Пропионовая кислота – это соединение, которое наиболее часто используется в качестве пищевой добавки-консерванта, препятствующего развитию патогенной микрофлоры. Вещество бесцветное, но с отчетливым неприятным запахом.
Пропионовую кислоту называют также пропановой и метилуксусной кислотой.
В промышленности применяется искусственно синтезированная пищевая добавка Е280; в природе она встречается, но добывать кислоту из естественных источников нецелесообразно.
Впервые рассматриваемый реагент был получен в конце 19 века в Германии – открытие принадлежит авторству немецкого ученого Йохана Готлиба. Он зафиксировал присутствие кислоты в продуктах распада сахаров.
Что такое пропионовая кислота: ее особенностиПропионовая кислота – это жидкость без цвета с характерным запахом. Вещество легко соединяется с обычной водой вне зависимости от ее количества и температуры, а также с органическими растворителями. Реактив широко применяется на предприятиях, специализирующихся на изготовлении средств для борьбы с сорняками, производстве медикаментов, душистых веществ, изделий из пластмасс и растворителей.
В продуктах питания пропионовая кислота выступает в роли консерванта, препятствующего порче пищи. Ее также добавляют в корма для животных, в них соединение выполняет аналогичные функции.
В зависимости от сферы применения и особенностей вещества данную кислоту относят к классу:
насыщенных жирных кислот; короткоцепочечных жирных кислот; летучих жирных кислот.Пропионовая кислота, с точки зрения химической промышленности, – это одноосновная предельная карбоновая кислота. При работе с ней крайне важно использовать средства индивидуальной защиты: маски, перчатки, халаты.
При попадании на кожу пропановая кислота может вызывать серьезные ожоги.В продуктах питания пропионовая кислота полностью безопасна: попадая в желудочно-кишечный тракт, она распадается на метаболиты, которые впоследствии легко выводятся из организма естественным путем.
Формула пропионовой кислоты и ее основные свойстваЭмпирическая формула метилуксусной кислоты: C3H6O2
Вещество представляет собой одноосновную предельную карбоновую кислоту. В нормальных условиях вещество выглядит как прозрачная жидкость. Кислота едкая, обладает сильным неприятным запахом.
Температура плавления реагента -21˚С.
Температура воспламенения – 440˚С. Вспыхнуть кислота может и при меньшей температуре, однако поддерживать горение не сможет.
Молярная масса – 74 г/моль.
Пропионовая кислота легко растворяется в воде и органических растворителях. Стоит отметить, что при смешивании рассматриваемого соединения с водой, его запах становится менее выразительным.
Молекула пропионовой кислоты
Получение пропионовой кислотыКак уже было сказано выше, впервые пропионовая кислота была получена в конце 19 столетия, а именно – в 1844 году в Германии. Особого внимания вещество тогда не получило, а к его изучению вернулись только спустя 3 года – в 1847 году. Исследованиями кислоты занимался французский химик Жан-Батист Дюма, который, еще не зная о работе немецких ученых, самостоятельно синтезировал соединение.
Натуральная пропионовая кислота вырабатывается в процессе жизнедеятельности бактерий Propionibacterium, находящихся в кишечнике каждого человека. Помимо этого, пропановая кислота является компонентом нефти. Однако, ни один из естественных источников не годится для промышленного применения вещества.
В промышленных масштабах вещество добывают методом гидрокарбоксилирования этилового спирта. Реакция протекает при температуре в диапазоне от 270 до 320˚С и давлении на отметке 25-30 Мпа. В качестве катализатора применяются карбонилы никеля. В ходе реакции достигается максимальный выход пропановой кислоты – 95%. Данный метод считается наиболее эффективным, однако и у него есть свои недостатки: строгие условия, необходимые для правильного протекания синтеза; необходимость применения высококанцерогенных соединений (карбонилов никеля).
В Санкт-Петербурге на базе описанной выше реакции был разработан новый способ производства соединения, предполагающий использование кобальт-пиридинового комплекса. Реакция протекает в одну стадию, в относительно мягких условиях: при температуре в диапазоне от 150 до 170˚С и давлении 5-15 Мпа. В качестве катализатора в данном способе применяется кобальткарбонилпиридиновый комплекс. Выход кислоты в результате синтеза несколько меньше, чем в предыдущем методе – он составляет 92%:
C2H4 + CO + H2O → C3H6O2
Новая методика получения пропионовой кислоты позволила исключить необходимость применения коррозионных агентов и канцерогенных веществ, а также снизить материальные затраты на добычу соединения.
Существуют и другие, менее популярные, способы получения пропионовой кислоты. Так, например, иногда специалисты применяют метод парафазного окисления углеводорода. Реакция протекает при температуре 1000˚С.
Реакции с пропионовой кислотойПропионовая кислота легко вступает в реакции с металлами, их оксидами и гидроксидами:
2C3H6O2 + Mg → Mg(C2H5CO)2 + H2↑
2C3H6O2 + Ca → Ca(C2H5CO)2 + H2O
C3H6O2 + NaOH → C3H5ONa + H2O
При взаимодействии с солями пропионовая кислота вытесняет более слабую кислоту:
C3H6O2 + NaHCO3 → C3H5O2Na + H2O + CO2 ↑
Пропановая кислота способна вступать в реакцию этерификации:
C3H6O2 + C2H5OH → C5H10O2 + H2O
При попадании в водный раствор пропионовая кислота диссоциирует:
C3H6O2 → C3H5O2 + H
Сферы применения пропионовой кислотыПропионовая кислота востребована во многих сферах: ее используют в производстве продуктов питания, в фармацевтике, в тяжелой промышленности.
В пищевой промышленности пропановая кислота известна под индексом Е280. Она используется в роли консерванта, позволяющего значительно увеличить срок хранения производимой продукции.
В составе косметических средств пропионовая кислота применяется для уменьшения сыпи и борьбы с грибками, которые ее вызывают.
В сельском хозяйстве кислота служит основой для гербицидов – специальных средств, препятствующих росту сорняков.
В качестве химического реагента пропионовая кислота помогает скрывать неприятный запах – при взаимодействии с сильно пахнущими эфирами соединение не только уменьшает исходящий от них запах, но и теряет свой.
Кроме того, пропионовую кислоту используют при изготовлении:
изделий из пластмасс; растворителей; виниловых пластификаторов и смол; средств для борьбы с вредителями, применяющихся в сельском хозяйстве; парфюмерии. Пропионовая кислота в пищевой промышленностиПропионовая кислота обладает ярко выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами. Другими словами, она способно препятствовать развитию патогенных микроорганизмов, продлевая тем самым срок хранения продуктов питания. Именно поэтому многие производители вводят в состав своей продукции консервант под индексом Е280.
Кроме того, пищевая добавка применяется в составе кормов для крупного скота, где она также выполняет роль консерванта.
В России существуют определенные требования к объемам используемой пропионовой кислоты:
в ржаной и нарезанный пшеничный хлеб допускается вводить не более 3 граммов кислоты на 1 килограмм продукта; в сдобную и пресную выпечку можно добавлять не больше 2 граммов пропионовой кислоты на 1 килограмм хлеба; для куличей максимальная дозировка пищевой добавки Е280 – 1 грамм на 1 килограмм изделия.Помимо хлебобулочных изделий, пропионовая кислота широко применяется в производстве молочной продукции.
Химическая промышленностьПропионовая кислота широко применяется для производства других химических соединений. Так, она выступает промежуточным продуктом в реакциях синтеза многих полимеров и пестицидов. В реакциях со сложными эфирами пропановая кислота отвечает за нейтрализацию неприятных запахов.
ФармакологияПропионовая кислота входит в состав нестероидных противовоспалительных препаратов, обладающих обезболивающими, противовоспалительными и жаропонижающими свойствами. Медикаменты с такой добавкой способны снимать болевые ощущения, облегчать состояние при лихорадках и воспалениях.
Влияние пропионовой кислоты на организм человекаПропионовая кислота в качестве пищевой добавки разрешена во многих странах Европы, Америке, Канаде и России. В некоторых странах существуют рекомендации относительно объема использования добавки. Исследования, проведенные учеными по всему миру, доказали безвредность пищевой добавки Е280 для человеческого организма: оно не обладает мутагенными, токсичными и канцерогенными свойствами. Пропионовая кислота не скапливается в организме и легко выводится из него естественным путем.
Польза пропионовой кислотыПропионовая кислота способна выполнять следующие функции:
Регулировать работу иммунной системы – при попадании в организм пропионовая кислота активизируется и нормализует исполнение защитных функций организма. Уменьшать интенсивность воспалительных процессов в организме – пропионовая кислота способна снижать количество молекул, являющихся причиной воспалений. Бороться с кишечными инфекциями и воспалительными процессами в желудочно-кишечном тракте. Нормализовать общий уровень энергии – благодаря пропионовой кислоте человек становится более активным, у него появляются ресурсы на выполнение ежедневных задач. Нормализовать работу пищевых ферментов – пищевая добавка Е280 повышает активность ферментов, отвечающих за усвоение молока, белковой и жирной пищи. Предотвращать развитие атеросклероза и других заболеваний сердечно-сосудистой системы. Предотвращать развитие сахарного диабета. Укреплять костную ткань. Вред пропионовой кислотыНаибольший вред пропионовая кислота оказывает при работе с ней. Контакт с веществом на производстве может стать причиной серьезных ожогов, поэтому химики используют средства индивидуальной защиты.
Противопоказания к употреблению пропионовой кислотыКак таковых противопоказаний к употреблению пищевой добавки Е280. Как показали многочисленные исследования, в небольших количествах оно полностью безопасно и неспособно нанести вред здоровью. Однако ограничить его потребление рекомендовано беременным и кормящим женщинам, а также маленьким детям.
Существуют сведения о том, что данная кислота может стать причиной образования и развития злокачественных новообразований, однако никаких подтверждений этой информации нет.
Класс опасности пропионовой кислоты и правила ее храненияПропионовая кислота принадлежит к 3 классу опасности – то есть, к умеренно опасным соединениям. Предельная концентрация веществ данной категории в воздухе составляет 10 миллиграмм на 1 м3.
Хранить пропионовую кислоту необходимо в герметичной таре в хорошо вентилируемых сухих помещениях при температуре не выше 30˚С. Срок годности пищевой добавки Е280 – 3 года.
Не допускается совместное хранение пропионовой кислоты с легковоспламеняющимися веществами, а также неорганическими соединениями, имеющими сильные окислительные свойства.
Все работы с пропионовой кислотой должны осуществляться с применением индивидуальной защиты.
Где купить пропионовую кислоту и сколько она стоитПриобретать пропионовую кислоту лучше всего у немецких производителей. За килограмм реагента они, как правило просят 200-250 рублей. За кислоту, применяемую для анализов, придется заплатить немного больше – 300-350 рублей.
ЗаключениеПропионовая кислота – это бесцветная едкая жидкость с резким запахом. Она широко применяется в пищевой и фармацевтической промышленности, а также сельском хозяйстве. В составе продуктов питания пропионовую кислоту обозначают индексом Е280. Встретить ее можно в мучных и молочных изделиях. В продуктах питания пищевая добавка содержится в небольших концентрациях и полностью безопасно для человека, а вот при работе с ним в химических лабораториях важно использовать средства индивидуальной защиты, дабы уберечь кожу от ожогов.
Читайте также:
Яблочная кислота: формула, реакции, применение, полезные свойства Муравьиная кислота: свойства, вред и польза, применение Молочная кислота: описание, применение Гликолевая кислота: что это, плюсы и минусы, отзывы, применение для кожи лица
Свежие комментарии