Уксусная кислота: свойства и получение, влияние бесцветной жидкости на организм

Что такое уксусная кислота

Уксусная кислота – это органический продукт со специфическим запахом и вкусом, представляет собой результат брожения спиртовых и углеводных компонентов либо скисания вин.

Это вещество в форме винного уксуса было известно еще в Древней Греции и Древнем Риме. В более поздние времена алхимики научились производить более чистую субстанцию в результате перегонки. Кислота в виде кристаллов была выведена в 1700 году. Приблизительно в это же время химики определили ее формулу и выявили способность вещества к воспламенению.

В природе уксусная кислота редко встречается в свободном виде. В составе растений она представлена в форме солей или эфиров, в теле животных найдена в составе мышечной ткани, селезенки, а также в моче, поте, экскрементах. Легко образуется вследствие брожения, гниения, в процессе распада сложных органических соединений.

Синтетическую форму уксусной кислоты получают после реакции воздействия углекислотой на натрий-метил либо же при воздействии на метилат натрия, нагретый до 160 градусов, окисью углерода. Есть и другие способы создания этой субстанции в лаборатории.

Чистая уксусная кислота – это прозрачная жидкость с удушливым запахом, вызывающая ожоги на теле и слизистых даже при контакте с ними паров. Если зажечь пары вещества, они дадут светло-голубое пламя. Растворяясь в воде, кислота выделяет тепло.

Ацетилкофермент А образовывается при участии уксусной кислоты, которая также необходима для биосинтеза стеринов, жирных кислот, стероидов и других веществ. Химические свойства уксусной кислоты делают ее незаменимой во многих процессах и реакциях. Соединение помогает образовывать соли, амиды, сложные эфиры.

Но помимо полезных свойств, вещество является опасным, легковоспламеняющимся. Поэтому работая с ним, необходимо максимально соблюдать технику безопасности, избегая прямого контакта с кожей, не дышать кислотными парами.

Формы уксусной кислоты:

• ледяная (96-процентный раствор, применяют для удаления бородавок, мозолей);
• эссенция – содержит 30-80 % основного вещества, входит в состав медицинских препаратов против грибков и зуда;
• уксус столовый – 3, 6, 9-процентный раствор, активно применяется в быту;
• яблочный, виноградный (или другой фруктово-ягодный уксус с низким процентом кислотности) применяется в кулинарии, косметологии;
• уксус бальзамический, или ароматный – столовый, настоянный на пряных растениях, применяется в кулинарии и косметологии;
• ацетат – эфир кислоты.

Физические свойства

Уксусная кислота (CH3COOH) – это концентрированный уксус, знакомый человечеству с давних времён. Его изготовляли путём брожения вина, т.е. углеводов и спиртов.

По физическим свойствам уксусная кислота – бесцветная жидкость с кислым вкусом и резким запахом. Попадание жидкости на слизистые оболочки вызывает химический ожог. Уксусная кислота обладает гигроскопичностью, т.е. способна поглощать водяные пары. Хорошо растворима в воде.

Основные физические свойства уксуса:

• температура плавления – 16,75°C;
• плотность – 1,0492 г/см3;
• температура кипения – 118,1°C;
• молярная масса – 60,05 г/моль;
• теплота сгорания – 876,1 кДж/моль.

В уксусе растворяются неорганические вещества и газы, например, бескислородные кислоты – HF, HCl, HBr.

Химические свойства

Уксусная кислота проявляет слабые кислотные свойства. Основные реакции уксусной кислоты с различными веществами описаны в таблице.

Эфиры и соли, которые образует уксусная кислота, называются ацетатами.

История появления уксуса

Уксус — один из самых древних продуктов, полученный путем брожения. По своему «возрасту» он легко может соперничать с вином.

Первый раз упоминание об уксусе можно найти еще в Вавилоне 5000 г. до н. э. Древние люди делали уксус из фиников, так же как и вино из этих плодов.

В древности уксус использовали не только в кулинарии, но и как обеззараживающее (дезинфицирующие) средство для быта, в медицинских и санитарных целях.

Уксус множество раз упоминается в Библии, и наиболее старое упоминание — в Ветхом завете (Чис. 6:3).

Как именно получили первый уксус, к сожалению, неизвестно, но мы можем рассмотреть современную вариацию данного продукта.

Получение

Способы получения уксусной кислоты:

• из ацетальдегида путём окисления атмосферным кислородом в присутствии катализатора Mn(CH3COO)2 и высокой температуре (50-60°С) – 2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH;
• из метанола и угарного газа в присутствии катализаторов (Rh или Ir) – CH3OH + CO → CH3COOH;
• из н-бутана путём окисления в присутствии катализатора при давлении 50 атм и температуре 200°C – 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2 → 4CH3COOH + 2H2O.

Уравнение брожения выглядит следующим образом – СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН + Н2О. В качестве сырья используется сок или вино, кислород и ферменты бактерий или дрожжей.

Виды уксуса

Уксусная кислота в чистом виде – вещество агрессивное, способное нанести вред здоровью. Поэтому в быту используется ее водный раствор разной концентрации. Существуют два способа создания уксуса:

• промышленный;
• домашний.

Продукт промышленного производства может содержать в себе 3, 6 или 9 % уксусной кислоты. Концентрация домашнего уксуса еще ниже, что делает его безопаснее для применения. Также продукт домашнего производства содержит в себе витамины и другие полезные вещества. Спектр нутриентов зависит от продукта, из которого был изготовлен уксус. Наиболее часто применяют яблочное и виноградное сырье. Существует еще так называемый бальзамический уксус, сделанный из виноградного с добавлением пряных трав.

Суточная норма

Говорить о суточной норме потребления уксусной кислоты не приходится. Несмотря на высокую популярность уксуса в быту, широкое применение в кулинарии, ученые так и не рассчитали, сколько этого вещества можно или нужно потреблять человеку. Правда, и современная медицина не знает случаев, когда бы у кого-либо возникли проблемы со здоровьем из-за недостаточного употребления этого продукта.

Зато медики единогласны во мнении, кому крайне нежелательно употреблять в пищу продукты с высоким содержанием уксусной кислоты. Это люди с гастритами, язвами, воспалительными изменениями органов пищеварительной системы. Объясняется это тем, что уксусная кислота (как и любое другое вещество из этой группы) раздражает и разрушает слизистые оболочки желудочного тракта. Это грозит изжогой на фоне повышения кислотности желудочного сока, ожогом пищеварительного тракта.

Помимо этой очевидной причины для отказа от уксуса, существует еще одна. У некоторых людей встречается индивидуальная непереносимость вещества. Во избежание неприятных последствий, таким лицам также не следует потреблять пищу, приправленную уксусом.

Токсичность

Находясь в состоянии пара в воздухе, кислота повреждает глаза, нос и горло уже при концентрации более 10 мг / м³. Серьезные последствия наблюдаются при десятидневной повторяющейся действия загрязненной кислотой воздуха с содержанием до 26 мг / м³.

Низкоонцентрированных растворы уксусной кислоты (около 5%) могут раздражать слизистые оболочки. Концентрированная кислота в значительной степени повреждает кожу при контакте: в случае ее попадания, необходимо промыть пораженное место большим количеством воды или раствора пищевой соды. При проглатывании уксусной кислоты наблюдается боль в пищеводе и рту, это может привести к появлению тошноты и проблем с дыханием. В этом случае необходимо ополоснуть ротовую полость и обратиться к врачу.

Токсические дозы при потреблении кислоты человеком точно не известны. Полулетальные дозой для крыс является 3310 мг / кг, для кроликов — 1200 мг / кг. Потребление человеком 89-90 г чистой кислоты крайне опасно, а предельной численностью для ежедневного потребления является 2,1 г.

Использование уксусной кислоты

Использование уксусной кислоты много и разнообразно. Эта кислота используется в производстве товаров, в пищевой промышленности, в индустрии чистоты, в медицине и в качестве пищевой добавки. Уксусная кислота также является биохимическим незаменимым в форме ацетильной группы, где это имеет основополагающее значение для конструирования аминокислот и поэтому невозможно существовать без. Давайте посмотрим на некоторые из этих применений уксусной кислоты более подробно.

Уксусная кислота в производстве товаров

Уксусная кислота является важным химическим реагентом, используемым для производства ацетата, клеев, клеев и синтетических тканей. Уксусная кислота также используется в гальванических покрытиях, когда металлическое покрытие наносится на объект путем помещения его в раствор, который содержит определенную соль металла.

Раствор должен быть проводящим, а кислоты, которые отдают ионы водорода, создают идеальные условия. Кроме того, гальваническое покрытие может происходить только внутри раствора, а соли металлов растворяются только в растворах с низким (кислотным) значением рН.

Уксусная кислота является сырьем, используемым для производства ацетат целлюлозы, уксусный ангидрид (пластмассы) и хлоруксусная кислота, используемые в производстве красителей и пестицидов, а также некоторые лекарства.

Уксусная кислота в пищевой промышленности

Уксусная кислота используется в пищевой промышленности для регулирования уровня кислотности или щелочности пищевых продуктов. Свод федеральных правил (CFR) классифицирует уксусную кислоту как пищевую добавку общего назначения, которая безопасна при использовании в соответствии с надлежащей производственной практикой.

В Европе правила использования электронных номеров распространяются на все пищевые добавки. Уксусная кислота имеет код E260 и считается безопасным ингредиентом, который контролирует бактериальную колонизацию и может использоваться без ограничений. Это не новая находка. Говорят, что древние вавилоняне использовали уксус в качестве пищевого консерванта.

Уксус используется для производства заправок для салатов, приправ, которые включают горчицу, кетчуп и майонез, а также в соусах и солениях.

Уксусная кислота для очистки

Уксусная кислота использовалась в качестве моющего средства и дезодоратора веками, если не тысячелетиями; губки уксуса были помещены в дорогие филигранные кольца, которые носили богатые, когда они шли по грязным и вонючим улицам восемнадцатого века. Дезодорирующие свойства уксуса также использовались в течение нескольких поколений.

Моряки использовали уксус, чтобы вычистить палубы кораблей, на которых они работали и жили. Принципы микробного контроля, возможно, не были понятны в то время, но характеристики этого органического раствора, пахнущие, чистые и предотвращающие заболевания, были, безусловно, хорошо известны.

Добавление щелочного продукта к кислоте вызывает бурлящую, шипящую реакцию. Некоторые традиционные чистящие средства считают, что этот эффект обеспечивает более глубокую очистку устойчивых поверхностей. Например, очистка заднего двора щелочной едкой натрией (гидроксид натрия) и последующее использование смеси уксуса поверх этого вызовут реакцию, которая, безусловно, выглядит так, как будто она обладает эффектом глубокой очистки; однако, это очень мало увеличивает гигиенический эффект, а скорее противодействует щелочной моющей способности каустической соды с кислотными свойствами уксуса.

Сегодня многие преданные поклонники белого уксуса рекламируют экологические преимущества использования разбавленной уксусной кислоты для чистки ванных комнат, стирки белья, удаления запахов и придания чистоте и безопасности поверхностям приготовления пищи. Уксусная кислота также удаляет ржавчину и известковые отложения.

Уксусная кислота в медицине

Уксусная кислота или уксус, вероятно, использовались в медицине еще до написания слова. Если вы пострадали от открытой раны на острове Кос в четвертом веке до нашей эры, возможно, Гиппократ назначил вам ежедневную стирку уксуса. Если у вас болит горло, он мог бы также попросить вас смешать мед и уксус, чтобы сделать Oxymel, древнегреческое лекарство от кашля; Если вы служили в Европе во время Первой мировой войны, вы могли иметь только доступ к чистому уксусу и оставаться свободным от инфекции.

Сегодня растворы уксусной кислоты используются в лаборатории. кровь тестирование процессов как мойка слайдов. Они удаляют бактериальные биопленки в ранах и пищеварительная система и часто использовались при инфекциях наружного уха, поэтому избегайте применения антибиотиков. Проглатывание уксуса повышает уровень ацетата в толстой кишке и способствует усвоению кальция с более низким кровяным давлением и более высокой плотностью кости в результате. Исследования изучают использование ацетата в качестве противоопухолевого препарата.

Уксусная кислота как пищевая добавка

Уксусная кислота является популярной пищевой добавкой и употребляется в форме уксуса, чаще всего яблочного уксуса. Когда связано с коэнзим А, ацетильная группа уксусной кислоты занимает центральное место в углеводном и жировом обмене.,

Много исследований было сделано в отношении связи между потреблением уксуса и снижением уровня глюкозы в крови. В тех случаях, когда продукты с высоким гликемическим индексом потребляются после приема двух-трех столовых ложек яблочного уксуса, их гликемическая ценность снижается на 35%.

Для диабетиков это может означать снижение пикового уровня глюкозы в крови после приема пищи и улучшение гликемического контроля, а также для пациентов, не страдающих диабетом. меньший риск развития резистентности к инсулину, Замена штатного огурца маринованным огурцом показали снижение общего гликемического индекса на 30%.

На следующем изображении показан эффект продукты с низким и высоким гликемическим индексом (GI) на уровень глюкозы в крови. Продукты с высоким ГИ вызывают быстрый пик уровня глюкозы в крови, что увеличивает выработку инсулина, что позволяет клеткам метаболизировать глюкозу. Это означает, что уровень глюкозы в крови быстро падает, вызывая чувство голода.

Продукты с низким ГИ вызывают более мягкий рост сахара в крови и не заставляют поджелудочную железу вырабатывать такое большое количество инсулина. В результате получается плавная кривая, которая остается стабильной и не опускается, увеличивая уровень сытости после еды. Когда пища с высоким GI и пищей с низким GI съедается одновременно, они частично компенсируют друг друга, создавая эффект плато. Уксус, как известно, имеет тот же эффект, что и пища с очень низким ГИ.

Уксус для похудения

Яблочный уксус издавна пользуется репутацией эффективного домашнего средства для избавления от лишних килограммов. Один из наиболее распространенных рецептов гласит, что перед каждым приемом еды, за четверть часа до того, как садиться за стол, следует принимать по одной-две чайных ложки яблочного уксуса, растворенных в стакане воды. Продолжительность такого курса составляет два месяца, после чего необходимо сделать перерыв.

Несмотря на уверения авторов многих статей в Интернете, гласящих, что уксус растворяет жир или снижает калорийность продуктов, вследствие чего килограммы буквально «испаряются», на самом деле механизм действия этого продукта намного проще. Как выяснили ученые, высокое содержание хрома в яблочном уксусе помогает бороться с аппетитом, выравнивая показатели глюкозы в крови. В свою очередь пектины, которые в нем присутствуют, дарят чувство сытости и спасают от переедания.

Впервые исследователи заинтересовались свойствами яблочного уксуса и его способностью оказывать помощь в потере лишних килограммов благодаря американскому терапевту Джарвису Дефоресту Клинтону. Он лечил своих пациентов микстурой, которую называл «ханигар» (производное от английских слов «honey» — мед, и «vinegar» — уксус).

Средство он позиционировал в качестве настоящей панацеи, улучшающей цвет лица, повышающей тонус организма и помогающей похудеть. После этого ученые приступили к исследованиям и выяснилось, что лабораторные грызуны, употреблявшие яблочный уксус, смогли «похвастаться» снижением вредного холестерина в крови и изменениями в генах, отвечающих за накопление жировых запасов.

Если вы все же решили дать бой лишнему весу с помощью яблочного уксуса, то возьмите на вооружение еще несколько советов.

Ни в коем случае не пейте вещество перед едой в «чистом» виде. Разведите его в стакане воды. Выпейте через соломинку, а потом тщательно прополощите рот, чтобы не пострадала зубная эмаль.

Если вы боитесь пить уксус, то для начала замените им сметану и масло в заправках для салатов.

Чтобы сбросить вес, уксус можно применять и наружно. Например, начните делать антицеллюлитные растирания. Для этого вам понадобится 30 мл яблочного уксуса растворить в 200 мл воды. Также можно попробовать принимать ванны, растворив два стакана яблочного уксуса в наполненной водой ванне. Температура воды должна при этом составлять 50 градусов, а продолжительность процедуры не может превышать двадцати минут. Обратите внимание, что гипертоникам подобный метод противопоказан!

Вред и противопоказания

О полезных свойствах разных видов уксуса упоминалось выше. Однако, при неумеренном употреблении, даже натуральный уксус может нанести серьезный ущерб здоровью.

Высокое содержание природных кислот способно ухудшить состояние людей, страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Так, исключить все виды уксуса из рациона следует тем, у кого были диагностированы гастрит и панкреатит, язвенные поражения желудка и кишечника, а также колит или холецистит.

Также этот продукт вреден для зубной эмали и способен вызывать аллергическую реакцию в случае индивидуальной непереносимости.

Как выбирать и хранить

Чтобы качество приобретенного продукта не разочаровало вас, при покупке и хранении уксуса следует руководствоваться следующими правилами.

Изучите этикетку, проверьте, из чего произведен продукт. В том случае, если вы остановили свой выбор на натуральном уксусе, в его составе действительно должно быть натуральное сырье — то есть, например, яблоки, а не яблочная кислота.

Обратите внимание на прозрачность. Столовый синтетический уксус должен быть кристально-чистым, без примесей. В натуральном продукте наличие осадка является нормой, так что вас скорее должно встревожить его отсутствие.

Храните продукт в стеклянной таре, плотно закрытой крышкой. Допустимая температура — от 5 до 15 градусов. Бутылка должна стоять в защищенном от света месте, которое недоступно детям.

Срок хранения яблочного уксуса составляет два года. Ягодный уксус «проживет» до восьми лет. Ну и наконец, не ставьте продукт в холодильник — это ухудшает его вкусовые качества.

Рецепт яблочного уксуса:

• немытые яблоки (очень грязные, протереть сухой тряпкой) нарезать дольками, удалить сердцевину и косточки. На поверхности яблок находятся дикие дрожжи, благодаря которым сок забродит;
• измельчить дольки теркой, мясорубкой или другим способом до состояния пюре;
• сложить пюре вместе с выделившимся соком в неметаллическую емкость с широким горлышком, например, эмалированную кастрюлю или пластмассовый таз. Накрыть марлей;
• поставить на 2-3 дня в темное место с комнатной температурой. Раз в 8-12 часов перемешивать чистой рукой или деревянной палочкой. Когда яблочная масса потемнеет, сверху появится пена, шипение и легкий запах брожения, перейти к следующему этапу;
• отжать пюре через марлю или прессом. Выжимки больше не нужны;
• отфильтрованный забродивший сок перелить в банку или стеклянный бутыль, заполняя не более 75% объема;
• попробовать на вкус. Если сок не сладкий, добавить сахар исходя из пропорций в рецепте, перемешать. Сок должен быть сладким, но не приторным (максимально допустимая сахаристость – 20%). Если чувствуется сильная кислотность (щиплет язык), добавить воду;
• на горлышко емкости установить водяной затвор или медицинскую перчатку с дырочкой в пальце (делается иголкой). Проверить герметичность соединения горлышка и гидрозатвора, чтобы исключить попадание воздуха внутрь;

• перенести бутыль (банку) в темное место с температурой 20-25°C на 25-40 дней;
• по окончанию брожения (гидрозатвор не выделяет газ или перчатка сдулась, вино посветлело, на дне появился слой осадка) слить молодое вино через трубочку, не задевая осадок на дне, чтобы яблочный уксус получился светлым без мути;
• перелить вино в емкость с широким горлышком. Чем больше площадь контакта вина с воздухом, тем лучше. Можно оставить скисать в банке, но время приготовления увеличится. Сверху перевязать марлей для защиты от насекомых. Спустя некоторое время на поверхности может появиться пленка (слой бактерий Mycoderma aceti), это нормально;
• оставить на 45-60 дней в темном месте (или накрыть) при 18-23°C. Вино будет постепенно скисать, превращаясь в уксус. В конце ферментации пропадет характерный резкий запах скисания;
• готовый домашний яблочный уксус профильтровать через 3-4 слоя марли или плотную ткань, разлить в бутылки для хранения, герметично закрыть. При хранении в защищенном от солнечных лучей месте, например, на темной полке в кухонном шкафу, срок годности – до 3-х лет.

Аналоги и похожие продукты

Заменить крепкий раствор уксуса при необходимости можно и другими продуктами. Одним из самых лучших аналогов считают лимонную кислоту.

Например, маринады с ней имеют менее резкий вкус и лучше хранятся. Приблизительно 1 г лимонной кислоты равен 10 г 3% уксусного раствора.

Также вместо раствора уксусной эссенции можно использовать сок клюквы, красной смородины или водку.

Итак, теперь вы знаете, что уксусная кислота, эссенция и столовый уксус – не совсем одинаковые понятия, хотя и имеют общие «корни». И для того, чтобы правильно использовать специю, необходимо учитывать отличия и точно знать, в чем заключается принципиальная разница между этими веществами.

Кроме того, надо помнить о том, что уксус – достаточно сильное химическое вещество. Его польза и вред для организма во многом зависят от концентрации раствора и соблюдении мер безопасности.