Monowodzian kwasu cytrynowego — o jakiej formie mowa
Kwas cytrynowy występuje w obrocie w dwóch formach krystalicznych: bezwodnej oraz uwodnionej jedną cząsteczką wody. Strona opisuje formę uwodnioną, czyli monowodzian, oznaczaną wzorem C6H8O7·H2O o masie cząsteczkowej 210,15. Rozróżnienie nie jest formalnością: przy tej samej deklarowanej czystości monowodzian zawiera około 8,5 % wody krystalizacyjnej, więc odważona porcja niesie odpowiednio mniej kwasu niż porcja formy bezwodnej.
W chemii systematycznej ten sam związek nosi nazwę kwasu 2-hydroksy-1,2,3-propanotrikarboksylowego. Trzy grupy karboksylowe i jedna grupa hydroksylowa tłumaczą jednocześnie silnie kwaśny smak, zdolność do wiązania jonów metali oraz szerokie zastosowanie technologiczne.
Identyfikatory i uwaga o numerze WE
| Pozycja | Wartość |
|---|---|
| Numer CAS (monowodzian) | 5949-29-1 |
| Numer CAS (forma bezwodna) | 77-92-9 |
| Numer dodatku do żywności | E 330 |
| Wzór | C6H8O7·H2O |
| Masa cząsteczkowa | 210,15 |
| Zawartość składnika głównego | min. 99,5 % w przeliczeniu na masę bezwodną |
W zachowanej specyfikacji przy monowodzianie zapisano numer Europejskiego Spisu Substancji Chemicznych 201-069-1. Weryfikacja wykazała, że numer ten odpowiada formie bezwodnej, a nie uwodnionej. Serwis podaje go wyłącznie jako informację o zawartości źródła i nie przypisuje go opisywanej tu formie krystalicznej. Numer CAS monowodzianu ma w naszej ocenie wiarygodność średnią: jest pierwszym numerem na liście synonimów właściwego rekordu, ale w tym samym rekordzie występuje również inny numer identyfikujący hydrat, a wzór podawany przez bazę zapisano w postaci zsumowanej.
Właściwości fizyczne
Substancja tworzy białe lub bezbarwne kryształy, bezwonne, o wyraźnie kwaśnym smaku. Rozpuszcza się bardzo dobrze w wodzie oraz w etanolu, znacznie słabiej w eterze etylowym. Archiwalna specyfikacja podaje rozpuszczalność 80 g na 100 ml wody w temperaturze 20 stopni Celsjusza, 83 g na 100 ml etanolu w 15 stopniach oraz 2,5 g na 100 ml eteru etylowego w 15 stopniach. Wartość dla wody jest wyraźnie niższa od liczb spotykanych we współczesnych opracowaniach fizykochemicznych i należy ją traktować jako zapis źródłowy, nie jako wielkość wzorcową.
Ogrzewanie prowadzi najpierw do utraty wody krystalizacyjnej, a topnienie obserwuje się dopiero po tym etapie, w okolicach 153 stopni Celsjusza. Powyżej tej temperatury zaczyna się rozkład z odszczepieniem wody i dwutlenku węgla.
Wymagania czystości zapisane w źródle
| Oznaczenie | Wymaganie |
|---|---|
| Zawartość wody (metoda Karla Fischera) | maks. 8,8 % |
| Popiół siarczanowy | maks. 0,05 % |
| Szczawiany (jako kwas szczawiowy, na masę bezwodną) | maks. 100 mg/kg |
| Metale ciężkie (w przeliczeniu na ołów) | maks. 5 mg/kg |
| Arsen | maks. 1 mg/kg |
| Ołów | maks. 1 mg/kg |
| Rtęć | maks. 1 mg/kg |
Osobną pozycją była próba na substancje łatwo ulegające zwęgleniu: próbkę ogrzewa się ze stężonym kwasem siarkowym na łaźni wodnej w temperaturze 90 stopni przez godzinę, bez dostępu światła, i ocenia zabarwienie. Dopuszcza się co najwyżej jasnobrązowe zabarwienie roztworu. Test ten wykrywa zanieczyszczenia organiczne pochodzące z procesu fermentacyjnego, którym otrzymuje się kwas cytrynowy na skalę przemysłową.
Funkcje technologiczne w żywności
E 330 pełni kilka funkcji jednocześnie, co czyni go jednym z najczęściej stosowanych dodatków:
- Regulator kwasowości — ustala pH wyrobu, a przez to wpływa na smak, barwę i skuteczność konserwantów, które działają wyłącznie w środowisku kwaśnym.
- Przeciwutleniacz pośredni i synergent — wiąże jony metali przejściowych katalizujące utlenianie tłuszczów i barwników.
- Stabilizator i substancja pomocnicza w emulgowaniu — poprawia trwałość układów wielofazowych.
Poza przemysłem spożywczym te same właściwości chelatujące wykorzystuje się w środkach do usuwania kamienia kotłowego, w preparatach myjących, w kosmetyce oraz w kąpielach do obróbki powierzchni metali.
Stan prawny — źródło archiwalne a stan obecny
Zachowana specyfikacja odwołuje się do rozporządzenia Ministra Zdrowia opublikowanego w Dzienniku Ustaw z 2004 roku, wskazując tabelę dopuszczalnych ilości oraz część specyfikacyjną załącznika. Ten stan prawny został zastąpiony: dopuszczenie dodatków reguluje dziś rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1333/2008, a wymagania czystości — rozporządzenie Komisji nr 231/2012 wraz z późniejszymi zmianami. Limity zanieczyszczeń przytoczone wyżej pochodzą z dokumentu archiwalnego i nie zastępują lektury aktualnego załącznika. Kwas cytrynowy pozostaje dodatkiem dopuszczonym ogólnie, dla większości kategorii środków spożywczych na zasadzie quantum satis.
Postępowanie i bezpieczeństwo
Mimo powszechności zastosowania jest to kwas organiczny o niskim pH roztworu. Kontakt bezpośredni może podrażniać skórę, oczy oraz błony śluzowe nosa i przewodu pokarmowego. Pył wymaga wentylacji stanowiska. Substancję przechowuje się bez dostępu światła słonecznego, w pomieszczeniach suchych o wilgotności poniżej 70 %, przewiewnych i chłodnych, w temperaturze poniżej 30 stopni Celsjusza. Monowodzian jest higroskopijny na tyle, że w wilgotnym powietrzu zbryla się i traci sypkość.
Powiązane strony
- Wodorowęglan sodu E 500 (ii) — partner kwasowo-zasadowy w układach spulchniających i musujących
- Benzoesan sodu E 211 — konserwant, którego skuteczność zależy od zakwaszenia środowiska
- Kwas L-askorbinowy E 300 — przeciwutleniacz stosowany z kwasem cytrynowym jako synergentem
Piśmiennictwo
Opracowania naukowe, na których opiera się treść tej strony. Zapis w stylu Chicago (autor–data); każda pozycja prowadzi do identyfikatora DOI u wydawcy.
- Behera, i Bikash Chandra. 2021. „Microbial citric acid: Production, properties, application, and future perspectives.” Food Frontiers 2 (1): 62-76. https://doi.org/10.1002/fft2.66.
- Cowan, J. C.. 1962. „Citric acid: Inactivating agent for metals or acidic synergist in edible fats?.” Journal of the American Oil Chemists' Society 39 (1): 6-9. https://doi.org/10.1007/bf02633338.
- Grewal, H.S.,, i K.L. Kalra. 1995. „Fungal production of citric acid.” Biotechnology Advances 13 (2): 209-234. https://doi.org/10.1016/0734-9750(95)00002-8.
- Książek, Ewelina. 2023. „Citric Acid: Properties, Microbial Production, and Applications in Industries.” Molecules 29 (1): 22. https://doi.org/10.3390/molecules29010022.
- Oliveira, i Mauro Lúcio N.. 2013. „Solubility of citric acid in water, ethanol, n-propanol and in mixtures of ethanol+water.” Fluid Phase Equilibria 352: 110-113. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2013.05.014.
- Tsioptsias, Costas. 2024. „Thermal Behavior and Infrared Absorbance Bands of Citric Acid.” Applied Sciences 14 (18): 8406. https://doi.org/10.3390/app14188406.