فوماریک اسید
اسید فوماریک به گیاهان از جنس فوماریا تعلق دارد و نام اسید فوماریک از این گیاهان گرفته شده است. اسید فوماریک طور طبیعی در قارچ، انگور، سیب و خزه وجود دارد؛ به عنوان یک واسطه در چرخه اسید سیتریک (یا چرخه کربس) نقش مهمی ایفا میکند. این چرخه بسیار مهم است و به تولید انرژی از کربوهیدراتها، چربیها و پروتئینها کمک میکند. هزینه کم و غیر سمی بودن، اساس محبوبیت اسید فوماریک به عنوان یک افزودنی غذایی از سال 1946 بوده است. فوماریک اسید به طور کلی در صنایع غذایی به عنوان نگهدارنده، اسیدی کننده و طعم دهنده استفاده میشود. در صنایع خمیر و کاغذ یا در تولید پلی استرها و پلیمرها نیز نقش دارد. اسید فوماریک به عنوان یک ماده خشک کننده در رنگرزی و در ساخت رزینهای مصنوعی و الکلهای پلی هیدریک استفاده میشود.
تولید اسید فوماریک
بخش قابل توجهی از اسید فوماریک تجاری عمدتاً از طریق سنتز شیمیایی مبتنی بر نفت تولید میشود. محدود بودن منابع نفتی، افزایش قیمت نفت و افزایش نگرانیهای زیست محیطی، علاقه به توسعه اسید فوماریک زیستی از منابع تجدیدپذیر را برانگیخته است. میتوان اسید فوماریک را به راحتی از تخمیر توسط قارچ رشتهای Rhizopus arrhizus در مقیاس صنعتی تولید کرد. با این حال، تخمیر اسید فوماریک معمولی به دلیل بازده محصول و بهرهوری پایین آن گران است. عمل تخمیر قارچ رشتهای نیز به دلیل مورفولوژی آن دشوار است. بالاترین راندمان تولید اسید فوماریک بهدستآمده با Rhizopus arrhizus روی گلوکز است. سایر گونههای میکروبی که قادر به تولید فوماریک اسید هستند، از جنس Aspergillus، یعنی Cunninghamella، Mucor و Cirinella میباشند.
ویژگیهای فیزیکوشیمیایی اسید فوماریک
اسید فوماریک (E297) یک اسید دی کربوکسیلیک چهار کربنه است و به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در غذا استفاده میشود. از اسیدیترین اسیدهای جامد است، هم از نظر مقدار یون هیدروژن که به محلولهای آبی میدهد و هم از نظر ایجاد طعم اسیدی ظاهری.
- فورمول مولکولی: C4H4O4
- نام آیوپاک: ترانس اتیلن دی کربوکسیلیک اسید
- جرم مولی: 116 گرم بر مول
- دمای ذوب: 287 درجه سانتیگراد
- چگالی: 635 گرم بر سانتیمتر مکعب
- حلالیت کم در آب
- حلالیت بهتری در حلالهای آلی مانند اتانول، متانول و غیره
- پودر سفید بی بو با طعم ترش
نقش اسید فوماریک (E 297) در صنعت غذا
- تنظیم کننده اسیدیته
فوماریک اسید به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در فرمولاسیون مواد غذایی زیر استفاده میشود: محصولات پخت و نان، فیلینگها و خمیرها، نوشیدنیها، تورتیلا، شیر شکلات و کاکائو، تخم مرغ، محصولات لبنی، دسرها و پودینگ، فرآوردههای گوشتی - نگهدارنده
اسید فوماریک در نقش نگهدارنده، ماندگاری محصولات غذایی را افزایش میدهد؛ تاثیر ضد باکتریایی اسید فوماریک را میتوان در محصولاتی مانند گوشت و فرآوردههای گوشتی، نوشیدنیها، محصولات پخت و نان، دسر و شیرینی مشاهده کرد. - طعم دهنده
این ماده به آسانی با سایر مواد اسیدی موجود در فرمولاسیون مواد غذایی ترکیب میشود ولی طعم اسیدی ایجاد نمیکند. اگرچه اسید فوماریک دارای ویژگیهای ترکیب طعم استثنایی نیست، اما با ایجاد پسطعم که مکمل طعم کلی است، طعمی مشابه طعمهای موجود در انگور فراهم میکند. این کارکرد اسید فوماریک را میتوان در در ژلهها، دسرهای ژلاتینی و نوشیدنیهای گازدار مشاهده کرد.
کاربرد اسید فوماریک در صنایع دارویی و آرایشی بهداشتی
این اسید یک ماده دارویی فعال است که برای درمان پسوریازیس یا مولتیپل اسکلروزیس استفاده میشود. اسید فوماریک و استرهای آن دارای اثرات ضد سرطانی هستند و بیماریهای التهابی قلبی را کاهش میدهند. اسید فوماریک به عنوان جزء اسیدی در فرمولاسیون قرصهای جوشان استفاده میشود. حلالیت کم فوماریک اسید ممکن است استفاده از آن را در قرصهای جوشان محدود کند؛ اما همچنان میتواند در ترکیب با سایر مواد به جوشش مطلوب کمک کند. همچنین پتانسیل استفده به عنوان روانکننده برای قرصهای جوشان را دارد. روان کنندهها به فرمولهای تولید قرص اضافه میشوند تا اصطکاک را در طول تولید کاهش دهند و از چسبیدن مواد قرص به تجهیزات جلوگیری کنند. اسید فوماریک به عنوان تنظیم کننده pH در محصولات آرایشی بهداشتی مانند محصولات حمام و محصولات مراقبت از پوست و مو استفاده میشود. اسید فوماریک می تواند به عنوان یک عامل کیلیت در فرمولاسیونهای دارویی عمل کند و هنگامی که با سایر آنتی اکسیدان های واقعی ترکیب شود، اثرات هم افزایی نشان می دهد که به جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود پایداری فرمولاسیونها کمک میکند.
کاربرد اسید فوماریک در صنایع شیمیایی
- رزینهای پلیمری
رزینهای پلیمری به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ساختمان سازی و بسته بندی کاربرد دارند. رزینهای پلی استر دارای خواص مکانیکی عالی، مقاومت شیمیایی و دوام هستند. اسید فوماریک یکی از مواد خام حیاتی در سنتز رزینهای پلی استر غیراشباع است. - رنگ
همچنین اسید فوماریک میتواند به فرایند تثبیت یا چسباندن رنگها به پارچهها یا مواد دیگر کمک کند و ثبات رنگ و چسبندگی آنها را بهبود ببخشد. این اسید با رنگهای خاص، کمپلکسهایی ایجاد کند که میل ترکیبی آنها را با بستر افزایش میدهد و شدت رنگ و پایداری مواد رنگشده را افزایش میدهد. عمدتاً به عنوان ماده سازنده رنگهای طبیعی منسوجات و رنگرزی الیاف پشم و ابریشم استفاده میشود. - کاغذ و چاپ
اسید فوماریک به بهبود خواص سطح و قابلیت چاپ کاغذ کمک میکند و آن را در برابر نفوذ آب مقاوم میکند و دوام آن را افزایش میدهد. همچنین در تولید تونر چاپگر برای پرینترهای لیزری و فتوکپی استفاده میشود؛ به ایجاد یک پودر خوب و یکنواخت کمک میکند که در حین چاپ به کاغذ بچسبد.
کاربردهای مشتقات اسید فوماریک
- مونومتیل فومارات به عنوان یک واسطه در تولید DMF استفاده میشود. همچنین، کاربردهای درمانی بالقوه، از جمله خواص آنتی اکسیدانی و ضد التهابی برای ان شناسایی شده است.
- اسید فوماریک می تواند طی واکنش با بازهای مختلف نمک تشکیل دهد. به عنوان مثال، فومارات سدیم و پتاسیم معمولا در صنایع غذایی به عنوان تنظیم کننده pH، اسیدولان و تقویت کننده طعم استفاده میشوند.
