اسید گلوکونیک

اسید گلوکونیک (gluconic acid) با نام اصلی : پنتا هیدروکسی هگزا گونیک اسید. ساختار گلوکونیک اسید با جرم مولی حدودی C6H12O7 به صورت زنجیره ای شش کربنی با 5 گروه هیدرو کسیلی و یک گروه اسیدی است که دارای یک درجه سیر نشدگی نشات گرفته از گروه اسیدی آن است.

این اسید حاصل اکسایش گلوکز میباشد و در طی سال های گذشته راه های فراوانی جهت تولید شیمیایی، الکتروشیمیایی ، بیولوژیک و … این اسید یافت شده .

این اسید از گلوکز که در میوه ها و گیاهان ( تا حدود 25/0 درصد ) و در عسل (تا حدود 1 درصد ) وجود دارد تهیه میشود و معمولا با اکسایش میکروبی گلوکز و گاها با اکسایش قارچی تشکیل میشود .

محلول های غلیظ گلوکونیک اسید شامل استر حلقه ای طبیعی D-lactone  (GdL:C6H10O6) هستند که در دمای پایین کم محلول است و در دمای اتاق در محلول 50% گلوکونیک اسید حدود 5% آن به شکل GdL میباشد .

این اسید توسط سلول ها نیز (مانند لاکتیک اسید و … ) میتواند تولید شود . به دلیل داشتن نقطه ذوب حدود 12درجه سانتی گراد و نقطه جوش بالای 100درجه سانتی گراد در محلول های 50% این اسید ، گلوکونیک اسد در آب با دمای جوش کمتر فرار است و در دمای بالا این اسید نسبت به اکسیداسیون – احیا مقاوم است همچنین این اسید به دلیل گروهای هیدروکسیل فراوان در آب محلول خوبی است .

اسید گلوکونیک با pka حدودی 3.7 اسیدی با قدرت متوسط محسوب میشود اما خب غیر سمی ، غیر فرار و غیر خورنده بودن آن امتیازات ویژه ای به آن داده است .

همچنین توانایی پیوند آن با فلزها و تشکیل حالاتی از کمپلکس ها ، کاربرد هایی برای این اسید در صنعت به ارمغان آورده است.

انواع کاربرد این محصول و مشتقات مرتبط با آن

به عنوان نمونه میتوان به برخی از کاربرد ها آن و مشتقات مربوطه در صنایع مختلف اشاره نمود :

اسید گلوکونیک :

  • ازمیان بری رسوبات دارای حالت سنگی چسبیده به قوطی های آلومینیومی در کارخانه جات لبنیات
  • در کارخانه های لبنیات جهت شکل دهی به قالب گیری پنیرها و برای افزایش مقاومت گرمایی شیر به آنها افزوده میگردد .
  • استفاده در پودرهای بیکینگ کیک برای استفاده در در کیک های خشک و برخی انواع نان برای پخت و دوام بهتر

نمک سدیم گلوکونیک اسید :

  • استفاده در کارخانه جات تولیدی کاغذ
  • در شست و شوی شیشه ها به عنوان ماده شوینده غیر صابونی استفاده میگردد .
  • تقویت کننده ویژگی چسبندگی مواد

نمک کلسیم گلوکونیک اسید :

  • استفاده در اضافه کردن به کود حیوانی
  • استفاده در روش های کلسیم درمانی در علوم بهداشتی و درمان

نمک آهن گلوکونیک اسید :

  • استفاده در درمان کم خونی
  • غذایی مفید و مورد استفاده در باغداری و پرورش گیاهان

گلوکونیک اسید با روش های مختلفی تولید میشود اما درمیان آنها تولید میکروبی آن رایج تر است .

در روشهای تولید این محصول با گلوکز چه به طور قارچی یا میکروبی شرایطی بهینه نهایتا نیاز است که تعدادی از این شرایط عبارتند از :

  • گلوکز واکنش دهنده باید دارای غلطتی میان 110 تا 250 گرم بر لیتر باشد .
  • منابع نیتروژن و فسفر ( درصورت انتخاب واکنش مورد نیاز ) باید دارای غلظت 20 میلی مول بر لیتر باشند
  • pH انتخابی جهت تولید اسید باید در بازه 5/4 تا 5/6 باشد
  • سرعت هوادهی به فضای انجام واکنش زیاد باشد
  • فشار هوا در منطقه تولیدی بالا (در حدود 4 بار ) باشد

همچنین ما در تعیین منبع ( گلوکزی یا غیر گلوکزی ) جهت تهیه گلوکونیک اسید نیز باید هوشمندانه عمل کنیم و منبعی غنی و هم مقرون به صرفه را انتخاب کنیم که در اینجا میتوان به مواردی پیشنهادی اشاره نمود :

  1. نشاسته ذرت هیدرولیز شده
  2. ملاس نیشکر
  3. محلول ساکاریفیه ضایعات کاغذی
  4. انگور
  5. آب پنیر دپروتئین شده

و اما نهایتا جهت کاربرد های این اسید باید گفت که در صنایع مختلفی کاردبرد دارد و میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :

  1. صنایع ساختمانی 40000 تن        
  2. صنایع غذایی 30000 تن           
  3. صنایع دارویی 8000 تن
  4. مابقی صنایع 9000 تن