ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                             ლიმონმჟავა

ზოგადი

ქიმიური ფორმულა {\displaystyle {\ce {C6H8O7}}}{\displaystyle {\ce {C6H8O7}}}

მოლური მასა 192.12 გ/მოლი

თერმული თვისებები

დნობის ტემპერატურა 156 °C

დუღილის ტემპერატურა 310 °C

კლასიფიკაცია

CAS 77-92-9

PubChem 22230

 ${\displaystyle {\ce {(CH2COOH)2C(OH)COOH}}}$ — სამფუძიანი ორგანული ოქსიმჟავა, ფართოდაა გავრცელებული ცოცხალ ბუნებაში.

ლიმონმჟავას აღმოჩენას მიაწერენ არაბ ალქიმიკოს ჯაბირ იბნ ჰაიანს. პირველად შვედმა ფარმაცევტმა კარლ შელემ მოახერხა მისი იზოლირება. 1784 წელს მან დაალექა იგი ლიმონის წვენიდან კალციუმის ციტრატის სახით.

1838 წელს იუსტუს ფონ ლიბიგმა დაადგინა, რომ ლიმონმჟავას მოლეკულა შეიცავს ერთ ჰიდროქსილის ჯგუფს და სამ კარბოქსილის ჯგუფს. ფაქტობრივად, ლიმონის მჟავა სუფთა სახით მიიღეს კალციუმის ციტრატიდან 1860 წელს ინგლისში.

იხ. ვიდეო - კრებსის/ლიმონმჟავას ციკლი

175 ° C-ზე ზევით გაცხელებისას ლიმონმჟავა იქცევა აკონიტურ მჟავად, ხოლო მშრალი დისტილაციის დროს წყალი იშლება და დეკარბოქსილირდება, ერთდროულად წარმოქმნის აცეტონს და იძლევა იტაკონის და ციტრაკონის მჟავების ანჰიდრიდებს. კალიუმის პერმანგანატით დაჟანგვა 35°C-ზე იწვევს აცეტონდიკარბოქსილის მჟავას, ხოლო 85°C-ზე ოქსილის მჟავას. კალიუმის ჰიდროქსიდთან დნობისას ლიმონმჟავა წარმოქმნის ოქსილის მჟავას და ძმარმჟავას.

1800-იანი წლების შუა ხანებიდან. ლიმონის მჟავა მიიღება ექსკლუზიურად მოუმწიფებელი ლიმონის წვენიდან, შერევით მას ცაცხვთან და ამგვარად აგროვებდა ცუდად ხსნად კალციუმის ციტრატს. კალციუმის ციტრატის დამუშავება გოგირდის მჟავით იწვევს კალციუმის სულფატის ნალექის წარმოქმნას, ხოლო ლიმონის მჟავა კრისტალიზაციით გამოიყოფა ზენატანიდან. ასეთი პროცესის მოსავლიანობა იყო 2-3 ვტ. ხილის მშრალი წონის % . ლიტერატურაში აღნიშნულია, რომ ლიმონმჟავა კალციუმის მარილის სახით გადაჰქონდათ სიცილიიდან და სამხრეთ იტალიიდან მოხმარების ადგილებში (ძირითადად ინგლისში, საფრანგეთსა და აშშ-ში) და თავად მჟავა იზოლირებული იყო უკვე ადგილზე.

1893 წელს აღმოაჩინეს ლიმონმჟავას წარმოქმნის პირველი ფერმენტული მეთოდი: გერმანელმა ქიმიკოსმა და მიკოლოგი კარლ ვემერმა ამისთვის გამოიყენა პენიცილიუმის გვარის სოკოები. თუმცა, პროდუქტის გაწმენდასთან დაკავშირებული პრობლემების გამო მეთოდის დანერგვა ინდუსტრიაში შეუძლებელი გახდა. წარმატება მიღწეული იქნა მხოლოდ 1919 წელს, როდესაც ბელგიაში მოეწყო ფერმენტული პროცესი. ფერმენტული წარმოების უპირატესობა პირველი მსოფლიო ომის შემდეგ მოხდა, როდესაც იტალიიდან ლიმონმჟავას მიწოდების პრობლემა წარმოიშვა და მსოფლიო საჭიროებები იზრდებოდა. 1923 წელს Pfizer-მა კომერციალიზაცია მოახდინა ჯეიმს კარის და ჩარლზ ტომის მიერ ადრე აღმოჩენილი პროცესის, ნახშირწყლების ლიმონმჟავად გარდაქმნის ასპერგილუს ნიგერის ყალიბების მოქმედებით მცირე რაოდენობით არაორგანული მარილების თანდასწრებით .

                                                           

ლიმონმჟავას კრისტალები მიკროსკოპის ქვეშ ჯვარედინ პოლაროიდებს შორის. ცისარტყელას ფერები განპირობებულია სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყის განსხვავებული ბრუნვით სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე. გადიდება 200x.

როგორც XXI საუკუნის დასაწყისიდან. სამრეწველო ლიმონმჟავას მთელი მოცულობა წარმოიქმნება ბიოსინთეზით. გამოყენებული ნედლეული არის სიმინდის ჰიდროლიზატი (ჩრდილოეთ და სამხრეთ ამერიკაში და ევროპაში), კასავა, ტკბილი კარტოფილის და სიმინდის ჰიდროლიზატი (აზიაში), კრისტალური საქაროზა (სამხრეთ ამერიკაში) და მელაზა (აზიაში და ევროპაში). ზოგიერთ შემთხვევაში, ლიმონმჟავა მიიღება სოფლის მეურნეობის ნარჩენებისგან.

ეს პროცესი გამოიყენება 1930 წლიდან. თეორიულად, 100 კგ საქაროზადან შეიძლება მივიღოთ 123 კგ ლიმონმჟავას მონოჰიდრატი ან 112 კგ უწყლო ლიმონმჟავა. ფაქტობრივად, მოსავლიანობა უფრო დაბალია, რადგან სოკოები მოიხმარენ საქაროზას ნაწილს საკუთარი ზრდისა და სუნთქვისთვის. რეალური გამომავალი არის თეორიულის 60-დან 85%-მდე. ფერმენტული პროცესი შეიძლება განხორციელდეს სამი სახის:

მყარი ფაზის დუღილი;

ზედაპირული დუღილი;

ღრმა დუღილი.

მყარი ფაზის დუღილის დროს ნედლეულს ათავსებენ ღეროებში და სველებენ წყლით. საჭიროების შემთხვევაში წყალს უმატებენ საკვებ ნივთიერებებს, შემდეგ კი იქ ათავსებენ სოკოვან კულტურას. პროცესის დასრულების შემდეგ ლიმონმჟავას რეცხავენ წყლით, გამოყოფენ ხსნარიდან და ასუფთავებენ.

ზედაპირული დუღილი ტარდება სპეციალურ უჯრებზე, სადაც თავსდება სუბსტრატი და ზოგიერთი არაორგანული საკვები ნივთიერება. გარემოს pH რეგულირდება 3-7 pH-ის ფარგლებში, სუბსტრატის ტიპის მიხედვით, შემდეგ ტარდება სტერილიზაცია და დგინდება საჭირო ტემპერატურა. შემდეგ უჯრებზე ვრცელდება სოკოების კულტურა, რომელიც მრავლდება და ფარავს სუბსტრატის მთელ ზედაპირს, რის შემდეგაც იწყება ლიმონმჟავას წარმოქმნა. პროცესის დასასრულს, ლიმონმჟავა იზოლირებულია სითხიდან.

ღრმა დუღილი ტარდება დიდ ავზებში ორ ეტაპად. ჯერ სუბსტრატის 10% დუღდება 1 დღის განმავლობაში თესლად, რის შემდეგაც ნარევს ემატება ნაყარი და დუღდება 3-7 დღის განმავლობაში. პროცესი ხორციელდება სითხის მუდმივი გაწმენდით ჰაერით კომპრესორის გამოყენებით .

დუღილის შემდეგ სითხე იფილტრება მემბრანის მეშვეობით და ლიმონმჟავას გამოყოფენ ცილებისგან და ნარჩენი ნახშირწყლებისგან ცოცხალი კირის, ექსტრაქციის ან ქრომატოგრაფიით. პირველი, ყველაზე გავრცელებული მეთოდის მიხედვით, ლიმონმჟავას აყრიან კალციუმის მარილის სახით, რომელსაც შემდეგ ამუშავებენ გოგირდის მჟავით, მიიღება უხსნადი თაბაშირი და გაწმენდილი ლიმონმჟავას ხსნარი. მეორე მეთოდი ეფუძნება სპეციფიკური გამხსნელის გამოყენებას, რომელშიც ლიმონმჟავა იხსნება უკეთესად, ვიდრე მინარევები.

ქრომატოგრაფიული გაწმენდა ემყარება ანიონის გადამცვლელების გამოყენებას: ლიმონმჟავა სორბირებულია მატარებელზე და შემდეგ სორბენტიდან გარეცხილი გოგირდის მჟავით.

იზოლაციის შემდეგ ტარდება გაწმენდა. ამისათვის დაბინძურებულ ლიმონმჟავას ამუშავებენ გააქტიურებული ნახშირბადით ფერადი მინარევების მოსაშორებლად, გადიან იონგამცვლელი ფისების ფენაში ხსნადი მარილების მოსაშორებლად, ფილტრავენ უხსნადი მინარევებისაგან და კრისტალიზდებიან .

2012 წელს ლიმონმჟავას გლობალური წარმოება შეადგენდა დაახლოებით 1,6 მილიონ ტონას, საიდანაც დაახლოებით 0,8-0,9 მილიონი ტონა იწარმოებოდა ჩინეთში. მთლიანი წარმოების დაახლოებით 70% გამოიყენება კვების მრეწველობაში.