Το φουμαρικό οξύ είναι μία από τις ουσίες που σχηματίζονται στα κύτταρα των ανθρώπων και άλλων ζώων κατά τη διαδικασία του φυσικού μεταβολισμού. Οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται στην ιατρική, τη γεωργία, τη βιομηχανία τροφίμων και τη χημική βιομηχανία. Σε μεγάλες ποσότητες, αυτή η ουσία μπορεί να προκαλέσει αρνητικές αντιδράσεις - αλλεργίες και γαστρεντερικές διαταραχές.
Γενική περιγραφή
Το φουμαρικό οξύ είναι ένα ισομερές αιθυλενο-1, 2-δικαρβοξυλικού οξέος στη διαμόρφωση trans (έχει υποκαταστάτες υδρογονάνθρακα στις απέναντι πλευρές του διπλού δεσμού C-C). Για πρώτη φορά αυτή η ουσία ελήφθη από ηλεκτρικό οξύ.
Εμπειρικός τύπος φουμαρικού οξέος: C4H4O4.
Σε εμφάνιση, η ένωση είναι μια άχρωμη, άοσμη κρυσταλλική σκόνη.
Ο δομικός τύπος του φουμαρικού οξέος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Το οξύ βρίσκεται σε πολλά φυτά (Ευρωπαϊκή νταούλα, κορυδάλη, παπαρούνα και άλλα), λειχήνες και μύκητες και σχηματίζεται επίσης κατά τη ζύμωση των υδατανθράκων σεη παρουσία του μύκητα Aspergillus fumigatus (aspergillus fumigatus).
Ιδιότητες
Οι κύριες φυσικές και χημικές ιδιότητες του φουμαρικού οξέος είναι οι εξής:
- Μοριακό βάρος – 116,07 a.u. π.μ.
- Διαλυτότητα: o σε αλκοόλες – καλή; o σε νερό και διαιθυλαιθέρα - αδύναμο. o σε οργανικούς διαλύτες - αδιάλυτο.
- Σημείο τήξεως - 296,4 °С.
- Σημείο βρασμού - 165 °C.
Το φουμαρικό και μηλεϊνικό οξύ ανάγεται εύκολα σε ηλεκτρικό οξύ. Όταν οξειδώνεται με ενώσεις υπεροξειδίου, σχηματίζεται μεσοτρυγικό οξύ, όταν αλληλεπιδρά με αλκοόλες, εμφανίζονται μονο- και διεστέρες (φουμαρικοί εστέρες).
Βιοχημεία
Το φουμαρικό οξύ βρίσκεται στο αίμα ενός υγιούς ατόμου σε συγκέντρωση έως και 3 mg/l. Σχηματίζεται ως ενδιάμεσο στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος, κατά τη σύνθεση της ουρίας και την οξείδωση ορισμένων αμινοξέων και στο ανθρώπινο δέρμα υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας.
Τα φουμαρικά παίζουν σημαντικό ρόλο στους ανθρώπινους ιστούς κατά τη διάρκεια της πείνας με οξυγόνο. Σε συνδυασμό με άλατα μηλικού οξέος και γλουταμινικού οξέος, αυξάνουν την περιεκτικότητα σε ATP και γλυκογόνο, την κύρια μορφή αποθήκευσης γλυκόζης, μια παγκόσμια πηγή ενέργειας για τα κύτταρα. Σε πειράματα σε αρουραίους, διαπιστώθηκε ότι αυτή η ουσία αυξάνει τη διάρκεια της συστολής της καρδιάς κατά την απομόνωσή της. Σε αιμορραγικό σοκ, τα φουμαρικά βοηθούν στην αύξηση της επιβίωσης των ζώων.
Σύνθεση
Λήψη φουμαρικού οξέος σεβιομηχανική κλίμακα παράγεται με καταλυτικό ισομερισμό μηλεϊνικού οξέος σε υδατικό διάλυμα. Στη Ρωσία, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται για τη σύνθεση βιομηχανικού οξέος, το οποίο δεν είναι εφαρμόσιμο στη βιομηχανία τροφίμων και τη φαρμακευτική λόγω της παρουσίας αλάτων βαρέων μετάλλων.
Το φουμαρικό οξύ υψηλής καθαρότητας ποιότητας τροφίμων παρασκευάζεται από μηλικό ή τρυγικό οξύ. Αυτή η μέθοδος παρασκευής μιας ουσίας συνδέεται με τεχνικές δυσκολίες (απαιτεί εντατική εργασία σε πολλαπλά στάδια καθαρισμού) και είναι πιο ακριβή. Η ποιότητα του τεχνικού φουμαρικού οξέος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την καθαρότητα του μηλεϊνικού οξέος, το οποίο λαμβάνεται από μηλεϊνικούς και φθαλικούς ανυδρίτες.
Αίτηση
Στη χημική βιομηχανία, το οξύ χρησιμοποιείται για την παραγωγή των ακόλουθων ουσιών:
- πολυεστερική ρητίνη;
- συνθετικά λάδια ξήρανσης;
- ρευστοποιητές;
Στη βιομηχανία τροφίμων (πρόσθετο E297) χρησιμοποιείται ως οξινιστής (υποκατάστατο του κιτρικού και του τρυγικού οξέος) στην παρασκευή ποτών, γλυκών και αρτοσκευασμάτων. Ταυτόχρονα, η κατανάλωσή του είναι χαμηλότερη από αυτή των αναλόγων. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του πρόσθετου τροφίμων ρυθμίζονται σύμφωνα με το GOST 33269-2015.
Ιατρική
Στην ιατρική, αυτή η ένωση χρησιμοποιείται για τους ακόλουθους σκοπούς:
- διμεθυλαιθέρας (φουμαρικός διμεθυλεστέρας) - θεραπεία παθολογιών του δέρματος (ψωρίαση, λειχήνες), σκλήρυνση κατά πλάκας, φαλάκρα, κοκκιωματώδεις ασθένειες. μυκητοκτόνο, αντιμυκητιακόθεραπεία;
- άλας νατρίου φουμαρικού οξέος - παρασκευάσματα έγχυσης, κρυσταλλοειδή υποκατάστατα αίματος με αντιυποξική, αντιοξειδωτική δράση (χρησιμοποιείται για γαστροδωδεκαδακτυλική αιμορραγία, περιτονίτιδα, σοβαρές θερμικές κακώσεις, καρδιοχειρουργική, οξύ στεφανιαίο σύνδρομο, υποογκαιμία, εκτεταμένη απώλεια αίματος, δηλητηρίαση).
- άλλα παράγωγα – ενισχυτικά της όρεξης, ηρεμιστικά, ακτινοσκιεροί παράγοντες, φάρμακα για τη ρινίτιδα.
Μεταξύ των φαρμάκων της δεύτερης ομάδας, το Mafusol, το Mexidol, το Konfumin και το Polyoxyfumarin βρίσκουν τη μεγαλύτερη πρακτική εφαρμογή.
Κλινικές δοκιμές παρασκευασμάτων φουμαρικού οξέος βρίσκονται επίσης σε εξέλιξη για τη θεραπεία παθολογιών όπως:
- κακοήθη νεοπλάσματα;
- Η χορεία του Huntington;
- HIV;
- ελονοσία.
Πειράματα σε ζώα έδειξαν ότι ένα διάλυμα οξέος 1% που λαμβάνεται με τροφή για μεγάλο χρονικό διάστημα μειώνει σημαντικά τη δραστηριότητα των καρκινογόνων παραγόντων.
Το φουμαρικό οξύ μειώνει την οξύτητα του στομάχου και επηρεάζει τη μικροχλωρίδα του γαστρεντερικού σωλήνα. Στο έντερο, δημιουργεί ένα ελαφρώς όξινο περιβάλλον, το οποίο αναστέλλει την ανάπτυξη παθογόνων βακτηρίων και δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη γαλακτοβακτηρίων, bifidus και οξέος. Ωστόσο, λόγω της δυσκολίας απόκτησης ενός πολύ καθαρού οξέος για φαρμακευτικούς σκοπούς και στην παραγωγή συμπληρωμάτων διατροφής, αυτή η ένωση χρησιμοποιείται σπάνια.
Γεωργία
Σε αγροτικόΣτο αγρόκτημα, το φουμαρικό οξύ χρησιμοποιείται ως πρόσθετο σε τροφές για κατοικίδια για τις ακόλουθες λειτουργίες:
- βελτίωση του μεταβολισμού σε στρεσογόνες καταστάσεις;
- αυξημένη πεπτικότητα της τροφής, αυξημένη όρεξη;
- διέγερση μυϊκής στρατολόγησης, επιτάχυνση του σχηματισμού οστών και του σχηματισμού αυγών στα πουλερικά (μη ορμονικά αναβολικά),
- αύξηση της άμυνας του οργανισμού κατά την περίοδο μαζικών ασθενειών και εμβολιασμού;
- ομαλοποίηση της εντερικής χλωρίδας, πρόληψη μυκητιακών και βακτηριακών ασθενειών.
Το φουμαρικό οξύ προκαλεί επιταχυνόμενο σχηματισμό ATP, προάγει τη συσσώρευση θρεπτικών συστατικών και ασκορβικού οξέος, που είναι ένα από τα κύρια αντιοξειδωτικά.
Ζημιά στην υγεία
Το καθαρό οξύ υψηλής ποιότητας είναι ασφαλές για την ανθρώπινη υγεία. Η βλάβη του φουμαρικού οξέος οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι αδίστακτοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν ένα προϊόν τεχνικής ποιότητας που περιέχει τοξικές ακαθαρσίες μηλεϊνικού οξέος και άλατα βαρέων μετάλλων.
Ο φουμαρικός διμεθυλεστέρας χρησιμοποιείται επίσης ως φθηνό βιοκτόνο για την προστασία των δερμάτινων επίπλων και των παπουτσιών από μυκητιασικές λοιμώξεις κατά τη διάρκεια της αποστολής. Ωστόσο, με αυτή την ιδιότητα, το οξύ μπορεί να προκαλέσει σοβαρές αλλεργικές δερματικές αντιδράσεις. Έτσι, στη Φινλανδία και στο Ηνωμένο Βασίλειο, περισσότεροι από χίλιοι καταναλωτές ζήτησαν χρηματική αποζημίωση για βλάβη στην υγεία όταν αγόραζαν κινέζικα έπιπλα. Από το 2008, οι ευρωπαϊκές χώρες έχουν απαγορεύσει την πώληση υποδημάτων και επίπλων εμποτισμένων με φουμαρικό διμεθυλεστέρα.
