Винная кислота (диоксиянтарная кислота, пищевая добавка Е334, Тартаровая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая кислота) - распространённое природное соединение. Содержится в кислом соке многих фруктов, например, в виноградном соке. Является двухосновной солью калийной кислоты.

Физико-химические свойства.

Брутто-формула: C 4 H 6 O 6 .

Белый кристаллический порошок без запаха с кислым вкусом. Известны три стереоизомерные формы винной кислоты: D-(-)-энантиомер, L-(+)-энантиомер и мезо-форма (мезовинная кислота).

Структурная формула D-(-)- винной кислоты:

Структурная формула L-(+)- винной кислоты:

H O O O H O H O O H

Структурная формула мезо-винной кислоты:

O H O H O O H O H O

Винная кислота отвечает за терпкий вкус вина и способствует биологической стабильности и долговечности вина. За счет биохимических реакций происходящих в вине винная кислота образует соединения с калием и кальцием. Эти соединения в виде кристаллов битартрат калия и тартрат кальция выпадают из вина в осадок в процессе его старения. При нормальной температуре (в условиях подвала или погреба) выпадение в осадок происходит в течении многих месяцев. Поэтому винодельни применяют специальные процедуры для ускорения этого процесса. Наиболее широко используемой процедурой является охлаждение вина до температуры -3°С (холодная стабилизация). В этом случае осаждение происходит в течении нескольких дней.

Применение.

Винная кислота в виде пищевой добавки Е334 используется в производстве консервов, джема, желе и различных кондитерских изделий, напитков. В медицине винную кислоту применяют в аналитической химии для обнаружения альдегидов, сахаров и др. В химической и фармакологической промышленности винная кислота применяется для разделения рацематов органических веществ на изомеры. Соли винной кислоты (тартраты) используются в медицине, а также при крашении тканей.

Допустимые концентрации винной кислоты:

в продуктах из какао и шоколада в количестве до 5 г/кг,

в производстве овощных и фруктовых консервов до 1 г/кг,

для изготовления фруктово-ягодного мороженого и безалкогольных напитков до 1700 мг/л.

Винная кислота - одна из основных органических кислот в винограде и вине. Кроме винной кислоты в виноматериале присутствуют другие кислоты. Всего в вине насчитывается 35 кислот. Некоторые из этих кислот не присутствуют в винограде, а производятся микроорганизами в период процесса виноделия.

В процессе производства вина участвуют различные типы бактерий. Одни бактерии сбраживают глицерин в молочную и уксусную кислоту. Другие виды бактерий превращают виноградный сахар в молочную и уксусную кислоту. Некоторые виды бактерий превращают винную кислоту в молочную кислоту, уксусную кислоту и углекислый газ. Уксусные бактерии могут превращать спирт в уксусную кислоту. Эти же бактерии могут превратить уксусную кислоту в воду и углекислый газ. Эти и другие преобразования в виноматериале способны снизить качество вина - сделать вино заболевающим или больным.

Содержание кислоты (титруемой кислоты) сильно влияет на вкус вина. Вино может быть однотонным и безвкусным когда содержание кислоты слишком низкое. Вино может иметь слишком терпкий вкус когда содержание кислоты высокое. Виноград, выращенный в теплых районах, часто имеет низкое содержание титруемой кислоты. Титруемая кислота должна быть в пределах от 0,65 до 0,85% до начала брожения. Небольшие количества винной кислоты следует добавить в сусло, если уровень кислоты ниже, чем 0,65%. Большинство виноделов предпочитают (перед брожением) для белого вина доводить титруемость в пределах 0,7-0,9%, а для красных - до 0,7%. Кристаллическую винную кислоту растворяют в небольшом количестве перед добавлением в сусло. Хорошо перемешивают, а затем повторно измеряют содержание кислоты. Винная кислота добавляется маленькими порциями.

Виноделы добавляют винную кислоту в сок если есть необходимость в повышении кислотности. Наибольшие корректировки винной кислоты должны быть сделаны до начала брожение. Добавление четырех граммов винной кислоты на литр сока поднимет ТА (титрируемую кислотность) на величину около 0,1%. Рассчетные величины редко бывают точны и на расчетные значения кислоты не следует полагаться. В начале на пробном образце увеличивают кислотность, а затем переходят к корректировке кислотности всей партии. Необходимо соблюдать осторожность при добавлении винной кислоты в вино в конце процесса виноделия. Если винная кислота будет в избытке, то потребуется холодная стабилизация. В противном случае, виннокислые кристаллы могут образовываться в бутылках с вином. Это ухудшит товарные характеристики вина и увеличит себестоимость.

Для ориентировочного грубого расчета расхода винной кислоты можно использовать таблицу:

Ориентировочная норма расхода винной кислоты для виноделия

В пивоварении винную кислоту применяют для отмывания культурных дрожжей от диких дрожжей.

В пивоваренном производстве для расщепления сахара во время спиртового брожения используются культурные дрожжи Saccharomycess cerevisiae (класс сумчатых грибов с диаметром клеток 5-10 мкм). Брожение происходит в присутствии ферментного комплекса зимазы.

Одной из причин брака пива в виде его помутнения может быть заражение дикими дрожжами. Существуют различные пути попадания диких дрожжей в технологический процесс: некачественное сырье, загрязненная вода для мойки посуды и оборудования, отсутствие уборки в подвалах и т.д. Дикие дрожжи активно развиваются когда пивное сусло задерживается в чанах при температуре ниже °60 С.

Винную кислоту добавляют в воду для промывки культурных дрожжей. Культурные дрожжи промывают перед засевом с целью удаления азотистых и слизистых веществ и посторонних инфицирующих организмов. Вода с добавлением винной кислоты в количестве 0,5-1,0% эффективно обезвреживает дикие дрожжи. Технический прием промывки дрожжей заключается в многократном цикле операций: взмучивание дрожжей в дрожжевой ванне; добавление промывочной воды; оседании дрожжей на дно ванны; слив промывочной воды. Цикл повторяют несколько раз до визуального осветления смытой промывочной воды.

Винную кислоту добавляют в напитки для получения кислого вкуса. Это относится к напиткам имеющим pH менее 4,5. Требуемое содержание кислоты зависит от карбонатной жесткости используемой воды. Под карбонатной жесткостью воды понимают все находящиеся в воде гидрокарбонат-ионы соединений кальция и магния, выраженные в мг CaO на литр. Бикарбонаты 1° карбонатной жесткости нейтрализуют приблизительно 27 мг винной кислоты. Так, например, при 20° карбонатной жесткости потери на нейтрализацию составят 0,54 кг винной кислоты на 1000 л воды. Для случаев высокой карбонатной жесткости воды имеет смысл декарбонизировать (умягчять) исходную для приготовления напитков воду.

Опасность винной кислоты для здоровья.

Для организма человека винная кислота является безопасным веществом. При приеме внутрь лишь 20% винной кислоты выводится с мочей, в желудочно-кишечном тракте происходит её бактериальная деструкция.

В опытах на крысах было установлено что добавка винной кислоты в их рацион в дозе 600 мг/кг веса тела не вызывает существенного токсикологического эффекта.

Получение винной кислоты.

Соли винной кислоты - тартраты. D-винную кислоту получают действием минеральных кислот на её кислую калиевую соль (винный камень), образующуюся при брожении виноградного сока.

Физические свойства

Винная кислота представляет собой бесцветные кристаллы белого порошка, не имеющие запаха, но обладающие очень кислым вкусом. D-Винная кислота имеет температуру плавления 170°С; растворимость (грамм в 100 г растворителя): в воде - 139,44, этаноле - 20,40 (18°С); также растворима в ацетоне. Физические свойства L-винной кислоты не отличаются (отличается только знак вращения).

Химические свойства

• · Винная кислота обладает общими химическими свойствами оксикислот, разобранными ниже.
• · Так же, как и многие другие б-, в-дигидроксидвухосновные кислоты, (+)-винная, или виннокаменная, подвергается дегидратации и декарбоксилированию с образованием преимущественно пировиноградной кислоты:

HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH -CO2 -H2O CH 2 =C(OH)-COOH CH 3 -CO-COOH

· Совсем недавно с помощью меченых атомов было показано, что в ягодах винограда винная кислота превращается в яблочную: сначала винная кислота распадается до энолпировиноградной, которая легко карбоксилируется в щавелевоуксусную кислоту, а последняя восстанавливается в яблочную.

HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH НООС-СН(ОН)-СН 2 -СООН

· Винная кислота может образовывать кислые и средние соли, а также сегнетову кислоту (калиево-натриевую), которая применяется в радиотехнике (пьезокристаллы) и химическом анализе (в виде фелинговой жидкости):

HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH Na NaOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH K NaOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOK

· Образование двойной соли калия и антимола, известной в медицине и в протравном крашении под названиями «рвотный камень» или «антимонилтартрат калия» , который при нагревании до 100° обезвоживается.

HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH 2C 4 K 4 O 6 K * (SbO) 2 * H 2 O

Значение и применение винной кислоты и её солей

• · Винная кислота применяется в пищевой промышленности, являясь пищевой добавкой E334. Она используется в качестве регулятора кислотности при производстве консервов, джема, желе и различных кондитерских изделий. Добавляется при изготовлении напитков и столовых вод. Находит широкое применение в сфере виноделия.
• · В фармацевтической промышленности винная кислота используется для производства растворимых лекарств, шипучих таблеток и некоторых других препаратов.
• · В косметологической промышленности находит применение при производстве кремов и лосьонов для лица и тела.
• · В текстильной промышленности используется для окрашивания тканей.
• · В аналитической химии с помощью винной кислоты обнаруживают альдегиды и сахара.

Вещество, выступающее в классификационной таблице пищевых добавок под маркировочным шифровым номером Е 334 является консервантом, обладающим антиоксидантными свойствами. Применяется он во многих промышленных отраслях: пищевой промышленности, косметологии, фармакологии, текстильном производстве и прочих. В натуральном виде винная кислота содержится, конечно же, в винограде, а также в яблоках, цитрусовых и смородине.

Происхождение: 2-синтетическая;

Опасность: крайне низкого уровня ;

Синонимические названия: Е-334, кислота винная, Tartaric acid, винна кислота, Е 334.

Общая информация

Каждая пищевая добавка обладает определенными качествами физико-химического плана. Е-334 не исключение. Этот продукт представляет собой практически бесцветную порошкообразную (кристаллическую) массу, имеющую довольно кислый вкус. Запах у этого вещества отсутствует.

C 4 H 6 O 6 – так выглядит Е-334 в виде химической формулы. Молекулярная же формула представляется такой схемой – HOOC- CH (OH)- CH (OH)- COOH . То есть, с позиции химической Е 334 это оксикислота двухосновная.

Добавку в промышленных масштабах вырабатывают из разного вида сырья. Чаще всего это отходы, которые дает винодельческая промышленность. К таковым относятся известь виннокислая и винный камень. Свежие ягоды, в этой связи, используются довольно редко. Могут пускаться в ход для производства Е 334 винные дрожжи (как правило, сухие).

В естественной среде винная кислота считается довольно распространенной субстанцией и является свободной составляющей структур разных фруктов. Причем встретить ее можно в комбинации с другими компонентами, например, кальцием, магнием, калием.

Влияние на организм

Вред

Е-334 состоит в списке безопасных продуктов. И действительно, в небольших количествах, вещество опасности не представляет. Но большая доза добавки, а именно – 7,5 г на 1 кг веса тела может привести к негативным последствиям, даже смерти, так как превращается во вредный токсичный (мышечный токсин) продукт. Определенные симптомы, например, рвота, понос, тошнота, головокружение могут говорить о передозировке. Подсчитано, что 500 г Tartaric acid , попавшие в организм за один раз, могут стать причиной паралича и гибели человека.

Польза

Кислота винная играет важную роль в организме. Этот компонент положительно влияет на сосуды, расширяя их, на сердечную мышцу (тонизирует), предупреждает окисление клеток. Под влиянием винной кислоты ускоряются процессы обменные, а также улучшается упругость и, в то же время, эластичность кожи.

Считается, что для детей достаточно от 5 мг до 12 мг данного вещества ежедневно, чтобы организм функционировал нормально. Взрослым требуется чуточку больше: женщинам – до 15 мг, а мужчинам от 15 до 20 мг.

Запросы на этот элемент увеличиваются при , при повышении радиации, при понижении кислотности желудка, являющейся причиной дисфункции кишечника.

Использование

Рейтинг Е334 довольно высок у производителей разных отраслей. Особенно популярна добавка в промышленности пищевой. Ее можно встретить в составе изделий из муки: макаронных, кондитерских, хлебобулочных. Пользуются ее качествами антиоксиданта изготовители желе и мармеладов, консервов и мороженного. Е 334 является одной из составляющих многих вин, а также пива и ликеров. Используют добавку и в напитках безалкогольных.

В косметологии прибегают к Е334, как сильному биостимулятору. Она является одним из компонентов продукции, например, кремов, лосьонов, предназначенной для ухода за телом, лицом.

В фармакологии добавка востребована в производстве лекпрепаратов мочегонных, устраняющих изжогу, слабительных, таблеток «шипучих».

К отраслям, которые применяют Е – 334 относятся еще такие:

• текстильная;
• электронная;
• цветных металлов;
• строительная;
• электротехническая;
• аналитическая химия.

Законодательство

Е 334 разрешается во многих странах для применения в пищевых производствах. В России и Украине на законодательном уровне также числится в перечне разрешенных.

Винная кислота (виннокаменная, тартаровая, диоксиянтарная) – двухосновное органическое вещество, в молекулу которого входят два асимметрических атома углерода.

Соединение широко распространено в растительном мире, встречается в виде свободных изомеров и кислых солей.

Главный источник тартаровой кислоты – зрелые плоды винограда. Вещество выделяется при брожении ягодного напитка, образуя труднорастворимые калиевые соли, называемые винным камнем.

Пищевая добавка зарегистрирована под кодом Е334, ее получают из вторичных продуктов переработки вина (дрожжей, меловых осадков, виннокислой извести).

Химические и физические свойства

Диоксиянтарная кислота представляет собой гигроскопичные кристаллы без цвета и запаха, обладающие ярко выраженным кислым вкусом. Данные соединения растворимы в воде и этиловом спирте, практически нерастворимы в эфире, бензоле, алифатических углеводородах.

Химическая формула вещества – C4H6O6.

Винная кислота, за счет равновесного и симметричного расположения гидроксильных остатков, ионов водорода, кислотных карбоксилов, встречается в природе в виде четырёх изомеров.

Разновидности добавки Е334:

1. D – винная кислота (виннокаменная).
2. L – винная кислота.
3. Мезовинная кислота (антивинная).
4. Виноградная кислота (смесь равного объёма l – и d – винных кислот).

Все формы диоксиянтарного вещества идентичны по химическим свойствам, однако отличны по физическим параметрам. Так, температура плавления l – и d – винных кислот составляет – 140 градусов, виноградной – 240 – 246 градусов, мезовинной – 140 градусов. При этом, водорастворимость первых двух соединений гораздо выше, чем у последних двух.

Винная кислота образует два вида солей: средние и кислые. Соединения первого типа хорошо растворимы в воде, а в растворах едких щелочей образуют сегнетовые кристаллы. Однозамещённые кислые соли труднорастворимы в жидкостях, в том числе в винных и спиртовых напитках. Поэтому они оседают на стенках резервуара, откуда извлекаются для получения органической кислоты. Помимо виноградного сока, винный камень присутствует в нектарах с мякотью и фруктовых пастах.

Свойства и суточная потребность

Винная кислота содержится в кислых ягодах и фруктах. Ее максимальная концентрация сосредоточена в винограде, яблоках, вишнях, мандаринах, авокадо, апельсинах, лайме, чёрной смородине, крыжовнике, черешне, гранате, айве, бруснике, папайе, ревене. При суточная потребность в элементе покрывается в полном объеме.

Для нормальной работы организма женщинам ежедневно требуется 13 – 15 миллиграмм винной кислоты, мужчинам – 15 – 20 миллиграмм, детям – 5 – 12 миллиграмм.

Потребность в диоксиянтарном соединении возрастает при повышенном радиационном фоне, стрессах, дисфункции пищеварительного тракта, связанной с понижением кислотности желудка.

Биологическое значение винной кислоты:

• защищает клетки организма от окисления;
• увеличивает скорость протекания обменных процессов;
• вступает в реакцию с радиоактивными элементами, ускоряя их выведение из организма;
• расширяет сосуды;
• повышает эластичность и упругость кожных покровов;
• потенцирует синтез коллагена;
• тонизирует сердечную мышцу.

Учитывая, что винная кислота токсична, потребление высоких концентраций реагента чревато развитием симптомов передозировки: рвоты, поноса, головокружения, паралича и смертью. Употребление 7,5 грамм соединения на килограмм веса приводит к летальному исходу.

Чтобы не нанести вред здоровью, увеличивать потребление вещества можно только после консультации с лечащим врачом, особенно если есть предрасположенность к герпесу, вы обладательница чувствительной кожи или нарушен механизм усвоения фруктовых кислот.

Применение добавки Е334

Благодаря тому, что винная кислота замедляет процессы распада и гниения продуктов, соединение широко используется в пищевой промышленности. Оно препятствует преждевременной порче консервированных и мучных изделий. Сырьем для изготовления добавки Е334 служат отходы, образующиеся при получении винных напитков.

Тартаровую кислоту применяют, как регулятор кислотности и антиокислительный реактив при изготовлении консервированных продуктов, кондитерских и хлебобулочных изделий, столовых , алкогольных напитков. Кроме того, винный субстрат используется для разрыхления теста, закрепления взбитых белков, сохранения пластичности и белизны шоколадной глазури. Пищевая добавка Е334 помогает смягчить спиртовую «горчинку» винных изделий, придавая им приятный терпкий привкус.

Другие сферы применения винной кислоты.

1. Фармацевтика. В медицине вещество используют, как вспомогательный компонент, при создании растворимых лекарственных средств, шипучих таблеток и слабительных препаратов.
2. Косметология. Добавка Е334 входит в состав профессиональных пилингов, кремов, лосьонов, шампуней, предназначенных для ухода за кожей и волосами.
3. Текстильная промышленность. Винный агент используют для фиксации цвета после окрашивания тканей.
4. Аналитическая химия. Соли тартаровой кислоты применяют для обнаружения сахаров и альдегидов в химических растворах, разделения рацематов органических соединений на изомеры.
5. Строительство. Реагент добавляют в цементные или гипсовые смеси, для замедления застывания массы.
6. Электротехника. Сегнетову соль (тетрагидрат двойной натриево-калиевой соли винной кислоты), из-за пьезоэлектрических свойств, применяют при изготовлении микрофонов, громкоговорителей и компьютеров.

Помимо этого, органическое соединение используют для выведения ржавых пятен с белой одежды. Для этого в равных пропорциях смешивают каменную соль и реагент Е334. Затем смесь разводят водой до получения густой массы, наносят на пятно. Для усиления «эффекта» вещь кладут под прямые лучи солнца, ожидая исчезновение проблемного участка на ткани. После этого изделие поласкают в холодной воде, а затем тщательно стирают в тёплом мыльном растворе.

Добавку Е334, в концентрированном виде, используют в косметологии, как профессиональное очищающее средство при проведении винного пилинга.

Диоксиянтарная кислота бережно растворяет отмершие клетки рогового покрова кожи, не вызывая ожогов и механических травм.

Результаты применение винного пилинга:

• уменьшает эффект «апельсиновой корки»;
• разглаживает мимические морщины;
• активирует механизмы удаления повреждённых клеток эпидермиса (отшелушивание);
• «выравнивает» рельеф кожи;
• осветляет пигментные пятна и тон лица;
• придаёт коже эластичность и гладкость;
• стимулирует образование новых эластиновых и коллагеновых волокон;
• уменьшает выработку сального секрета;
• сужает поры;
• увлажняет глубокие слои кожи.

Учитывая, что компонент Е334 потенцирует интенсификацию отбеливающего и отшелушивающего эффектов, его целесообразно использовать для тонизации и осветления всех типов кожи, особенно при усиленной пигментации, уплотнении рогового слоя, наличии признаков фотостарения.

Винная кислота, обладает мощными антиоксидантными свойствами: «связывает» свободные радикалы, замедляет естественное старение дермы. Кроме того, пилинг на ее основе используют, как подготовительную процедуру перед проведением механической чистки лица, принятием солнечных ванн, косметологических обёртываний (антицеллюлитных, тонизирующих, омолаживающих).

Противопоказания к очищению кислотой:

Оптимальное время для выполнения пилинга – зима или ранняя весна (до момента появления активного солнца).

Вывод

Итак, винная кислота – многофункциональное растительное соединение, обладающее выраженными антиоксидантными и биостимулирующими свойствами. Основными природными источниками вещества являются виноград и цитрусовые фрукты. При приёме внутрь кислота «борется» со свободными радикалами, ускоряет метаболизм эссенциальных веществ, повышает эластичность кожных покровов. Ввиду уникальных свойств, она широко используется в пищевой промышленности, косметологии, гальванопластике, виноделии, медицине, металлургии и аналитической химии.

Знаете ли вы, что:

Самая высокая температура тела была зафиксирована у Уилли Джонса (США), который поступил в больницу с температурой 46,5°C.

Раньше считалось, что зевота обогащает организм кислородом. Однако это мнение было опровергнуто. Ученые доказали, что зевая, человек охлаждает мозг и улучшает его работоспособность.

По статистике, по понедельникам риск получения травм спины увеличивается на 25%, а риск сердечного приступа – на 33%. Будьте осторожны.

В стремлении вытащить больного, доктора часто перегибают палку. Так, например, некий Чарльз Йенсен в период с 1954 по 1994 гг. пережил более 900 операций по удалению новообразований.

Самое редкое заболевание – болезнь Куру. Болеют ей только представители племени фор в Новой Гвинее. Больной умирает от смеха. Считается, что причиной возникновения болезни является поедание человеческого мозга.

Большинство женщин способно получать больше удовольствия от созерцания своего красивого тела в зеркале, чем от секса. Так что, женщины, стремитесь к стройности.

Кроме людей, от простатита страдает всего одно живое существо на планете Земля – собаки. Вот уж действительно наши самые верные друзья.

Стоматологи появились относительно недавно. Еще в 19 веке вырывать больные зубы входило в обязанности обычного парикмахера.

Вес человеческого мозга составляет около 2% от всей массы тела, однако потребляет он около 20% кислорода, поступающего в кровь. Этот факт делает человеческий мозг чрезвычайно восприимчивым к повреждениям, вызванным нехваткой кислорода.

Даже если сердце человека не бьется, то он все равно может жить в течение долгого промежутка времени, что и продемонстрировал нам норвежский рыбак Ян Ревсдал. Его "мотор" остановился на 4 часа после того как рыбак заблудился и заснул в снегу.

Когда влюбленные целуются, каждый из них теряет 6,4 ккалорий в минуту, но при этом они обмениваются почти 300 видами различных бактерий.

Ученые из Оксфордского университета провели ряд исследований, в ходе которых пришли к выводу, что вегетарианство может быть вредно для человеческого мозга, так как приводит к снижению его массы. Поэтому ученые рекомендуют не исключать полностью из своего рациона рыбу и мясо.

Образованный человек меньше подвержен заболеваниям мозга. Интеллектуальная активность способствует образованию дополнительной ткани, компенсирующей заболевшую.

Упав с осла, вы с большей вероятностью свернете себе шею, чем упав с лошади. Только не пытайтесь опровергнуть это утверждение.

Американские ученые провели опыты на мышах и пришли к выводу, что арбузный сок предотвращает развитие атеросклероза сосудов. Одна группа мышей пила обычную воду, а вторая – арбузный сок. В результате сосуды второй группы были свободны от холестериновых бляшек.