Kwas 2-furowy, znany również jako kwas 2-furanowy lub kwas 2-furanokarboksylowy, wzór cząsteczkowy C5H4O3, CAS 88-14-2, biały krystaliczny proszek. Łatwo rozpuszczalny w etanolu i eterze. Można go stosować do syntezy metylofuranu, furfuryloamidu, estrów furfurylu i soli. Może być stosowany jako plastyfikatory, żywice termoutwardzalne itp. w przemyśle tworzyw sztucznych; Stosowany jako środek konserwujący w przemyśle spożywczym; Jest również stosowany jako półprodukt w dodatkach do farb, farmaceutykach i substancjach zapachowych. Zwykle wytwarzany przez utlenianie aldehydów cukrowych. Stosowany jako półprodukt w syntezie organicznej w celu przekształcenia w pochodne, takie jak estry, chlorki acylu, bezwodniki, amidy itp., szeroko stosowany jako półprodukt w dodatkach powłokowych, farmaceutykach, substancjach zapachowych itp. Kwas furfurowy stosuje się do syntezy metylofuranu, furfuramidu, estrów furfurfurylowych i soli. Może być stosowany jako plastyfikatory, żywice termoutwardzalne itp. w przemyśle tworzyw sztucznych; Stosowany jako środek konserwujący w przemyśle spożywczym.
|
Wzór chemiczny |
C5H4O3 |
|
Dokładna masa |
112 |
|
Masa cząsteczkowa |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (5.4%) |
|
Analiza elementarna |
C, 53.58; H, 3.60; O, 42.82 |
|
|
|
Furoica (kwas 2-furanokarboksylowy, wzór cząsteczkowy C5H4O3), jako kwas organiczny o unikalnej strukturze chemicznej, znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym ze względu na swoje właściwości antybakteryjne, przeciwutleniające i regulujące smak. Od konserwacji antykorozyjnej po poprawę smaku, od biomateriałów opakowaniowych po funkcjonalne dodatki do żywności, kwas furfuralowy stopniowo staje się kluczowym surowcem do modernizacji technologicznej w przemyśle spożywczym.
1. Mechanizm antybakteryjny o szerokim spektrum działania i wydłużony okres przydatności do spożycia żywności
Kwas 2-furowyma znaczące działanie hamujące na grzyby, drożdże i niektóre bakterie (takie jak Escherichia coli i Staphylococcus aureus) poprzez zakłócanie struktury błon komórkowych drobnoustrojów, zakłócanie metabolizmu energetycznego i hamowanie aktywności enzymów. Dodanie 0,05% -0,1% kwasu cytrynowego do produktów o wysokiej zawartości cukru, takich jak dżem i sos przyprawowy, może wydłużyć okres przydatności do spożycia o 3-6 miesięcy. Na przykład przy produkcji dżemu truskawkowego połączenie furoiki i sorbinianu potasu może zmniejszyć tempo rozwoju drobnoustrojów o 90%, zachowując jednocześnie naturalny kolor i smak dżemu. Jego działanie antybakteryjne jest lepsze niż w przypadku tradycyjnych środków konserwujących, takich jak benzoesan sodu, i ma większą stabilność w środowisku kwaśnym (pH<4.5), making it suitable for long-term storage of acidic foods.
2. Rozwiązanie antykorozyjne do produktów mięsnych-o niskiej temperaturze
W produktach mięsnych, takich jak kiełbasy i szynki niskotemperaturowe-, kwas cytrynowy hamuje nadmierną fermentację bakterii kwasu mlekowego, zapobiegając psuciu się produktu i zmiękczeniu jego tekstury. Eksperymenty wykazały, że po 28 dniach przechowywania w temperaturze 4 stopni całkowita liczba bakterii w kiełbasach nisko-z dodatkiem 0,08% furoiki jest nadal poniżej 10 ⁴ CFU/g, znacznie poniżej krajowego standardowego limitu wynoszącego 10 ⁵ CFU/g. Ponadto furoica może działać synergistycznie z konserwantami na bazie estrów nipaginy, osiągając-działanie przeciwbakteryjne o szerokim spektrum działania w różnych obszarach docelowych, ograniczając użycie pojedynczych konserwantów i zmniejszając ryzyko dla bezpieczeństwa żywności.
3. Zapobieganie pleśniom i poprawa jakości wypieków
W wypiekach, takich jak chleb i ciasta, furoica przedłuża okres przydatności do spożycia produktu, hamując kiełkowanie zarodników grzybów. Na przykład dodanie 0,03% kwasu furfuralowego do chleba pełnoziarnistego może opóźnić rozwój pleśni o 5-7 dni i poprawić karmelowy smak chleba. Mechanizm jego działania związany jest ze strukturą pierścienia furanu w cząsteczce kwasu furfurylowego, który może wiązać się z chityną w ścianie komórkowej grzyba i zakłócać integralność komórki. Ponadto furoica może również regulować wartość pH ciasta, sprzyjać fermentacji drożdży oraz zwiększać objętość i miękkość chleba.
Wzmocnienie smaku i przyprawienie: innowacyjny rozwój naturalnych aromatów
1. Precyzyjna kontrola aromatu owocowego i smaku karmelu
Furoica posiada unikalny owocowy aromat (zbliżony do dojrzałych jabłek) i karmelowy smak i może być stosowana jako naturalna przyprawa do przyprawiania potraw. Dodanie 0,02% -0,05% kwasu cytrynowego do wypieków może poprawić karmelowy smak chleba, maskując jednocześnie gorzki smak mąki pełnoziarnistej. W przypadku napojów połączenie kwasu furfuralowego i kwasu cytrynowego można zastosować do przygotowania złożonego regulatora kwasowości, który równoważy kwaśny i słodki smak soku owocowego. Na przykład dodanie 0,01% kwasu cytrynowego do napojów z sokiem pomarańczowym może zmniejszyć odczuwalną wartość kwasowości (percepcję pH) o 0,2 jednostki i zwiększyć aromat owocowy o 20%.
2. Symulacja i wzmocnienie smaku mięsa
Furoica uczestniczy w reakcji Maillarda w celu wytworzenia związków pirazyny o smaku mięsnym, które można wykorzystać do symulacji smaku wegetariańskich produktów mięsnych.
Dodanie mieszaniny 0,1% kwasu cytrynowego i glukozy do-roślinnych burgerów i ogrzewanie w temperaturze 120 stopni przez 30 minut może wytworzyć składniki aromatyczne podobne do mięsa z grilla, z różnicą w ocenie sensorycznej mniejszą niż 10% w porównaniu z produktami mięsnymi pochodzenia zwierzęcego. Ponadto furoica może również działać synergistycznie z tiaminą (witaminą B ₁) w celu przyspieszenia produkcji związków smakowo-zapachowych mięsa, skrócenia czasu przetwarzania i zmniejszenia zużycia energii.
3. Poprawa smaku i przedłużenie trwałości produktów mlecznych
W produktach mlecznych, takich jak jogurt i ser, kwas cytrynowy hamuje nadmierną produkcję kwasu przez bakterie kwasu mlekowego, zapobiegając psuciu się produktu i separacji tekstury. Na przykład dodanie 0,04% kwasu cytrynowego do mieszanego jogurtu może wydłużyć okres przydatności do spożycia produktu z 14 dni do 21 dni, zachowując jednocześnie jedwabistą konsystencję jogurtu. Ponadto kwas furfuralowy można również mieszać z waniliną w celu przygotowania mlecznych środków aromatyzujących o smaku karmelowym, zaspokajających zapotrzebowanie konsumentów na zróżnicowane smaki.
Biomateriały opakowaniowe: przełom w zrównoważonych opakowaniach do żywności
1. Synteza i zastosowanie politereftalanu etylenu (PEF)
Politereftalan etylenu (PEF) syntetyzowany z kwasu furfuralowego to biodegradowalny materiał opakowaniowy. Jego właściwości barierowe dla tlenu są 10 razy lepsze niż politereftalan etylenu (PET) i może całkowicie rozłożyć się w ciągu 180 dni w warunkach kompostowania przemysłowego. Folia PEF jest szeroko stosowana w opakowaniach żywności, takich jak kapsułki po kawie, torebki po soku itp. Na przykład, gdy pewna marka kawy wykorzystuje opakowanie kapsułek PEF, współczynnik zatrzymywania aromatu kawy wzrasta o 15%, a wpływ odpadów opakowaniowych na środowisko zmniejsza się o 80%.
2. Opracowanie materiałów na bazie skrobi modyfikowanej kwasem furfuralowym
Kwas enzymatyczny może modyfikować skrobię poprzez reakcję estryfikacji w celu przygotowania materiałów pochodzenia biologicznego o dobrych właściwościach mechanicznych i właściwościach barierowych. Na przykład wytrzymałość na rozciąganie folii kompozytowej ze skrobi ziemniaczanej z kwasem otrębowym sięga 35 MPa, a przepuszczalność tlenu wynosi 2,5 cm 3/(m ² · 24h · 0,1 MPa), dzięki czemu nadaje się do pakowania świeżego mięsa oraz owoców i warzyw. Mechanizm działania polega na tym, że grupa karboksylowa w cząsteczce kwasu furfuralowego tworzy wiązania estrowe z grupą hydroksylową skrobi, wzmacniając siły międzycząsteczkowe, a tym samym poprawiając właściwości materiału.
3. Zastosowanie konserwujące powłoki kompozytowej z furfuralu-chitozanem
Powłoki spożywcze o właściwościach antybakteryjnych i nawilżających można wytwarzać poprzez wiązanie kowalencyjne pomiędzy kwasem furfurylowym i chitozanem. Przykładowo po opryskaniu powierzchni truskawek 0,5% roztworem chitozanu kwasu cytrynowego szybkość ich rozkładu spadła o 70%, utrata wody o 40%, a okres przydatności do spożycia wydłużył się do 10 dni. Powłoka ta umożliwia długoterminową-konserwację owoców i warzyw poprzez hamowanie rozwoju drobnoustrojów i ograniczanie parowania wody, a jej jadalność spełnia standardy bezpieczeństwa żywności.
1. Naturalne źródła przeciwutleniaczy
Kwas 2-furowyma zdolność wymiatania wolnych rodników i hamowania peroksydacji lipidów i może być stosowany jako naturalny przeciwutleniacz w łatwo utleniającej się żywności, takiej jak oleje jadalne i orzechy. Doświadczenia wykazały, że dodanie 0,02% furoiki do oleju z nasion słonecznika skutkuje o 60% niższą liczbą nadtlenkową (POV) w porównaniu z grupą nietraktowaną w teście przyspieszonego utleniania w 60 stopniach, a działanie przeciwutleniające jest lepsze niż witaminy E (0,02%). Mechanizm działania polega na tym, że pierścień furanowy i grupa hydroksylowa w cząsteczce kwasu furfuralowego mogą dostarczać atomy wodoru, neutralizować wolne rodniki, a tym samym opóźniać utlenianie i psucie się żywności.
2. Opracowanie składników funkcjonalnych-obniżających poziom lipidów
Furoica może obniżać poziom cholesterolu w surowicy poprzez hamowanie aktywności syntazy cholesterolowej (reduktazy HMG CoA).
Doświadczenia na zwierzętach wykazały, że u szczurów przyjmujących dziennie 50 mg/kg furoiki poziom cholesterolu całkowitego (TC) i cholesterolu lipoprotein o małej-gęstości (LDL-C) w surowicy spadł odpowiednio o 18% i 22%. Na tej podstawie opracowano furoicę jako funkcjonalny dodatek do żywności do przygotowywania takich produktów, jak jogurty o niskiej zawartości tłuszczu-i ciastka. Na przykład klinicznie udowodniono, że dodanie 0,05% furoiki do określonej marki jogurtu o niskiej-tłuszczu powoduje zmniejszenie poziomu TC o 12% u osób z łagodną hiperlipidemią.
3. Surowce do-zapalnej żywności funkcjonalnej
Furoica może łagodzić stany zapalne jelit i bóle stawów poprzez hamowanie uwalniania czynników zapalnych, takich jak TNF - i IL-6. Dodanie 0,01% furoiki do napojów funkcjonalnych ma działanie przeciwzapalne-równoważne 0,5 mg/kg ibuprofenu (niesteroidowego-leku przeciwzapalnego) i nie powoduje skutków ubocznych ze strony przewodu pokarmowego. Ponadto furoica może być łączona ze składnikami przeciwzapalnymi, takimi jak kurkumina i resweratrol, w celu przygotowania żywności funkcjonalnej o działaniu synergistycznym.
1. Stabilizatory preparatów enzymatycznych
Furoica może poprawić stabilność preparatów enzymatycznych poprzez regulację wartości pH i chelatację jonów metali. Na przykład dodanie 0,1% ffuroiki do roztworu do przechowywania oksydazy glukozowej (stosowanej do ulepszania pieczywa) spowodowało zachowanie aktywności na poziomie 90% nawet po 6 miesiącach przechowywania w temperaturze 25 stopni C, w porównaniu z zaledwie 60% w grupie nieleczonej. Mechanizm działania polega na tym, że grupa karboksylowa w cząsteczce kwasu furfuralowego może wiązać się z aminokwasami zasadowymi na powierzchni enzymu, tworząc warstwę ochronną, zapobiegając denaturacji i inaktywacji enzymu.
2. Środki regulujące proces fermentacji
W produkcji sfermentowanej żywności, takiej jak sos sojowy i ocet, furoica poprawia smak i jakość produktu poprzez regulację szlaków metabolicznych drobnoustrojów.
Na przykład dodanie 0,05% furoiki na wczesnym etapie fermentacji sosu sojowego może pobudzić wydzielanie proteazy i amylazy przez Aspergillus oryzae, zwiększyć zawartość azotu aminokwasowego o 15%, hamując jednocześnie rozwój różnych bakterii i zmniejszając wytwarzanie zapachu. Dodatkowo furoica może również działać synergistycznie z etanolem przyspieszając fermentację kwasu octowego i skracając cykl produkcyjny o 20%.
3. Środki zabezpieczające kolor żywności
Furoica może zapobiegać brązowieniu żywności poprzez chelatację jonów metali, takich jak Fe ³ ⁺ i Cu ² ⁺. Na przykład dodanie 0,02% furoicato do soku jabłkowego może zahamować aktywność oksydazy polifenolowej (PPO) o 80% i zwiększyć trwałość koloru soku o 30%. Ponadto furoica może być łączona z witaminą C w celu otrzymania synergistycznego środka chroniącego kolor, który jest odpowiedni do przetwarzania łatwo utlenionych owoców i warzyw.
Sposób przygotowaniaKwas 2-furanowyszczegółowe kroki są następujące:
1) Włóż 80 ml furfuralu po destylacji próżniowej do reaktora, kontroluj temperaturę roztworu reakcyjnego do 20 stopni i kontynuuj mieszanie. Zgodnie ze stosunkiem furfuralu do wodnego roztworu wodorotlenku sodu (1:0,8) dodać 40% wodny roztwór wodorotlenku sodu z szybkością kropli 0,4 ml/min i po dodaniu kontynuować mieszanie przez 0,5 godziny;
2) Po zakończeniu mieszania mieszaninę otrzymaną w kroku 1) rozcieńczyć wodą do momentu, gdy roztwór stanie się przezroczysty, dwukrotnie ekstrahować roztwór furoiki benzenem, destylować i odzyskać benzen;
3) Dostosuj pH roztworu furoika otrzymanego w etapie 2) do 2~3 za pomocą 6 mol/L kwasu chlorowodorowego i przefiltruj, a następnie dostosuj pH do 2~3 za pomocą 6 mol/L kwasu solnego ponownie i przefiltruj, aby otrzymać surowy produkt;
4) Po przemyciu i wysuszeniu surowego produktu otrzymanego w etapie 3) otrzymuje się produkt furoica. Produkt zważono i metodą HPLC określono zawartość 93,2%.
Popularne Tagi: Kwas 2-furanowy CAS 88-14-2, dostawcy, producenci, fabryki, hurtownia, zakup, cena, luzem, na sprzedaż