Table of Contents
Axit Gluconic là gì?
Axit Gluconic là gì?
Axit gluconic là một trong những loại đường axit thuộc họ axit aldonic. Công thức axit gluconic là C5H12O7 được hình thành thông qua quá trình oxy hóa Glucose. Trên thực tế, loại axit này có thể được tìm thấy tự nhiên trong một số loại thực vật, trái cây và thực phẩm như mật ong, gạo, dấm, rượu, thịt,…
Đặc điểm cấu trúc của axit Gluconic có công thức HOCH2(CHOH)4COOH. Cấu trúc hóa học của axit này bao gồm một chuỗi gồm 6 nguyên tử cacbon và 5 nhóm hydroxyl kết thúc bằng nhóm axit cacboxylic.
Chúng ta cần biết rằng trong dung dịch nước có nồng độ 1/1000 axit cacboxylic và độ pH gần trung tính, axit này sẽ tạo ra ion gluconate khi kết hợp với muối của axit gluconic (thường gọi là gluconate).
Một đặc tính khác của axit này là khả năng hòa tan trong nước và chuyển dần sang trạng thái cân bằng động để tạo thành dung dịch hỗn hợp.
Tính chất đặc trưng của Axit Gluconic
Axit gluconic có những đặc tính rất đặc trưng, điển hình là:
Sát trùng, không bay hơi, không ăn mòn và không độc hại đối với cơ thể con người.
Axit thu được từ β-D-glucose được tạo ra từ phản ứng oxy hóa nhờ chất xúc tác glucose oxyase.
Thường tồn tại ở dạng tinh thể không màu và dễ tan trong nước. Đây là đặc tính quan trọng giúp Axit Gluconic đóng nhiều vai trò quan trọng trong một số ngành công nghiệp hiện nay.
Khối lượng mol của axit Gluconic là 190 g/mol.
Với những đặc tính đặc trưng trên chúng ta có thể sản xuất ra loại axit này hoàn toàn không độc hại và có hại cho con người. Axit gluconic thậm chí còn đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất thành phẩm trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Đó cũng chính là lý do khiến nhu cầu pha chế loại axit này trên thị trường luôn rất cao trong những năm gần đây.
Làm thế nào để điều chế Axit Gluconic?
Làm thế nào để điều chế Axit Gluconic?
Có bốn phương pháp điều chế axit Gluconic được biết đến rộng rãi hiện nay dựa trên: oxy hóa hóa học, oxy hóa điện phân, lên men sinh học và cuối cùng là oxy hóa xúc tác không khí. .
Trong số 4 phương pháp trên, có phương pháp sinh học và hóa học được áp dụng phổ biến nhất ở quy mô công nghiệp. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết 2 phương pháp được áp dụng rộng rãi trên thị trường này ngay tại đây:
Phương pháp hóa học
Để tạo ra axit gluconic về mặt hóa học, người ta tạo ra quá trình oxy hóa nhóm aldehyd ở C1 trong D-glucose để tạo ra nhóm cacboxyl.
Ngoài ra, để tạo ra phản ứng oxy hóa này cần bổ sung lượng chất xúc tác vừa đủ để thu được thành phẩm tốt nhất. Thông thường, chất xúc tác được sử dụng hiện nay là một số kim loại chuyển tiếp như: Au, Pb, Pt hoặc một số chất hỗ trợ như: Al2O3, TiO2, chất rắn, than hoạt tính.
Ngoài ra, điều kiện đảm bảo hiệu quả tối đa cho quá trình oxy hóa là pH 9-10 kết hợp với các điều kiện về tốc độ phản ứng, chất xúc tác và hiệu suất phản ứng.
Phương pháp sinh học
Đối với phương pháp sinh học người ta sử dụng một số chủng vi khuẩn có chức năng chuyển hóa glucose thành axit gluconic. Tuy nhiên, tùy thuộc vào loại vi khuẩn cũng như vị trí của enzyme xúc tác mà glucose sẽ bị oxy hóa ở các vị trí khác nhau.
Phương pháp này cũng có thể áp dụng cho nhiều loại nấm sợi cũng như vi khuẩn. Trước đây người ta thường lên men bề mặt nấm penicillium. Tuy nhiên, các phương pháp sinh học hiện nay thường sử dụng nấm sợi Aspergillus niger. Có thể nói, phương pháp sinh học có tính chọn lọc và mang lại hiệu quả cao nhờ sử dụng tế bào cố định hoặc enzyme.
Nếu so với phương pháp hóa học thì phương pháp này có chi phí đầu tư thấp hơn. Nguyên nhân là do phương pháp hóa học phải trải qua quá trình oxy hóa glucose hoặc sucrose nên cần nhiều chất oxy hóa hơn trong nguyên liệu đầu vào.
Những ứng dụng nổi bật của Axit Gluconic trong đời sống
Những ứng dụng nổi bật của Axit Gluconic trong cuộc sống
Có thể nói Axit Gluconic đóng góp nhiều vai trò nổi bật cho nhiều ngành nghề quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Một số ứng dụng điển hình của axit Gluconic bao gồm:
Thuốc
Trong ngành y tế, vai trò của axit Gluconic rất rộng, ví dụ:
Hỗ trợ thụ thể glycine trong hệ thần kinh trung ương, giúp duy trì sự cân bằng axit amin trong hệ thần kinh trung ương.
Hỗ trợ vận chuyển oxy đến các tế bào và cung cấp Methyl cũng như hỗ trợ một số chức năng tim mạch cho cơ thể con người.
Được sử dụng trong một số trường hợp nghiêm trọng, ví dụ như để tránh hoại tử mô sâu.
Là thành phần quan trọng giúp điều trị bỏng, sốt rét hiệu quả.
khai thác
Trong công nghiệp khai khoáng, axit gluconic được dùng để làm sạch các sản phẩm mà nó hòa tan, đặc biệt trong các dung dịch kiềm, Fe2+, Ca2+, Al3+,…
Như vậy, chúng ta thấy rõ rằng trong ngành khai khoáng hiện nay, axit gluconic đóng vai trò vô cùng quan trọng và không thể thay thế. Điều này hoàn toàn có thể thực hiện được nhờ vào tính chất đặc thù của loại axit này.
Công nghiệp thực phẩm
Ứng dụng của axit gluconic trong công nghiệp thực phẩm khá rộng rãi. Một số ví dụ điển hình về vai trò của axit Gluconic là:
Giúp tạo vị chua nhẹ nhàng trong thực phẩm. Ngoài ra, loại axit này còn được dùng làm chất phụ gia khi cần điều chỉnh vị chua.
Được sử dụng như một chất tăng hương vị quan trọng trong chế biến thực phẩm và cải thiện hương vị món ăn.
Axit gluconic được sử dụng rộng rãi trong quá trình tạo ra nhiều sản phẩm hoàn chỉnh như: nước ép trái cây, rượu vang, sữa chua,…
Công nghệ lọc nước
Trong ngành lọc nước, Axit Gluconic được sử dụng để làm sạch hiệu quả nguồn nước sinh hoạt khi xảy ra hiện tượng kết tủa kim loại nặng với hóa chất này.
Ngày nay, nhu cầu sử dụng công nghệ lọc nước này ngày càng cao nhằm đáp ứng yêu cầu sinh hoạt và làm việc của nhiều gia đình, nhà máy, đơn vị hành chính,…
Một số công dụng khác
Một số công dụng khác của axit gluconic
Ngoài những ứng dụng trên, Axit Gluconic còn tạo vị ngọt nhẹ và được ứng dụng trong sản xuất, bảo quản thịt và các sản phẩm từ sữa. Ngoài ra, loại axit này còn có công dụng rất lớn trong việc nướng thực phẩm như làm chất lên men trong quá trình chế biến thực phẩm.
Đặc biệt, muối natri của loại axit Gluconic này được sử dụng rất phổ biến trong sản xuất canxi chelate EDTA hoặc các ion kim loại khác. Loại muối này còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất sản phẩm rửa chai nhờ khả năng loại bỏ bụi bẩn trên bề mặt kính một cách hiệu quả.
Ngoài ra, muối canxi và hợp chất axit gluconic sắt được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm và y học.
Trên đây là tổng hợp tất cả những kiến thức về axit Gluconic là gì, tính chất đặc trưng, phương pháp điều chế và ứng dụng điển hình của nó trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Hy vọng những chia sẻ của Hóa Chất Đông Á trong bài viết này sẽ giúp các bạn thấy được vai trò, tầm quan trọng của Axit Gluconic trong đời sống con người ngày nay.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
