Axit Gluconic là gì? Tính chất, ứng dụng của Axit Gluconic

Nghiên cứu Axit Gluconic là gì, tính chất đặc trưng của hóa chất này để làm rõ và đánh giá đúng vai trò của axit Gluconic đối với nhiều ngành nghề hiện đại. Thêm nữa, chúng ta cũng tiếp tục tìm hiểu một cách chi tiết về những phương pháp điều chế loại axit này đang được sử dụng phổ biến hiện nay.

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 tạo thành thông qua quá trình oxy hóa Glucozo. Thực tế, loại axit này có thể được tìm thấy trong tự nhiên trong một số loài thực vật, hoa quả, thực phẩm, như là: mật ong, gạo, giấm, rượu, thịt,...

Điểm đặc trưng trong cấu tạo của axit Gluconic với công thức HOCH₂(CHOH)₄COOH. Cấu trúc hóa học của loại axit này bao gồm một chuỗi gồm 6 cacbon và 5 nhóm hydroxyl được kết thúc bằng một nhóm axit cacboxylic.

Chúng ta cần biết rằng trong dung dịch nước với nồng độ 1/1000 của axit cacboxylic và pH gần ở mức trung tính, axit này sẽ tạo ra các ion gluconat kết hợp với muối của axit gluconic (thường được gọi là gluconat).

Một đặc tính nữa của loại axit này nữa là có khả năng hòa tạo trong nước và chuyển dần sang trạng thái cân bằng động để tạo thành một dung dịch hỗn hợp.

Những tính chất đặc trưng của Axit Gluconic

Axit Gluconic có những tính chất rất đặc trưng, điển hình như là:

Tính sát khuẩn, không bay hơi, không có tính ăn mòn và không gây độc hại đến cơ thể con người.
Axit có nguồn gốc là β-D-glucose được tạo ra từ phản ứng oxy hóa nhờ vào chất xúc tác glucose oxidase.
Thường tồn tại ở dạng tinh thể không màu và dễ hòa tan trong nước. Đây là một tính chất quan trọng giúp axit Gluconic có nhiều vai trò quan trọng trong một số ngành công nghiệp ngày nay.
Khối lượng mol của axit Gluconic là 190 g/mol.

Với những tính chất đặc trưng nói trên, chúng ta có thể đấy được loại axit này hoàn toàn không độc và gây hại đến con người. Thậm chí, axit Gluconic còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất thành phẩm của nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Đó cũng chính là lý do mà nhu cầu điều chế loại axit này luôn rất cao trên thị trường trong những năm vừa qua.

Điều chế Axit Gluconic như thế nào?

Điều chế Axit Gluconic như thế nào?

Có 4 phương pháp điều chế axit Gluconic được nhiều người biết đến hiện nay dựa trên: quá trình oxy hóa hóa học, quá trình oxy hóa điện phân, quá trình lên men sinh học và cuối cùng là quá trình oxy hóa không khí xúc tác.

Trong 4 cách trên, có phương pháp là sinh học và hóa học được áp dụng phổ biến nhất với quy mô công nghiệp. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết hai phương pháp đang được áp dụng rộng rãi trên thị trường này ngay sau đây:

Phương pháp hóa học

Để chế tạo axit gluconic theo phương pháp hóa học, người ta tạo ra quá trình oxy hóa cho nhóm aldehyde ở C1 có trong D-glucose để tạo ra nhóm cacboxyl.

Ngoài ra, để tạo ra được phản ứng oxy hóa này cần phải có thêm chất xúc tác đúng liều lượng để được thành phẩm tốt nhất. Thông thường, chất xúc tác được sử dụng hiện nay là một số kim loại chuyển tiếp, như là: Au, Pb, Pt hay một ít chất hỗ trợ như: Al₂O₃, TiO₂, chất rắn, than hoạt tính.

Thêm nữa, điều kiện để đảm bảo quá trình oxy hóa đạt được hiệu quả tối đa chính là pH 9-10 kết hợp với yếu tố 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 được glucose thành axit gluconic. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mỗi loại vi khuẩn cũng như vị trí enzyme xúc tác sẽ tạo nên glucose bị oxy hóa ở các vị trí khác nhau.

Phương pháp này cũng được áp dụng với nhiều loại nấm sợi cũng như vi khuẩn. Trước đây, người ta thường lên men bề mặt của nấm penicillium. Tuy nhiên, phương pháp sinh học hiện nay lại thường sử dụng nấm sợi aspergillus niger. Có thể nói, phương pháp sinh học có tính chọn lọc và đem lại hiệu cao nhơ sử dụng các tế bào cố định hay các enzym.

Nếu đem so sánh với phương pháp hóa học, cách làm này đầu tư chi phí thấp hơn. Lý do là phương pháp hóa học phải thông qua quá trình oxy hóa glucozo hay sucrose nên cần đến nhiều chất oxy hóa ở nguyên liệu đầu vào hơn.

Những ứng dụng nổi bật của Axit Gluconic trong đời sống

Những ứng dụng nổi bật của Axit Gluconic trong đời sống

Có thể nói, axit Gluconic đóng góp nhiều vai trò nổi bật đối với nhiều ngành nghề quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Một số ứng dụng đặc trưng của axit Gluconic như là:

Y học

Trong ngành y, vai trò của axit Gluconic là rất rộng lớn, ví dụ như:

Hỗ trợ receptor glycine trong hệ thần kinh trung ương, giúp duy trì sự cân bằng của acid amin ở bên trong hệ thần kinh trung ương.
Hỗ trợ vận chuyển oxy tới 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 bệnh nghiêm trọng, ví dụ như tránh tình trạng hoại tử mô sâu.
Là thành phần quan trọng giúp điều trị bỏng và căn bệnh sốt rét hiệu quả.

Khai khoáng

Trong ngành công nghiệp khai khoáng, axit gluconic có công dụng làm sạch những sản phẩm mà nó hòa tan, đặc biệt là trong môi trường dung dịch kiềm, Fe2+, Ca2+, Al3+,...

Như vậy, chúng ta thấy rõ đối với ngành khai khoáng ngày nay, axit gluconic đóng một vai trò cực kỳ quan trọng và không thể thay thế được. Điều này có được hoàn toàn nhờ vào những tính chất đặc trưng của loại axit này hỗ trợ.

Công nghiệp thực phẩm

Ứng dụng của axit Gluconic đối với ngành công nghiệp thực phẩm khá rộng rãi. Một số ví dụ điển hình về vai trò của axit Gluconic như là:

Giúp tạo ra hương vị chua nhẹ nhàng trong thực phẩm. Ngoài ra, loại axit này còn được sử dụng như một chức phụ gia khi cần điều chỉnh vị chua.
Được sử dụng với tư cách là một chất điều vị quan trọng trong quá trình chế biến thực phẩm và cải tạo hương vị món ăn.
Axit Gluconic được ứng dụng rộng rãi trong quá trình tạo ra nhiều thành phẩm, như là: nước ép trái cây, rượu vang, sữa chua,...

Công nghệ lọc nước

Trong ngành công nghiệp lọc nước, axit Gluconic có công dụng làm sạch các nguồn nước sinh hoạt một cách hiệu quả khi gặp tình trạng kết tủa kim loại nặng với loại hóa chất này.

Ngày nay, nhu cầu sử dụng công nghệ lọc nước này đang ngày càng cao nhằm đáp ứng yêu cầu sinh hoạt và làm việc của nhiều gia đình, công xưởng, đơn vị hành chính,...

Một số công dụng khác

Một số công dụng khác của axit gluconic

Ngoài những ứng dụng nói trên, axit Gluconic còn công dụng tạo ra vị ngọt nhẹ và được sử dụng cho việc sản xuất và bảo quản các sản phẩm từ thịt và sữa. Thêm nữa, loại axit này còn có công dụng lớn đối với công việc nướng thực phẩm với vai trò là một chất lên men trong quá trình sơ chế thực phẩm.

Đặc biệt, muối natri của loại axit Gluconic này được sử dụng rất phổ biến trong quá trình sản xuất EDTA chelate canxi hoặc ion kim loại khác. Loại muối này còn áp dụng rộng rãi đối với ngành công nghiệp chế tạo sản phẩm rửa chai nhờ loại bỏ hiệu quả chất bẩn khỏi bề mặt thủy tinh.

Ngoài ra, hợp chất muối canxi và sắt axit gluconic được dụng rất rộng rãi trong ngành dược và y học.

Trên đây là tổng hợp tất cả những kiến thức cho biết axit Gluconic là gì, tính chất đặc trưng, cách điều chế và ứng dụng điển hình trong nhiều ngành nghề hiện đại. Hy vọng những chia sẻ của Hóa chất Đông Á trong bài viết này sẽ giúp bạn thấy được vai trò và tầm quan trọng của axit Gluconic trong đời sống con người ngày nay.