Фумаровая кислота: способы получения и использование в промышленности


Фумаровая кислота (H4C4O4) производится в виде твердых рассыпчатых кристаллов белого или прозрачного цвета. Кислота не имеет запаха, а на вкус фруктово-кислая и немного острая. Другое название кислоты – транс-бутендиовая. Она слабо растворяется в воде. Стандартная пропорция 100 мл воды и 0,63 г вещества.
Фумаровая кислота выступает в роли транс-изомера в реакции с малеиновой кислотой. Чаще всего используется в виде добавки Е297 в пищевой промышленности, где выступает регулятором кислотности.
Основные характеристики:
- молярная масса вещества 116,07 г\моль;
- температура плавления 287 градусов Цельсия;
- плотность 1,635 г\см кубический.
Производство фумаровой кислоты
Наибольшее количество кислоты содержится в трубчатых грибах, лишайнике, дикой руте и исландской цетрарии. Транс-бутендиовая кислота содержится во всех живых клетках и принимает участие в цитратном цикле. В коже человека вещество вырабатывается под воздействием солнечных лучей.
Впервые химический синтез соединения проведен из янтарной кислоты. Базовый способ производства – окисление хлорноватокислым натрием фурфураля с применением ванадиевого катализатора.
В современной промышленности производство транс-бутендиовой кислоты основано на реакции малеиновой кислоты и воды с незначительным рН. Кислоту малеиновую при этом воспроизводят методом окисления бензола или бутана с использованием катализирующего вещества. В процессе реакции получается малеиновый ангидрид.
Получение фумаровой кислоты в нефтяном производстве попутное. Малеиновая кислота становится результатом гидролиза ангидрида малеинового. Если бы вещество не участвовало в производстве транс-будендиовой кислоты, то соединение бы утилизировалось.
Способы применения фумаровой кислоты
Добавка Е297 активно используется в пищевой промышленности с 1946 года для регулировки кислотности продукции. Чаще всего она становится компонентом выпечки, напитков и кондитерских изделий. В хлебобулочных изделиях добавка выполняет роль ароматизатора, а также придает продукции пористости, что особенно важно для кексов. В составе пудинга кислота выполняет функцию коагулянта. Фумаровая кислота также может стать заменой винной и лимонной кислотам.
Транс-будендиовая кислота добавляется во фруктовые консервы, компот, мармелад и варенье. Входит в состав сухих смесей для приготовления фруктовых напитков и десертов, жвачек и растворимых чаев. Популярность кислоты обусловлена ее кислотностью, что повышает эффективность противомикробных добавок.
Фумаровая кислота также применяется в:
- Медицине, где она необходима для лечения псориаза. Суточная доза соединения от 60 до 1300 мг. Натриевую соль кислоты добавляют в мафусолу и конфумину. ДМФ способен снизить процесс инвалидности при рассеянном склерозе. Вещество используется для производства препаратов для борьбы с кожными заболеваниями, в том числе и экземой. Кислота берет активное участие в обменных и дыхательных реакциях организма человека. Она полностью усваивается и выводится естественным путем.
- Косметологии кислотой обогащены средства для ухода за кожей при псориазе. Соединение входит в состав шампуней от перхоти. Кроме того, добавка имеет антибактериальный и успокаивающий эффект.
- Сельском хозяйстве фумаровая кислота выступает в качестве добавки для животных, усиливая иммунную систему. В результате поголовье скота более устойчиво к болезням и быстрее набирает вес. Особое значение кислота имеет для птицеводства. Она улучшает вкус корма, снижает рН желудка, нормализует микрофлору кишечника, оказывает антиоксидантную защиту, повышает продуктивность организма.
- Промышленности кислота применяется для производства полиэфирных и бумажных клеев. Полиэфиры в роли пластификаторов нужны для изготовления пластмассовых изделий и искусственных тканей.
Транс-будендиовая кислота и ее воздействие на организм человека
Употребление транс-будендиовой кислоты не приводит к ее накоплению в организме человека. Кислота является побочным продуктом в цикле выработки мочевины. Кроме того, она вырабатывается кожей при контакте с солнечными лучами. Если же содержание кислоты снижено в организме, это приводит к развитию псориаза или появлению красной сыпи и шелушению.
Кислота не только безопасна для организма человека, но и несет большую пользу. Не смотря на то, что производство добавки основано на химических методах, она не приносит вреда здоровью. Поэтому соединение разрешено использовать в производстве продуктов питания в большинстве стран мира, в том числе и Евросоюзе. В Украине консервант Е297 не разрешен к использованию.
Соединение безопасно для здоровья при соблюдении дозировки, которая составляет не более 6 мг на 1 кг. При постоянном употреблении кислотосодержащих продуктов или превышении дозировки возможны нарушения в роботе печени.
Таким образом, фумаровая кислота – полезный и популярный продукт на рынке, который активно используется во многих сферах промышленности. При правильном использовании соединение не несет вреда здоровью человека и животных, а наоборот оказывает положительных эффект.
