Aditivi alimentari

Acidul-D-gluconic (E 574)

Este un pentahidroxiacid, întâlnit în natură sub forma esterului său intern, glucono-δ-lactonă.

CH2OH

OH

O

C acidul gluconic

OH OH OH

OH

CH2OH

OH

O săruri ale acidului gluconic în care M poate fi Na+,

C K+, Ca2+, Fe2+

OH OH OM

OH

Denumirea chimică este acidul pentahidroxicarbonilic, formula moleculară C6H12O7, iar M=196,16.

Proprietăți fizice și chimice

Acidul gluconic este un acid organic ușor, prezent în unele fructe precum și în hamei. Este necoroziv, nevolatil, fără miros, nontoxic și ușor biodegradabil (98% după 2 zile). Acesta conferă un gust acru, revigorant în multe produse alimentare, cum ar fi sucul de fructe, vin, etc.

Se prezintă sub formă de lichid siropos ce poate avea o culoare maronie, sau de cristale albe aciculare, cu punctul de topire de 1310C, punctul de fierbere de aproximativ 4170C, densitatea relativă (la 200C) de 1.23 g/cm3, fiind solubil în apă și insolubil în alcool absolut și în eter. Aditivul trebuie să aibă un conținut minim de 95% acid gluconic, raportat la s.u., iar pierderile la uscare nu trebuie să depășească 10%.

Metode de obținere

Acidul gluconic se obține prin oxidarea glucozei pe cale chimică, electrochimică și biochomică (enzimatică și microbiană). Există o serie de diferiți agenți de oxidare disponibili, totuși, utilizarea acestora este mai costisitoare și au o eficiență mai scăzută în comparație cu procesele de fermentație microbiană pentru a obține acidul gluconic.

• Oxidarea pe cale chimică a glucozei se face cu apă de clor, apă de brom, apă oxigenată

și cu oxid de mercur. Deși conversia este un proces simplu, formată dintr-o singură fază, metoda chimică nu este favorizată. Prin metode chimice, acidul gluconic se obține sub formă de racemic. Se transformă însă ușor în lactonă.

CHO COOH

H - C - OH H - C - OH

HO - C - H HO - C - H

H - C - OH apă de clor sau brom H - C -OH

H - C - OH H- C -OH

CH2OH CH2OH

D-glucoză Acidul D-gluconic

• Metoda electrochimică utilizează ca agent de oxidare a glucozei oxigenul rezultat din

electroliza apei. Această metodă are dezavantajul că nu poate fi controlată în totalitate, în special în ceea ce privește formarea acizilor 2-ceto și 5-cetoaldonici, alături de acidul glucomic.

• În procedeul enzimatic, transformarea glucozei în acid gluconic are loc prin oxidarea

incompletă a glucozei, reacție catalizată de enzima glucoz-oxidaza, în prezența catalazei. Se oxidează gruparea aldehidică a glucozei, la gruparea carboxilică. Simultan se formează apa oxigenată care este descompusă de enzima catalaza.

Fermentația microbiană este una dintre cele mai eficiente și dominante tehnici de fabricare a acidului gluconic. Printre diferitele procese de fermentație microbiană, metoda ce utilizează mucegaiul Aspergillus niger este cea mai aplicată pe scară largă. Se mai utilizează și mucegaiuri din genul Penicillium.

β-D-glucoză

FAD H2O2

glucoz-oxidaza catalaza

FADH2 ½ O2

glucono-δ-lactonă ½ O2

lactonază H2O

acid gluconic Oxidarea glucozei de către Aspergillus niger

Enzima este indusă în prezența unui nivel mare de glucoză în mediu, la un pH în jurul valorii de 5,5 și niveluri înalte de oxigen. Enzima este stabilă la un pH între 4 și 6, o temperatură de 400C timp de 2 ore, dar instabilă la temperaturi pesre 500C.

La obținerea acidului gluconic pe cale enzimatică se mai utilizează bacterii din genul Acetobacter și Pseudomonas.