> Техника, страница 57 > Лимонная кислота
Лимонная кислота
Лимонная кислота, окситрикарбал-лиловая кислота, 2-оксипропан-1, 2, 3-три-СН2 соон карбоновая кислота, трехосновная оксикислота, широко рас--пространенная в растительном мире. Ее строение доказывается возможностью синтеза из симметрии. дихлорацетона путем перевода его в соответствующий нитрил и последующего омыления. Л. к. имеет уд. вес 1,542, хорошо растворима в воде и в е, кристаллизуется в гексагональной системе с одной частицей воды, к-рую теряет при нагревании до 130°; при 153° плавится, разлагаясь с выделением воды и переходя в аконитовую к-т у, СЩСООН) · С(СООН) : СН(СООН). Л. к. встречается в свободном виде или в виде солей в самых разнообразных тканях многих растений. Значительные количества свободной Л. к. содержатся в плодах клюквы, красной смородины и т. д., но особенно богаты ей не вполне зрелые плоды деревьев из рода Citrus (лимоны и др.), в соке которых содержание Л. к. достигает 7—9%.
Добывание Л. к. гл! обр. из не вполне зрелых и бракованных лимонов (смотрите Лимонное дёрево). Для получения Л. к. отпрессовывают из мякоти лимона лимонный сок, который кипятят с мелом и с известью, причем осаждается лимоннокальциевая соль, трудно растворимая в кипящей воде. Выпавшую соль отфильтровывают, промывают горячей водой и разлагают слабой серной кислотой; полученный раствор отфильтровывают и выпаривают до начала кристаллизации. Выделившиеся кристаллы растворяют в воде, раствор обесцвечивают животным углем и выкристаллизовывают Л. к. Производство Л. к. сосредоточено гл. обр. в Италии, в особенности в Сицилии. Ежегодно здесь вырабатывают до 8 000 тонн Л. к., что составляет почти 90% всего мирового производства.
Т. к. разведение лимонного дерева в Европе, по климатич. условиям, ограничено сре диземноморскими странами, то в качестве источника Л. к. возбудило большой интерес открытое в 1893 году Вемером (Wehmer) л и-моннокислое брожение углеводов, первоначально обнаруженное в культурах цитромицетов (Citromyces), относящихся к плесневым грибкам, и протекающее согласно следующиему основному ур-ию:
-Г 3 О=С gTIgO 7 + 2Н2О.
Оказалось, что способность вырабатывать Л. к. свойственна также очень многим представителям плесневых грибков: кроме описанных Вемером цитромицетов (Cytromyces Glaber и С. Pfefferianus) эта способность была отмечена также у Penicillium luteum и Mucor piriforme. Впоследствии в качестве энергичных возбудителей лимоннокислого брожения обратили на себя внимание Aspergillus niger (Керри, 1919 г.) и Penicillium arenarium (Шапошников и Мантейфель, 1923 г.). Однако грибки после накопления в среде определенной концентрации Л. к. начинают· затем потреблять ее, сжигая до углекислоты и воды. Лишь при условии непрерывной нейтрализации мелом образующейся Л. к. удается поднять ее выход до 60%, считая на израсходованной сахар.
Несмотря на громадный интерес, к-рый представляет возможность промышленного использования лимоннокислого брожения, попытки осуществить его не могут пока считаться вполне удовлетворительными, и решение этого вопроса—задача будущего. В настоящее время применение способа брожения в производстве Л. к. встречает ряд затруднений, проистекающих из неполноты сведений по физиологии данной группы грибков, по вопросам об условиях накопления грибками Л. к. и о химизме этого процесса. На разрешение этих вопросов в настоящее время направлены силы ряда исследователей как на Западе (Ве-мер, Мольяр, Керри, Вернгауер и др.), так и в СССР (лаборатории акад. Костычева, Буткевича, Шапошникова и др.). Выяснено, что лимоннокислое брожение следует рассматривать как неполное окисление сахаров плесневыми грибками. Однако в этом процессе помимо Л. к. может образовываться и ряд других продуктов: глюкоиовая, фумаровая и щавелевая кислоты и наконец углекислота и вода, как продукты полного окисления. По взглядам одних исследователей, различные продукты окисления могут накопляться в культуре одного и того же грибка в зависимости от условий культуры; так, по взглядам Мазе, Мольяра и Костычева, Л. к. накопляется при условии недостатка в субстрате азота или других необходимых для развития веществ и при относительном избытке сахаров; Буткевич же считает, что накоплению Л. к. способствует кислая среда, тогда как в щелочной среде процесс направляется в сторону накопления глюконовой кислоты. Другие исследователи,наоборот, полагают, что преимущественное накопление той или иной кислоты является характерным свойством различных рас (Бернгауер). В связи с этим представляет интерес то обстоятельство, что описанный Шапошниковым и Мантейфелем гриб Pencillium arenarium не накопляет в культуре никаких к-т кроме лимонной.
Идея применения плесневых грибков в производстве Л. к., помимо подыскания среды, допускающей наибольший экономии. эффект процесса, осложняется еще тем, что плесневые грибки развиваются лишь на поверхности субстрата, следствием чего является длительность процесса (3—4 недели). Кроме того, так как продуцирующие Л. к. грибки развиваются в условиях, благоприятных и для других грибных и бактериальных организмов, то производство должно быть связано с возможно полной стерильностью субстрата и устранением возможности его инфекции. Эти задачи представляют не малую сложность при постановке заводского производства Л. к.
Л. к. применяется в ситцепечатании (в качестве протравы), главноеже ее применение— в качестве вкусового вещества при фабрикации лимонадов, фруктовых вод, карамели и других кондитерских изделий. Однако в последнее время в этих производствах Л. к. начинает вытесняться более дешевой молочной кислотой (смотрите).
Лит.: Шапошников В. и МантейфельА., «Труды Научи, хим.-фарм. института», М., 1923, 5; «Biochem. Ztschr.», В., 1922, 1924; «Ztschr. f. physiol. Chemie», В., 1924; W e h m e r, Zitronensauregarung, Handbuch d. technisch. Mykologie, hrsg. v. F. Lafar, В. 1—5, jena, 1904—14. В. Шапошников.