В същото време консумацията от 7,5 грама на килограм тегло едновременно води до смърт. Заключение: в големи дози винената киселина е токсична.

Производство на винена киселина

Първият, който е развил винена киселина, е Джабир ибн Хайян. Това е арабски алхимик и лекар. Занимавал се е и с фармацевтични продукти. През 8-ми век е живял човек и е действал по хитър начин от гледна точка на съвременната наука.

През 21 век винената киселина се произвежда по метода на Карл Шееле. Това вече е шведски фармацевт, живял 10 века след Джабир Хаян. Първата работа на Шееле е посветена на винената киселина.

Той изолира реагента от калиев хидроген тартрат. Това е една от солите на героинята на статията. Scheele го комбинира с флуороводородна сол. Нарича се още флуор шпат, тъй като се получава от флуор шпат..

Калиев хидроген тартрат е научното наименование на зъбен камък. Спомняте ли си, когато пишеше, че е изпратен за рециклиране? Съответно методът на Шееле е жив. Но след смъртта на химика сушените винени дрожди и винената вар също бяха използвани като суровини за героинята на статията..

Последният е продукт на преработката на дрожди. Използват се и креда утайки. Винените материали са твърде кисели. За да омекоти вкуса им, се добавя калциев карбонат. Кредови утайки се образуват на негова основа.

Ако говорим за химичен синтез, популярната реакция е винената киселина, при която тя се получава чрез обработка на малеинова киселина с хидрохлорна киселина. Получената смес се вари в присъствието на слаба алкала. Обикновено те приемат сода. Остава да се подкисли продуктът със сярна киселина.

Като цяло винената киселина може да бъде изолирана от всичко, където се съдържа, например "Mukaltina". Това е аптечно лекарство, използвано за кашлица. Това всъщност е първият път за използване на героинята на статията - фармакологията. С нея и започнете следващата глава..

Приложение на винена киселина

Използването на винена киселина в медицината е свързано не само с лекарства за кашлица. Успоредно с това, героинята на статията облекчава синдрома на махмурлука и облекчава тежестта в стомаха. Съединението за вино е включено в диуретици, лаксативи.

В повечето лекарства винената киселина е междинен продукт. По този начин фармацевтите наричат ​​вещества, които пренасят биологично активни вещества до клетките, ускорявайки действието им..

Винена киселина с хранителен клас се намира в магазините за хранителни стоки. Той се крие под съкращението „E-334“. Добавката се произвежда в съответствие с нормите "21205-83". GOST техническа винена киселина - "5817-77".

Мета-винена киселина в храните

Хранителната киселина се добавя към храни в дози, които са безопасни и дори полезни за здравето. "E-334" подобрява вкуса на сладкиши, сладкиши и сладкиши. При запазване добавката играе ролята на подкислител и антиоксидант. Освен това винената киселина подобрява външния вид на продукта. Консервираните плодове, зеленчуци, плодове блестят, запазват еластичността.

Винената киселина присъства и в алкохолните напитки. Да купувате водка без нея, означава да усетите остър вкус. "E-334" омекотява алкохола. Плюс това, винното съединение регулира киселинността на водката. Същите функции "падат" върху "E-334" във виното. Героинята на статията се добавя към безалкохолни напитки само за подобряване на вкуса..

Можете да намерите героинята на статията в козметиката. Тук винената киселина е антиоксидант, „треньор“ за производството на колаген. Съединението се добавя към лосиони, сапуни и маски като разтворител за мъртви клетки на епидермиса. Киселината ги унищожава нежно, прочиства пресни тъкани, отваряйки им кислород.

Винена киселина в храните

Обновявайки кожените тъкани, винената смес трансформира, както и текстилните тъкани. Реактивът участва в оцветяването на материалите. В строителния бизнес винената киселина е силно хидрофобна. Приемайки вода, той възпрепятства изсъхването на циментите и гипса. На слънце например те могат да залязат твърде бързо..

Както всеки химикал, винената киселина е един от лабораторните реактиви. Героинята на статията е полезна при търсене на алдехиди. Откриването на захари също не е завършено без съединение за вино. Рацематите на органични вещества също се разделят на изомери, използвайки героинята на статията. За щастие е евтин и не се отнася за оскъдни.

Винена киселина цена

Цената за килограм винено съединение зависи от чистотата на веществото и опаковката му. 1000 грама в торби от 25 килограма и повече, обикновено струва около 270 рубли. Това е в случая с NPA, т.е. чисти продукти за анализ..

За килограм хранителна киселина те искат около 300 рубли. При покупки на едро в тонове цената е намалена наполовина. Местоположението на доставчика също има значение. За киселина от Европа и Америка те искат повече, тъй като цената зависи от обменния курс на еврото, долара.

В малка опаковка винената киселина струва около 30 рубли за 10 грама. Има опаковки с тегло 200 грама. Те искат 150-300 рубли. Съответно малките обеми са нерентабилни.

Обикновените потребители обаче не се нуждаят от килограм торби, те няма да бъдат похабени. Запасите от винена киселина няма да бъдат изразходвани в близко бъдеще. Той е органичен, защото се намира в плодовете на растенията. Докато осигуряват цариградско грозде, портокали, грозде, човечеството ще продължи да се възползва не само от тях, но и от съдържащата се в тях киселина..

Винена киселина: структурна формула, свойства, производство и приложение

Винената киселина принадлежи към класа на карбоксилните киселини. Това вещество получи името си поради факта, че основният източник на производството му е гроздовият сок. По време на ферментацията на последната се отделя киселина под формата на слабо разтворима калиева сол. Основната област на приложение на това вещество е в производството на хранителни продукти..

общо описание

Винената киселина принадлежи към категорията на ацикличните двуосновни хидрокси киселини, които съдържат както хидроксилни, така и карбоксилни групи. Такива съединения също се считат за хидроксилни производни на карбоксилни киселини. Това вещество има други имена:

  • диокси кехлибар;
  • зъбен камък;
  • 2,3-дихидроксибутандиова киселина.

Химична формула на винена киселина: C4З.6ОТНОСНО6.

Това съединение се характеризира със стереоизометрия; може да съществува в 3 форми. Структурните формули на винените киселини са показани на фигурата по-долу..

Най-стабилна е третата форма (мезо винена киселина). D- и L-киселините са оптически активни, но смес от тези изомери, взети в еквивалентно количество, е оптически неактивна. Тази киселина се нарича още r- или i-винена (рацемична, гроздова). На външен вид това вещество са безцветни кристали или бял прах.

Местоположение сред природата

L-винена (RR-винена) и винена киселини се намират в големи количества в гроздето, преработените продукти, както и в киселите сокове на много плодове. За първи път това съединение е изолирано от зъбен камък - утайка, която пада при производството на вино. Това е смес от калиев тартрат и калций.

Мезовариевата киселина не се среща в природата. Може да се получи само изкуствено - чрез кипене на D- и L-изомери в разяждащи основи, както и чрез окисляване на малеинова киселина или фенол.

физически характеристики

Основните физични свойства на винената киселина са:

  • Молекулно тегло - 150 amu. Яжте.
  • Точка на топене: o D- или L-изомер - 170 ° C; o гроздова киселина - 260 ° C; o мезо-винена киселина - 140 ° С.
  • Плътност - 1,66-1,76 g / cm 3.
  • Разтворимост - 135 g безводно вещество на 100 g вода (при температура 20 ° C).
  • Топлина на горене - 1096,7 kJ / (g ∙ mol).
  • Специфична топлина - 1,26 kJ / (mol ∙ ° С).
  • Моларен топлинен капацитет - 0,189 kJ / (mol ∙ ° С).

Киселината се разтваря добре във вода, докато се наблюдават абсорбция на топлина и намаляване на температурата на разтвора.

Кристализацията от водни разтвори става в хидратирана форма (2С4З.6ОТНОСНО6) ∙ Н2А. Кристалите са под формата на ромбични призми. В мезо винената киселина те са призматични или люспести. При нагряване над 73 ° C от алкохол кристализира безводна форма.

Химични свойства

Винената киселина, както и другите хидрокси киселини, има всички свойства на алкохолите и киселините. Функционалните групи -COOH и -OH могат да взаимодействат с други съединения както самостоятелно, така и да имат взаимно влияние помежду си, което определя химичните характеристики на това вещество:

  • Електролитична дисоциация. Винената киселина е по-силен електролит от изходните карбоксилни киселини. D- или L-изомерите имат най-висока степен на дисоциация, мезовинената киселина е с най-ниска степен.
  • Образуване на кисели и средни соли (тартрати). Най-често срещаните от тях са: тартрат и калиев тартрат, калциев тартрат.
  • Образуване на хелатни комплекси с метали с различни структури. Съставът на тези съединения зависи от киселинността на околната среда..
  • Образуване на естери със -ОН заместване в карбоксилната група.

Когато L-винената киселина се нагрява до 165 ° C, продуктът е доминиран от мезо-винена и винена киселини, в диапазона 165-175 ° C - грозде, над 175 ° C - метавинена киселина, която е жълтеникаво смолисто вещество..

При нагряване до 130 ° C, гроздова киселина в смес със солна киселина частично се превръща в мезовартикова киселина.

Солеви свойства

Сред характеристиките на солите на винената киселина могат да се разграничат следните:

  • Кисела калиева сол KHC4З.4О6 (калиев хидроген тартрат, зъбен камък): o слабо разтворим във вода и алкохол; o утаява при продължително излагане; o има формата на безцветни малки кристали, чиято форма може да бъде ромбична, квадратна, шестоъгълна или правоъгълна; o относителна плътност - 1973.
  • Калциев тартрат CaC4З.4О6: o външен вид - ромбични кристали; o слабо разтворим във вода.
  • Средна калиева сол K2° С4З.40,5 H2O, кисела калциева сол CaH2 (° С4З.4О6)2 - добра разтворимост във вода.

Синтез

Има 2 вида суровини за производство на винена киселина:

  • винена вар (продукт от преработката на кюспе, седиментна мая, отпадъци от производството на коняк алкохол от лозаро-винарски материали);
  • калиев хидроген тартрат (образува се в младото вино, когато се охлажда, както и когато се концентрира гроздовият сок).

Натрупването на винена киселина в гроздето зависи от нейния сорт и климатичните условия, в които е отглеждано (в студените години е по-слабо образувано).

Винената вар първо се пречиства от примеси чрез измиване с вода, филтриране, центрофугиране. Калиевият хидроторат се смила в топкови мелници или трошачки до размер на частиците от 0,1-0,3 mm и след това се преработва във вар в реакцията на обменните валежи, използвайки калциев хлорид и карбонат.

Винената киселина се произвежда в реактори. Първо в него се излива вода след измиване на гипсовата утайка, след това зъбният камък се зарежда със скорост 80-90 kg / m 3. Тази маса се загрява до 70-80 ° C, към нея се добавят калциев хлорид и варово мляко. Разлагането на зъбен камък продължава 3-3,5 часа, след което суспензията се филтрира и измива.

Киселината се изолира от винената вар чрез разлагане на Н2ТАКА4 в реактор, изработен от киселиноустойчива стомана. Масата се нагрява до 85-90 ° С. Излишната киселина в края на процеса се неутрализира с креда. Киселинността на разтвора трябва да бъде не повече от 1,5. След това разтворът на винената киселина се изпарява и кристализира. Разтвореният гипс се утаява.

Области на употреба

Използването на винена киселина е свързано главно с хранителната промишленост. Употребата му помага за повишаване на апетита, подобряване на секреторната функция на стомаха и панкреаса и подобряване на храносмилателния процес. Преди това винената киселина беше широко използвана като подкислител, но сега е заменена с лимонена киселина (включително при винопроизводството при обработка на много узряло грозде).

Диацетил винен естер се използва за подобряване на качеството на хляба. Благодарение на неговата употреба се увеличава порьозността и обемът на хлебната трохичка, както и нейният срок на годност..

Основните области на приложение на винената киселина се дължат на нейните физични и химични свойства:

  • подкислител и регулатор на киселинността;
  • антиоксидант;
  • консервант;
  • катализатор за разтваряне с вода при органичен синтез и аналитична химия.

В хранителната промишленост веществото се използва като добавка към Е334 в хранителни продукти като:

  • сладкарски изделия, бисквити;
  • консервирани зеленчуци и плодове;
  • желета и конфитюри;
  • слабоалкохолни напитки, лимонада.

Метавинената киселина се използва като стабилизатор, добавка за предотвратяване замъгляването на виното, шампанското и появата на зъбен камък.

Винарство и пивоварство

Вкусът на виното зависи от съдържанието на винена киселина. Когато има твърде малко от него, се оказва безвкусно. Това често се наблюдава при грозде, отглеждано в топъл климат. С висока концентрация на веществото напитката придобива прекалено тръпчив вкус..

Винената киселина се добавя към пивната мъст, ако нейното ниво е под 0,65% за червените вина и 0,7-0,8% за белите. Настройките се извършват преди започване на ферментацията. Първо, това се прави върху тестова проба, след което веществото се добавя към пивната мъст на малки порции. Ако има излишък на винена киселина, се извършва студено стабилизиране. В противен случай кристалите ще се утаят в бутилки с търговско вино.

При производството на бира киселината се използва за отмиване на дивата мая. Заразяването на бирата с последната е причината за нейната мътност и брак. Добавянето дори на малко количество винена киселина (0,5-1,0%) неутрализира тези микроорганизми.

Органични гроздови киселини

Органични киселини, открити в гроздето.

В момента почти всички киселини от цикъла на Кребс се намират в гроздето. Те участват активно в метаболизма на гроздето и имат голямо значение в продуктите от преработката на грозде. Те включват десетки имена на алифатни и ароматни киселини, включително летливи и нелетливи съединения от хомоложната серия Ci - C15, с общата формула R - COOH. Подобно на въглехидратите, органичните киселини са неравномерно разпределени в структурните елементи на гроздовете и вътре в зрънцето..

Най-голямо количество (до 95%) в плодовете съдържа винена и ябълчена киселини. Тези киселини са от най-голямо технологично значение..

Винена киселина (винена киселина, acidum tartaricum) C4З.6ОТНОСНО6 поради симетричното и равновесно разположение на кисели карбоксили, водородни йони и хидроксили, то се среща в четири вида:

D-винена киселина

L-винена киселина

Смес от равни количества D-винена и L-винена киселини = гроздова киселина

По отношение на химичните свойства всичките 4 киселини са идентични, но се различават по редица физични свойства: точка на топене, разтворимост и т. Н. Разтворите на D-винена и L-винена киселини предизвикват, съответно, дясно и ляво въртене на равнината на поляризирания лъч. Мезовариновата киселина и винената киселина нямат оптична активност.

В гроздето винената киселина е представена главно от D-винена киселина и много малко количество винена киселина. Винената киселина се разтваря добре във вода и алкохол; когато се изсуши, тя образува доста големи кристали със силни пиезо- и пироелектрични свойства (те придобиват електрически заряд при нагряване и компресиране). Калиево-натриевата сол на винената киселина (KNaC4H4O6 ∙ 4H2O), наречена сол на Рошел, се характеризира с особено силни пиезоелектрични свойства..

Винената киселина и нейните соли се използват широко в хранителната, сладкарската, текстилната, радиоелектронната промишленост, както и в хлебопроизводството, медицината, аналитичната химия. Единственият източник на производство на винена киселина е гроздето, отпадъците от преработката му.

От всички киселини на гроздето винената киселина е най-активната киселина, тъй като тя дава най-голямо количество водородни йони по време на дисоциацията.

Винената киселина образува две серии соли - кисела и средна. Солите на едноосновната киселина се наричат ​​битартрати, например калиев битартрат KHC4H4O2 (зъбен камък).

За разлика от винената киселина, калиевият битартрат е слабо разтворим във вода и още по-лош в алкохол. Следователно, той се отлага от сок и вино по стените и на дъното на резервоарите, откъдето се събира за получаване на винена киселина. Зъбният камък се намира в презряло грозде, в сокове от каша и плодови пасти на основата на грозде. По време на съхранението и отлежаването на виното зъбният камък отпада и киселинността намалява.

Средните двузаместени соли на винената киселина се наричат ​​тартрати, например калиев тартарат K2C4H4O6. Тази сол е силно разтворима във вода. Калциева сол на винената киселина - калциев тартарат CaC4H4O6 - неразтворима в студена вода и е основната суровина за производството на винена киселина.

Солите на винената киселина реагират с метални хидроксиди (Al, Fe, Cu), като образуват разтворими сложни съединения, например разтвор на течността KNaC4H2O6 XCu или KC4H3O6 ∙ AlOH. Комплексната сол на тартаратното желязо FeС4Н3О6 ∙ Н2О, когато е разтворена във вино, катализира окислителните процеси и подпомага узряването на виното.

По време на бавното окисление на винената киселина се образува диоксифумарова киселина, която има редуциращи свойства и допринася за формирането на вкуса на зряло, отлежало вино.

Ябълчена киселина (acidum malicum) C4H6O5 е двукиселина, но съдържа само една хидрокси група:

Среща се под формата на L- и D-оптични изомери и рацемичната (оптически неактивна) форма. Рацематът на ябълчната киселина може да бъде получен чрез химичен синтез. В природата, и по-специално в гроздето, L-ябълчната киселина е често срещана.

Ябълчната киселина образува кисели и средни соли - малати, от които средната калциева сол CaC4H4O5 е трудно разтворима.

Ябълчната киселина не е толкова важна, колкото винената киселина, но наличието на ябълчена киселина в гроздето, сока и виното в големи количества създава технологични затруднения и е необходимо да се вземат мерки за намаляване на съдържанието му.

Особено много ябълчена киселина има в неузрелите плодове: до 15 g на 1 kg грозде. Ябълчната киселина участва активно в дихателните процеси и до достигане на техническа зрялост съдържанието й намалява до 2-5 g на 1 kg грозде. Въпреки това, в по-северните райони на лозарството и при студено време през есента в южните райони, гроздето може да бъде прекалено кисело поради излишъка на ябълчена киселина. Трапезните вина, произведени от това грозде, имат така наречения аромат на "зелена киселинност". Под действието на дрожди и бактерии при благоприятни условия настъпва редукция на биологична киселина, свързана с превръщането на ябълчената киселина в слабо дисоциирана млечна киселина и други ферментационни продукти. Понякога е необходимо да се използват химически методи за неутрализиране на излишната ябълчена киселина в гроздова мъст или вино.

В гроздовите плодове други органични киселини също се съдържат в малки количества: лимонена, янтарна, гликолова, оксалова, диоксифумарова, глюконова, гликолова. например,

HOOC - CH2 - C - CH2 - COOH

Лимонена киселина.

Подобно на ябълчената киселина, лимонената киселина е широко разпространена в природата, особено в цитрусовите плодове (до 7 g / dm3), в сока от малина, цариградско грозде и червена боровинка (до 3 g / dm3). Лимонената киселина се съдържа в гроздовия сок в малки количества - до 0,7 g / dm3. Ако получените вина не са достатъчно киселинни, добавянето на лимонена киселина се използва широко като най-подходящо за хранителни продукти. Лимонената киселина се разтваря добре във виното и не образува трудно разтворими или утаени соли. В допълнение, той е лесно достъпен, тъй като се получава с помощта на форми от захар и тютюневи отпадъци - makhorka.

Янтарна киселина COOH - CH2 - CH2 - COOH се съдържа в гроздето от 0,07 до 0,2 g на 1 kg плодове, а в неузрялото грозде има повече. В процеса на узряване на гроздето количеството му намалява.

Гликоловата киселина СН2OH - COOH се намира в гроздето като калциеви соли.

Оксалова киселина COOH - COOH се съдържа в клетъчната тъкан на гроздето под формата на кристали. Намира се в пивна мъст до 0,1 g / dm3.

Диоксифумаровата киселина COOH - COH = COH - COOH е открита за първи път в гроздето през 1957 г. от известния биохимик А. К. Родопуло. Продуктите на окисление на диоксифумаровата киселина (дикето-янтарна и мезоксалова киселини) инхибират окисляването на винената киселина, в резултат на което този процес бързо утихва.

Диоксифумаровата киселина в гроздето се намира в много малки количества, но играе много важна роля в процесите на възстановяване на винопроизводството. Дехидратирайки, той отделя два водородни атома, за да възстанови веществата, които определят букета на виното, докато вкусът и букетът на виното се подобряват.

В гроздето се срещат и ароматни фенолни киселини (галова, ванилова, люлякова, р-хидроксикинамична и др.), Които са група от най-простите фенолни съединения. Те съчетават свойствата на киселини, аромат и фенолни вещества. Присъщо на червените и белите вина, получени в резултат на интензивно извличане на пулпата.

Гроздовите киселини определят един от най-важните елементи на вкуса - киселинността на сока, виното и други преработени продукти. При излишък от киселини те се отстраняват по различни начини, при недостиг (което се случва много по-рядко), мъстта или виното се подкисляват с лимонена или винена киселина, а също така се смесват с по-силно киселинни партиди..

Достатъчно висока киселинност на гроздето, предотвратяваща развитието на вредна бактериална микрофлора, инактивира окислителните ензими, придава на бели трапезни вина, шампанско винени материали, необходимата свежест на вкус, допринася за по-доброто проявяване на цвета на розовите и червените сокове и вина, а наличието на винена киселина осигурява узряването на реколта вина.

Винена киселина: структурна формула, свойства, производство и приложение

Винената киселина принадлежи към класа на карбоксилните киселини. Това вещество получи името си поради факта, че основният източник на производството му е гроздовият сок. По време на ферментацията на последната се отделя киселина под формата на слабо разтворима калиева сол. Основната област на приложение на това вещество е в производството на хранителни продукти..

общо описание

Винената киселина принадлежи към категорията на ацикличните двуосновни хидрокси киселини, които съдържат както хидроксилни, така и карбоксилни групи. Такива съединения също се считат за хидроксилни производни на карбоксилни киселини. Това вещество има други имена:

  • диокси кехлибар;
  • зъбен камък;
  • 2,3-дихидроксибутандиова киселина.

Химична формула на винена киселина: C4H6O6.

Това съединение се характеризира със стереоизометрия; може да съществува в 3 форми. Структурните формули на винените киселини са показани на фигурата по-долу..

Най-стабилна е третата форма (мезо винена киселина). D- и L-киселините са оптически активни, но смес от тези изомери, взети в еквивалентно количество, е оптически неактивна. Тази киселина се нарича още r- или i-винена (рацемична, гроздова). На външен вид това вещество са безцветни кристали или бял прах.

Местоположение сред природата

L-винена (RR-винена) и винена киселини се намират в големи количества в гроздето, преработените продукти, както и в киселите сокове на много плодове. За първи път това съединение е изолирано от зъбен камък - утайка, която пада при производството на вино. Това е смес от калиев тартрат и калций.

Мезовариевата киселина не се среща в природата. Може да се получи само изкуствено - чрез кипене на D- и L-изомери в разяждащи основи, както и чрез окисляване на малеинова киселина или фенол.

физически характеристики

Основните физични свойства на винената киселина са:

  • Молекулно тегло - 150 amu. Яжте.
  • Точка на топене: o D- или L-изомер - 170 ° C; o гроздова киселина - 260 ° C; o мезо-винена киселина - 140 ° С.
  • Плътност - 1,66-1,76 g / cm3.
  • Разтворимост - 135 g безводно вещество на 100 g вода (при температура 20 ° C).
  • Топлина на горене - 1096,7 kJ / (g ∙ mol).
  • Специфична топлина - 1,26 kJ / (mol ∙ ° С).
  • Моларен топлинен капацитет - 0,189 kJ / (mol ∙ ° С).

Киселината се разтваря добре във вода, докато се наблюдават абсорбция на топлина и намаляване на температурата на разтвора.

Кристализацията от водни разтвори става в хидратирана форма (2С4Н6О6) ∙ Н2О. Кристалите са под формата на ромбични призми. В мезо винената киселина те са призматични или люспести. При нагряване над 73 ° C от алкохол кристализира безводна форма.

Химични свойства

Винената киселина, както и другите хидрокси киселини, има всички свойства на алкохолите и киселините. Функционалните групи -COOH и -OH могат да взаимодействат с други съединения както самостоятелно, така и да имат взаимно влияние помежду си, което определя химичните характеристики на това вещество:

  • Електролитична дисоциация. Винената киселина е по-силен електролит от изходните карбоксилни киселини. D- или L-изомерите имат най-висока степен на дисоциация, мезовинената киселина е с най-ниска степен.
  • Образуване на кисели и средни соли (тартрати). Най-често срещаните от тях са: тартрат и калиев тартрат, калциев тартрат.
  • Образуване на хелатни комплекси с метали с различни структури. Съставът на тези съединения зависи от киселинността на околната среда..
  • Образуване на естери със -ОН заместване в карбоксилната група.

Когато L-винената киселина се нагрява до 165 ° C, продуктът е доминиран от мезо-винена и винена киселини, в диапазона 165-175 ° C - грозде, над 175 ° C - метавинена киселина, която е жълтеникаво смолисто вещество..

При нагряване до 130 ° C, гроздова киселина в смес със солна киселина частично се превръща в мезовартикова киселина.

Солеви свойства

Сред характеристиките на солите на винената киселина могат да се разграничат следните:

  • Кисела калиева сол KHC4H4O6 (калиев хидроген тартарат, зъбен камък): o слабо разтворим във вода и алкохол; o утаява при продължително излагане; o има формата на безцветни малки кристали, чиято форма може да бъде ромбична, квадратна, шестоъгълна или правоъгълна; o относителна плътност - 1973.
  • Калциев тартрат CaC4H4O6: o външен вид - ромбични кристали; o слабо разтворим във вода.
  • Средно калиева сол K2C4H4 ∙ 0,5 H2O, кисела калциева сол CaH2 (C4H4O6) 2 - добра разтворимост във вода.

Синтез

Има 2 вида суровини за производство на винена киселина:

  • винена вар (продукт от преработката на кюспе, седиментна мая, отпадъци от производството на коняк алкохол от лозаро-винарски материали);
  • калиев хидроген тартрат (образува се в младото вино, когато се охлажда, както и когато се концентрира гроздовият сок).

Натрупването на винена киселина в гроздето зависи от нейния сорт и климатичните условия, в които е отглеждано (в студените години е по-слабо образувано).

Винената вар първо се пречиства от примеси чрез измиване с вода, филтриране, центрофугиране. Калиевият хидроторат се смила в топкови мелници или трошачки до размер на частиците от 0,1-0,3 mm и след това се преработва във вар в реакцията на обменните валежи, използвайки калциев хлорид и карбонат.

Винената киселина се произвежда в реактори. Първо в него се излива вода след измиване на гипсовата утайка, след това зъбният камък се зарежда в размер на 80-90 kg / m3. Тази маса се загрява до 70-80 ° C, към нея се добавят калциев хлорид и варово мляко. Разлагането на зъбен камък продължава 3-3,5 часа, след което суспензията се филтрира и измива.

Киселината се изолира от винената вар чрез разлагане на H2SO4 в реактор, изработен от киселиноустойчива стомана. Масата се нагрява до 85-90 ° С. Излишната киселина в края на процеса се неутрализира с креда. Киселинността на разтвора трябва да бъде не повече от 1,5. След това разтворът на винената киселина се изпарява и кристализира. Разтвореният гипс се утаява.

Области на употреба

Използването на винена киселина е свързано главно с хранителната промишленост. Употребата му помага за повишаване на апетита, подобряване на секреторната функция на стомаха и панкреаса и подобряване на храносмилателния процес. Преди това винената киселина беше широко използвана като подкислител, но сега е заменена с лимонена киселина (включително при винопроизводството при обработка на много узряло грозде).

Диацетил винен естер се използва за подобряване на качеството на хляба. Благодарение на неговата употреба се увеличава порьозността и обемът на хлебната трохичка, както и нейният срок на годност..

Основните области на приложение на винената киселина се дължат на нейните физични и химични свойства:

  • подкислител и регулатор на киселинността;
  • антиоксидант;
  • консервант;
  • катализатор за разтваряне с вода при органичен синтез и аналитична химия.

В хранителната промишленост веществото се използва като добавка към Е334 в хранителни продукти като:

  • сладкарски изделия, бисквити;
  • консервирани зеленчуци и плодове;
  • желета и конфитюри;
  • слабоалкохолни напитки, лимонада.

Метавинената киселина се използва като стабилизатор, добавка за предотвратяване замъгляването на виното, шампанското и появата на зъбен камък.

Винарство и пивоварство

Вкусът на виното зависи от съдържанието на винена киселина. Когато има твърде малко от него, се оказва безвкусно. Това често се наблюдава при грозде, отглеждано в топъл климат. С висока концентрация на веществото напитката придобива прекалено тръпчив вкус..

Винената киселина се добавя към пивната мъст, ако нейното ниво е под 0,65% за червените вина и 0,7-0,8% за белите. Настройките се извършват преди започване на ферментацията. Първо, това се прави върху тестова проба, след което веществото се добавя към пивната мъст на малки порции. Ако има излишък на винена киселина, се извършва студено стабилизиране. В противен случай кристалите ще се утаят в бутилки с търговско вино.

При производството на бира киселината се използва за отмиване на дивата мая. Заразяването на бирата с последната е причината за нейната мътност и брак. Добавянето дори на малко количество винена киселина (0,5-1,0%) неутрализира тези микроорганизми.

i-винена (гроздова) киселина

i-винена (гроздова) киселина. Оптично активните винени киселини при продължително нагряване с вода рацемизират, т.е. те се превръщат в смес от равни количества оптични антиподи. Рацемизацията настъпва особено лесно в присъствието на свободни алкали и рацемичната или гроздова киселина се превръща частично в мезовинена киселина.

Гроздовата киселина е открита през 1822 г. като страничен продукт при производството на винена киселина, а през 1830 г. Берцелиус установява, че има същия елементен състав като винената киселина.

Ако смесите равни количества дясна и лява винена киселина, тогава винената киселина бавно се образува и топлината се отделя.

Гроздовата (рацемична) киселина се различава от D- и L-винените киселини не само по липса на оптична активност, но и по редица други свойства. И така, от водата кристализира под формата на хидрат 2С4З.6ОТНОСНО6 ∙ N2О, безводният се топи при 204 ° C. Във вода той е много по-малко разтворим от винените киселини. Соли на винена киселина - рацематите се различават от солите на оптично активните винени киселини. Киселата калиева сол е по-разтворима във вода, докато средната калциева сол се разтваря дори по-трудно от съответните соли на D- и L-винените киселини.

Всички тези свойства показват, че гроздовата киселина не е смес от десни и леви молекули на винената киселина, а тяхното химично (молекулярно) съединение. Съединения от този вид оптични антиподи се наричат ​​рацемични съединения точно от латинското наименование на гроздова киселина acidum racemicum.

В разтвори и пари, рацемичните съединения очевидно не съществуват; по този начин определянето на молекулното тегло чрез понижаване на точката на замръзване на разтвори на винена киселина дава стойност, съответстваща на мономерната формула С4З.6ОТНОСНО6; определянето на плътността на парите на естерите също води до молекулни тегла на мономерни съединения, вместо да се удвоява.

Гроздова киселинност

За да се получи добра гроздова напитка, се измерва киселинността на гроздето. Освен това те работят с индекса на киселинност и създават висококачествени вина.

  1. Количество киселина
  2. Какво определя нивото на киселинност
  3. Функции на киселините
  4. Киселинност и съдържание на захар
  5. Заключение

Гроздова киселинност

Количество киселина

Киселините в гроздето са в изобилие. Две от тях преобладават в плодовете:

  1. Вино. Формулата му е C4H6O6. Това е най-активното вещество в плодовете, което може да се получи само от грозде. Количеството му е 95% от това на другите киселини. За виното нивото на съдържание от 6 (понякога 7) до 8 g на литър се счита за норма. Гроздовата киселина създава приятен вкус на напитката. Колкото по-високо е съдържанието му в гроздето, толкова по-добре ще излезе напитката от него..
  2. Apple не е толкова необходимо вещество за винопроизводството. В неузрелите плодове количеството му достига 15 g на 1 kg плодове. Ако в гроздето има много, количеството му се намалява, тъй като създава трудности при приготвянето на продукта. Придава вкуса на зелени ябълки на виното.

Допълнителни вещества, чието съдържание в плодовете е незначително:

  • оцетна;
  • лимон;
  • кехлибар;
  • оксалова.

След ферментационни процеси в напитките се образуват ванилова, хидроксикинамична, галова и люлякова киселини.

Тези вещества са от съществено значение за процеса на винопроизводство. Всеки от тях има своя собствена функция. Чрез регулиране на количеството на веществото се получава определен вкус на напитката.

Какво определя нивото на киселинност

Съдържанието на ябълчена киселина зависи от следните фактори:

  1. Сорт Бери.
  2. Зрелост на горски плодове.
  3. В прохладен климат съдържанието в плодовете е увеличено.
  4. Когато е изложен на слънце, той претърпява процес на окисляване и преминава в по-леки форми..
  5. Процесът на ферментация допринася за намаляване на нивото му.

В зрелите плодове количеството ябълчена киселина е нормално - 2 g на 1 kg плодове. Това е приемлив показател за сортовете грозде, които първоначално не съдържат много вещества. Тези сортове включват Bastardo, Cabernet, Ruby Magaracha.

Винената киселина има благоприятен ефект върху вкуса на бъдещата напитка. Колкото повече е, толкова по-вкусно ще се получи. Високо съдържание на веществото (около 5 g на 1 kg) в сортовете Feteaska, Aligote. При червените сортове съдържанието на ябълчена киселина намалява след ферментацията и процеса на ферментация.

В южните райони растат плодове с ниско съдържание, а в северните - с високо. Това се взема предвид и в процеса на винопроизводството: на юг киселинността на местните вина се повишава от 4, 6 рН до нормално.

Функции на киселините

Нивото на киселинност на плодовете влияе върху съхраняването на напитките

Тези вещества са важни за преработката на гроздето и производството на хранителни продукти от него: сок, вино, шампанско. Киселината е способна на:

  1. Намаляват образуването на бактерии.
  2. Забавят процеса на окисляване на продуктите.
  3. Дайте на напитките ободряващ вкус и свежест.
  4. Увеличете срока на годност на напитката.

Киселинност и съдържание на захар

В зависимост от напитката в нея могат да преобладават киселина или захар. Високата киселинност в процеса на узряване на плодовете се превръща в захарно съдържание. Обилното количество сладост също е нежелателно за него, както и излишната киселинност..

За баланс, в зависимост от съдържанието на захар, количеството на тези вещества се намалява или увеличава по изкуствен начин. За да добавите киселина, добавете лимонена или винена киселина.

В различните винени материали процентът на съдържание на захар е различен:

  • коняк 15-17%;
  • шампанско 17-20%;
  • червено сухо 18-22%;
  • Кахетски над 22%.

Вкусът на напитката се формира в зависимост от съдържанието на захар и киселинността. Това е важно за правилната комбинация на напитката с храна и храна. Киселите вина не се препоръчват за използване със солени храни, тъй като блокират способността на вкусовите рецептори да усещат сол в тях.

А сладките видове, напротив, се комбинират със солени ястия. Също така, температурата на сервиране е важна за правилното използване на напитката..

Заключение

Продуктът от грозде съдържа много киселини, но преобладават винената и ябълчната киселини. Тяхното ниво зависи от сорта на плодовете, региона на растеж, етапа на зрялост и етапа на приготвяне на винените напитки. Съдържанието на захар също се счита за важен показател. В зависимост от вида на напитката, показателите на веществата се регулират по изкуствен начин.

Винена киселина

Винената киселина е органично съединение - двуосновна хидрокси киселина с формула HOOC-CH (OH) -CH (OH) -COOH.

Винената киселина (иначе диоксиукцинова или винена киселина) е кристали без мирис и без цвят, които имат много кисел вкус.

Като хранителна добавка винената киселина се нарича E334.

Винената киселина се намира естествено в много плодове. Особено е богат на грозде и цитрусови плодове. В някои храни се комбинира с магнезий, калций или калий.

Първоначално винената киселина се получава като страничен продукт от лозаро-винарската промишленост. Използва се главно за предотвратяване на растежа на бактерии във виното във вани и бъчви..

Получаване на винена киселина

Производството на винена киселина играе важна роля в развитието на химията. Смята се, че първите експерименти за производството на винена киселина са извършени от алхимика Джабир ибн Хайян през първи век. Съвременният метод за неговото производство обаче е разработен от шведския химик Карл Вилхелм Шееле едва през 18 век..

Сега винената киселина се произвежда от различни суровини, главно от отпадъците от лозаро-винарската промишленост. Основните източници на производство на винена киселина са:

  • Сушени винени дрожди, които се получават при производството на вино, както и изсушени утайки, които се образуват по време на съхранението на сулфитната мъст;
  • Зъбен камък, който се образува по стените на съдовете по време на ферментация и съхранение на вино. По правило винените соли в зъбен камък съставляват 60-70%;
  • Винена вар, образувана по време на преработката на дрожди, кюспе, остатъци от вино при измиване на бъчви и други контейнери в много винарни;
  • Кредови утайки, които се образуват в процеса на намаляване на киселинността на винените материали и гроздова мъст с калциев карбонат.

Соли на винената киселина - тартрати, образувани по време на ферментацията на гроздов сок.

Свойства на винената киселина

Основното свойство на винената киселина се счита за способността й да забавя естествените промени, които водят до разваляне на храната. В малки количества той е не само безопасен за хората, но и има благоприятен ефект върху тялото му. Подобно на естествената винена киселина, открита в плодовете, хранителната добавка Е334 има антиоксидантни свойства и има благоприятен ефект върху метаболитните и храносмилателните процеси в организма..

Благодарение на тези свойства на винената киселина, Е334 като хранителна добавка е одобрен за използване в производството на напитки и храни в много страни по света, което значително увеличава срока им на годност..

Големите дози винена киселина обаче са опасни, тъй като това е мускулен токсин, който може да причини парализа и смърт..

Приложение на винена киселина

Използването на винена киселина е широко разпространено в различни индустрии, а именно:

  • Хранителната промишленост като консервант и подобрител на вкуса;
  • Козметична индустрия, където E334 е компонент на много кремове и лосиони за тяло и лице;
  • Фармацевтичната индустрия, където се използва широко при производството на различни разтворими лекарства, както и ефервесцентни таблетки и някои други лекарства;
  • Аналитична химия - за откриване на алдехиди и захари, както и за разделяне на рацемати на органични вещества в изомери;
  • Строителство - за забавяне на изсъхването на някои строителни материали като цимент и гипс;
  • Текстилна индустрия - за боядисване на тъкани.

Използването на винена киселина (E334) в хранителната промишленост

Основното приложение на винената киселина в хранителната промишленост е като антиоксидант, консервант и регулатор на киселинността при производството на:

  • Ямов;
  • Сладолед;
  • Трапезна вода и газирани газирани напитки;
  • Консервирани храни;
  • Сладкарски изделия;
  • Различни сладкарски изделия (като емулгатор и консервант);
  • Вино;
  • Желе.

Открихте грешка в текста? Изберете го и натиснете Ctrl + Enter.