Фумаровая кислота польза и вред
Фумаровая кислота – это химическое соединение, о котором кто-то слышал (может, и основательно интересовался, что оно собой представляет, для чего применяется), а для кого-то данное словосочетание не говорит ровным счетом ни о чем. К какой из категорий вы бы не принадлежали, данная статья должна быть вам интересна. Знать, в какие продукты вводят это вещество, и как употребление этих продуктов отражается на человеческом организме – не просто интересная, а важная и полезная информация для каждого. Итак, приступим.
Что такое фумаровая кислота?
Фумаровая кислота – это хим. вещество в виде твердой рассыпчатой массы, сформированной белыми или не имеющими окраса кристаллическими структурами. Ароматические качества не наблюдаются, вкус характерный островатый кисло-фруктовый, но вместе с тем приятный. Растворяется в водной среде очень слабо: 0,63 грамма на 100 миллилитров. Также именуется транс-бутендиовой кислотой. Выступает транс-изомером тогда, когда роль цис-изомера выполняет малеиновая к-та. Наиболее активно задействуется в пищепроме как добавка к пище Е297, предназначенная для регулировки кислотности продуктов. Фумараты – так именуют ее соли и эфиры.
Молярная масса – 116,07 г/моль, плотность – 1,635 г/см³, t плавления – 287 °C. Формула: H4C4O4.
Как производят транс-бутендиовую кислоту?
Самые богатые на рассматриваемое соединение природные источники: дикая рута, трубчатые грибы, исландская цетрария и лишайники. Оно входит во все живые клетки, участвует в цитратном цикле. Вырабатывается природным путем клетками человеческого эпидермиса под влиянием солнечных лучей.
Химический синтез первый раз был осуществлен из бутандиовой (янтарной) кислоты. Классическим считается метод добычи путем окисления фурфураля хлорноватокислым натрием с использованием ванадиевого катализатора.
Современный пром. синтез выглядит как каталитическое превращение в изомер малеиновой (цис-бутендиовой) к-ты в водных растворах с незначительным значением рH. Малеиновую же кислоту для этого создают путем окисления бутана или бензола при наличии катализирующего вещества, с формированием малеинового ангидрида. То есть обобщенно получение транс-бутендиовой к-ты выглядит так: синтез малеинового ангидрида, после создание малеиновой кислоты и напоследок, собственно, транс-бутендиовой.
Примечательно, что в нефтяной промышленности получение данного вещества является попутным. Малеиновая кислота выступает побочным материалом гидролиза малеинового ангидрида. Если бы это соединение не понадобилось для формирования транс-бутендиовой к-ты, его попросту выкидывали бы.
Где применяют фумаровую кислоту?
Главное направление применения данной субстанции, как уже было сказано – пищепром. Здесь добавку Е297 в качестве подкислителя, для регулировки кислотности используют с 1946 г. Наиболее часто ее вводят в выпечку, кондитерку и напитки. В хлебобулочной продукции задействуется для ароматизации (выступает мгновенным хлебным ароматизатором), в сдобе, в частности в английских кексах – для интенсификации пористости. В смесях для пудинга выступает коагулянтом.
Может служить заменой тартаровой (винной) и лимонной кислот (чтобы эффект был достигнут аналогичный, необходимо брать 0,91 г фумарата или 1,36 г цитрата). Так же, как и оксиянтарная (яблочная) кислота, является популярным компонентом леденцов.
Иные кушанья, в составе которых можно встретить фумаровую кислоту: варенье, фруктовые консервы, цитрусовый мармелад, компот. Кроме того, она добавляется производителями в различные порошки (основы для приготовления напитков с фруктовым вкусом и фруктовых десертов, желе), растворимые чаи и жвачку.
Такое широкое применение в пищепроме объясняется в частности тем, что эта добавка, поступая в еду и напитки, повышает их кислотность. А это, в свою очередь, увеличивает эффективность противомикробных добавок.
Другие сферы использования:
– медицина. Здесь указанную кислоту задействуют в лечении псориаза (с изменением суточной дозы в процессе терапии от 60-105 мг до 1300 мг), поскольку при этом недуге ее эфирам характерно положительное воздействие. А ее натриевую соль добавляют к конфумину и мафусолу. ДМФ отлично минимизирует прогресс инвалидности при рассеянном склерозе. Также задействование препаратов, содержащих эту органическую кислоту, возможно при лечении экзем и прочих кожных заболеваний;
– косметология. Введение в состав средств для ухода за кожей, ввиду все того же антипсориатического действия. Данную кислоту часто можно видеть в составе шампуней от перхоти, поскольку ей также под силу контроль десквамации;
– производство средств личной гигиены. Здесь ценны такие ее свойства как успокаивание и антибактериальный эффект;
– сельское хозяйство. Данный хим. продукт является популярной добавкой для с/х животных. Он эффективно усиливает иммунную работу организма, в результате поголовье неплохо противостоит недугам, реже болеет, лучше развивается и набирает вес. Вместе с тем никакого воздействия на вкус мяса скота и птицы не оказывает. Особое место эта кормовая добавка занимает в птицеводстве. Здесь в составе различных кормов она улучшает их вкус, уменьшает рН содержимого желудка, способствует нормализации микрофлоры ЖКТ, благотворно отражается на продуктивности, повышает энергоспособности организма, реализует антиоксидантную защиту и иммунологическую реактивность. Корм, содержащий фумаровую кислоту – это специфический препарат-антистресс, положительно проявляющий себя при вакцинациях, пересадках и прочих стрессовых для организма ситуациях;
– синтез других (органических) кислот, в частности янтарной и яблочной;
– протрава красителей.
Находят применение вне пищепрома и полимеры рассматриваемого вещества, в частности в создании бумажных и полиэфирных клеев. Полиэфиры, в свою очередь, как пластификаторы необходимы при изготовлении изделий из пластмассы и искусственных тканей.
Как фумаровая кислота действует на организм человека?
Если сказать, что фумаровая кислота не несет вреда человеческому организму, не накапливается в нем и не является токсичной, то это будет (как раз тот из немногочисленных случаев) правдой. Больше того, это вещество и так есть в органах как побочный продукт цикла мочевины. Также его генерируют кожные покровы людей при воздействии на них солнечного излучения. Если в коже данного компонента будет недостаточно, возникнет псориаз (красная высыпка + шелушение).
Получается, что данная кислота не только безопасна для человека, но и нужна ему, так как роль в организме выполняет достаточно весомую. Следовательно, и ее поступление с пищей и напитками характеризуется не негативом, а наоборот должно рассматриваться в положительном ключе.
Хотя в промышленных масштабах эта добавка изготавливается хим. путем, сведений о ее вредном воздействии на человека на сегодняшний день нет. И именно поэтому она разрешена к применению в пищепроме во многих странах мира, в частности и в Евросоюзе. Украина по необъяснимым причинам стала исключением: у нас Е297 в список разрешенных для введения в пищу добавок не входит.
Подытожим. Фумаровая кислота – это важное для человеческого организма соединение, обладающее следующими преимуществами:
– участие в дыхательных и обменных реакциях + положительное воздействие практически на каждый жизненно важный процесс организма;
– полное усвоение + выведение естественным образом;
– абсолютная нетоксичность + безопасность при соблюдении дозировок. Суточный максимум, который исключает негативное воздействие, составляет 6 мг/кг. При превышении указанного количества, а также при постоянном употреблении добавки могут возникнуть нарушения в функционировании печени.
Из вышесказанного следует, что пользу, которую несет человеку фумаровая кислота, переоценить сложно. А негативы, которыми сопровождается применение данной субстанции, ничтожно малы при соблюдении норм употребления. То есть фумаровая кислота – это отличный материал для здоровья людей, от использования которого, к тому же, выигрывают производители, работающие в различных направлениях, главным образом, в пищевой отрасли.
Редакция: 05.02.2018
Пищевой консервант с маркировкой Е297 или фумаровая кислота, обладая свойствами подкислителя, с легкостью заменит лимонную и виноградную кислоты в пищевой промышленности. Несмотря на синтетическое происхождение, данное вещество не вызывает негативных последствий для организма человека, является абсолютно безопасным и нетоксичным.
Общее описание пищевой добавки Е297
В живой природе данное вещество находится в лекарственном однолетнем растении Дымянка аптечная. Однако в современном мире ее добывают синтетическим химическим путем.
Другими названиями пищевого консерванта являются: Fumaric acid и Е297.
По внешнему виду пищевая добавка Е297 напоминает рассыпчатый кристаллический порошок белого цвета. Иногда полностью бесцветный. Фумаровая кислота обладает кисловатым фруктовым привкусом, без запаха. Данное вещество очень плохо растворяется в воде. Молекулярная формула химического вещества: C4H4O4.
Фумаровая кислота очень распространена в живой природе, так как синтезируется естественным способом в процессе цикла лимонной кислоты (цикла Кребса). Этот процесс протекает практически во всех живых организмах: людях, некоторых растениях и животных, различных микроорганизмах. Много данного вещества содержится в лишайнике, трубчатых грибах и исландском мхе. Клетки кожи человека тоже могут вырабатывать такой продукт при воздействии на них ультрафиолетового излучения.
Раньше такую добавку получали в процессе синтеза янтарной кислоты, в настоящий момент источником для нее является наиболее доступная малеиновая кислота, которая получается путем гидролиза малеинового ангидрида.
Применение фумаровой кислоты в различных сферах жизни
Разрешено употреблять данное вещество в производстве пищевых продуктов с 1946 года. Это разрешение применимо ко всем странам Евросоюза и к Российской Федерации, а вот на Украине такая пищевая добавка запрещена.
С помощью такого пищевого консерванта и регулятора кислотности производят леденцовые конфеты и различные сладкие напитки, выпечку. Очень востребована она при изготовлении жевательной резинки, мармелада из цитрусов, различных желе и растворимого чая. Пищевая добавка Е236 часто применяется как заменитель лимонной и винной кислот.
Этот продукт используют для получения яблочной и янтарной кислот, а также применяют как компонент для производства средств личной гигиены.
Применяется данное вещество и в фармакологической промышленности, где ее добавляют в различные медицинские препараты, предназначенные для лечения псориаза.
Полезные и опасные свойства фумаровой кислоты
Польза такой кислоты достаточно велика, благодаря ее участию практически во всех жизненно важных процессах в организме, а именно в дыхательных и обменных.
Данное вещество полностью усваивается организмом человека и выводится естественным путем.
Помимо этого, польза данного продукта еще и в том, что оно активно применяется в медицине при лечении кожных заболеваний: экземы, псориаза и других.
Данная пищевая добавка признана абсолютно нетоксичной и безопасной, однако некоторые страны все-таки оговаривают тот факт, что максимально возможная суточная доза такого вещества не должна превышать шесть миллиграммов на каждый килограмм веса. Дело в том, что исследования показали некоторые нарушения в работе печени у тех, кто регулярно использовал в своем рационе продукты, содержащие полезный консервант Е297.
В заключение
Фумаровая кислота, маркируемая в классификаторе пищевых добавок знаком Е297, имеет большую ценность для человеческого организма, так как участвует в дыхательных процессах и в значительной степени влияет на обмен веществ. Данная пищевая добавка является полностью безвредной и разрешенной к применению в пищевой отрасли практически во всех странах мирового сообщества, несмотря на то, что является синтетически выведенной. Однако злоупотреблять все же таким продуктом не стоит, так как это может вызвать дисфункцию печени.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Что мы знаем о пищевых добавках? Только то, что это химия.
Какая необходимость заставляет применять их в пищевой промышленности? Не хватит целой книги, чтобы рассказать об особенностях всех пищевых добавок.
В рамках данной статьи поговорим только об одной из них — E 297.
Названия вещества
Основное название: фумаровая кислота.
Альтернативные названия: Fumaric Acid, E-297, E 297.
Тип вещества
В пищевой промышленности E 297 используется как консервант.
В данном случае действие фумаровой кислоты основано на ее способности уменьшать величину водородного показателя pH: уменьшение концентрации Н-ионов в растворах приводит к созданию неблагоприятной среды обитания микроорганизмов, из-за чего бактерии, плесневые грибы и дрожжи погибают.
Свойства
| Показатель | Стандартные значения |
| Цвет | белый (допускается оттенок по цвету) |
| Состав | H4C4O4 |
| Внешний вид | кристаллическое вещество, гранулы |
| Запах | отсутствует |
| Растворимость | малорастворима в воде |
| Плотность | 1.635 г/см³ |
| Термостабильность | температура плавления 287°C |
Упаковка
Упаковка фумаровой кислоты осуществляется в мешки-вкладыши из полиэтиленовой пленки, толщина которой не может быть тоньше 0,08 мм. Далее по усмотрению изготовителя мешки-вкладыши помещаются в:
- продуктовые мешки из мешочных тканей;
- ящики, изготовленные из гофрированного картона;
- открытые бумажные мешки.
Размеры мешков и фасовку производитель устанавливает сам.
Производители
Сырьем для производства пищевой фумаровой кислоты служат:
- питьевая вода;
- соляная кислота;
- ангидрид малеиновый;
- азотная кислота.
В России можно встретить огромное количество предложений купить данное вещество от отечественных и китайских изготовителей:
- международная корпорация Foodchem (Китай);
- ООО «Калибр 74» (Россия);
- ООО «Нефтегазхимкомплект» (Россия).
Применение
В пищевой промышленности фумаровая кислота применяется в трех основных направлениях:
- в консервировании;
- в изготовлении теста;
- в приготовлении напитков и изделий, требующих придачи вкусу определенной кислоты.
Принцип действия E 297 в консервировании уже описывался ранее (вещество уменьшает величину водородного показателя pH для остановки жизнедеятельности или гибели микроорганизмов), при производстве теста изготовители учитывают способность фумаровой кислоты придавать веществам пластичность. Тесто становится тягучим, а выпечка — воздушной. Эта же особенность E 297 используется при изготовлении жевательной резинки. При производстве леденцов, напитков и других пищевых продуктов, требующих придачи особого кисловатого привкуса, пищевая добавка Е 297 используется в роли подкислителя.
Способность фумаровой кислоты придавать тягучесть веществам уже много лет используется в строительной отрасли при создании пластификаторов.
Применение пищевой фумаровой кислоты разрешено во всех странах.
Сорбиновая кислота является абсолютно безвредным консервантом, однако всему нужно знать меру.
При помощи ленточной пилы можно эффективно разрезать замороженное мясо и кости. Подробнее об этом оборудовании читайте здесь.
Безопасно ли употребление красителя кантаксантина? Узнайте об этом здесь.
Польза и вред
До настоящего времени не отмечено никаких данных, свидетельствующих о возможном вредном воздействии Е 297 на организм человека. Напротив, исходя из антисептических и бактерицидных свойств вещества, фумаровая кислота получила широкое применение в шампунях от перхоти и в средствах для ухода за кожей, в том числе, для лечения угревой сыпи.
Фумаровая кислота является одним из веществ, которые образуются в клетках человека и других животных в процессе естественного метаболизма. Ее соединения находят применение в медицине, сельском хозяйстве, пищевой и химической промышленности. В большом количестве данное вещество способно вызывать негативные реакции – аллергию и желудочно-кишечные расстройства.
Общее описание
Фумаровая кислота – изомер этилен-1,2-дикарбоновой кислоты в трансконфигурации (имеет расположение углеводородных заместителей по разные стороны двойной связи С-С). Впервые это вещество получили из янтарной кислоты.
Эмпирическая формула фумаровой кислоты: C4H4O4.
По внешнему виду соединение представляет собой бесцветный кристаллический порошок без запаха.
Структурная формула фумаровой кислоты изображена на рисунке ниже:
Кислота содержится во многих растениях (повилика европейская, хохлатка, маковые и другие), лишайниках и грибах, а также образуется при брожении углеводов в присутствии грибка аспергилла дымящего (aspergillus fumigatus).
Свойства
Основными физическими и химическими свойствами фумаровой кислоты являются следующие:
- Молекулярная масса – 116,07 а. е. м.
- Растворимость: o в спиртах – хорошая; o в воде и диэтиловом эфире – слабая; o в органических растворителях – не растворима.
- Температура плавления – 296,4 °С.
- Температура кипения – 165 °С.
Фумаровая и малеиновая кислоты легко восстанавливаются до янтарной кислоты. При окислении перекисными соединениями происходит образование мезовинной кислоты, при взаимодействии со спиртами – моно- и диэфиров (фумаратов).
Биохимия
Фумаровая кислота содержится в крови здорового человека в концентрации до 3 мг/л. Она образуется в качестве промежуточного вещества в цикле трикарбоновых кислот, в процессе синтеза мочевины и окисления некоторых аминокислот, а также в коже человека под воздействием ультрафиолетового излучения.
Фумараты играют важную роль в тканях человека при их кислородном голодании. В комбинации с яблочной кислотой и солями глутаминовой кислоты они увеличивают содержание АТФ и гликогена – основной формы хранения глюкозы, универсального источника энергии для клеток. В опытах над крысами было установлено, что это вещество повышает продолжительность сокращения сердца при его изоляции. При геморрагическом шоке фумараты способствуют увеличению выживаемости животных.
Синтез
Получение фумаровой кислоты в промышленных масштабах производится с помощью каталитической изомеризации малеиновой кислоты в водном растворе. В России по такой технологии синтезируют техническую кислоту, которая не применима в пищевой промышленности и фармации из-за наличия солей тяжелых металлов.
Пищевая фумаровая кислота высокой степени очистки производится из яблочной или винной кислоты. Этот способ изготовления вещества сопряжен с техническими сложностями (требуется трудоемкая многоступенчатая очистка) и является более дорогим. Качество технической фумаровой кислоты в большей степени зависит от чистоты малеиновой кислоты, которую получают из малеинового и фталевого ангидридов.
Применение
В химической промышленности кислота используется для производства следующих веществ:
- полиэфирные смолы;
- синтетические высыхающие масла;
- пластификаторы;
В пищевой промышленности (добавка E297) она применяется как подкислитель (заменитель лимонной и винной кислоты) при приготовлении напитков, сладостей и выпечки. Ее расход при этом ниже, чем у аналогов. Технические характеристики пищевой добавки регламентируются по ГОСТ 33269-2015.
Медицина
В медицине данное соединение используются в следующих целях:
- диметиловый эфир (диметилфумарат) – лечение кожных патологий (псориаз, лишай), рассеянного склероза, облысения, гранулематозных заболеваний; фунгицидное, противогрибковое средство;
- натриевая соль фумаровой кислоты – инфузионные препараты, кристаллоидные кровезаменители, обладающие антигипоксическим, антиоксидантным действием (применяются при гастродуоденальных кровотечениях, перитоните, тяжелых термических травмах, кардиохирургических операциях, остром коронарном синдроме, гиповолемии, обширных кровопотерях, интоксикациях);
- другие производные – средства, повышающие аппетит, транквилизаторы, рентгеноконтрастные препараты, лекарства для терапии ринита.
Среди препаратов второй группы наибольшее практическое применение находят Мафусолом, Мексидолом, Конфумин и Полиоксифумарин.
В настоящее время проводятся также клинические испытания препаратов с фумаровой кислотой для лечения таких патологий, как:
- злокачественные новообразования;
- хорея Гентингтона;
- ВИЧ;
- малярия.
Проведенные опыты на животных показали, что длительно принимаемый с пищей 1% раствор кислоты значительно снижает активность канцерогенов.
Фумаровая кислота приводит к уменьшению кислотности желудка и влияет на микрофлору ЖКТ. В кишечнике она создает слабокислую среду, благодаря чему угнетается рост патогенных бактерий и создаются благоприятные условия для развития лакто-, бифидо- и ацидобактерий. Однако из-за сложности получения кислоты высокой степени очистки в фармацевтических целях и при производстве БАД это соединение применяется редко.
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве фумаровая кислота используется в качестве добавки в корм домашних животных для выполнения следующих функций:
- улучшение обмена веществ при стрессовых ситуациях;
- повышение перевариваемости кормов, усиление аппетита;
- стимулирование набора мышечной ткани, ускорение формирования костей и образования яиц у домашней птицы (негормональный анаболик);
- повышение защитных сил организма в период массовых заболеваний и вакцинации;
- нормализация кишечной флоры, профилактика грибковых и бактериальных заболеваний.
Фумаровая кислота вызывает ускоренное образование АТФ, способствует накоплению питательных веществ и аскорбиновой кислоты, которая является одним из главных антиоксидантов.
Вред для здоровья
Очищенная кислота высокого качества безопасна для здоровья человека. Вред фумаровой кислоты обусловлен главным образом тем, что недобросовестные производители используют продукт технического качества, содержащий токсичные примеси малеиновой кислоты и солей тяжелых металлов.
Диметилфумарат также применяется в качестве дешевого биоцида для защиты кожаной мебели и обуви от грибковых поражений во время транспортировки. Однако в таком качестве кислота может вызвать тяжелые кожные аллергические реакции. Так, в Финляндии и Великобритании более тысячи потребителей потребовали денежной компенсации за нанесение вреда здоровью при покупке китайской мебели. С 2008 г. в европейских странах вводится запрет на реализацию обуви и мебели с пропиткой диметилфумаратом.