Цитрат натрію

Цитрат натрію (натрій лимоннокислий) - кристалічний порошок або гранульовані кристали білого кольору, злегка розпливаються у вологому повітрі. Легкорозчинний у воді, практично нерозчинний у 96 % спирті. У харчовій промисловості використовується як регулятор кислотності, емульгатор, стабілізатор і комплексоутворювач. Цитрат натрію у фармацевтиці застосовують як консервант донорської крові (запобігає зсіданню і створює лужний резерв крові). Використовується як регулятор кислотності та для нейтралізації іонів металів з води у косметичній промисловості.

Синтезують цитрат натрію взаємодією цитринової кислоти з натрію карбонатом:

Ідентифікація:
1. Субстанція дає реакції на іони натрію і цитрати.

Натрій ідентифікують за реакціями:

• з розчином калію піроантимонату (калію гексагідроксостибіату (V)) – утворюється білий осад: Na⁺ + K[Sb(OH)₆] → Na[Sb(OH)₆]¯+ K⁺
• з розчином реактиву метоксифенілоцтової кислоти – утворюється об’ємний білий кристалічний осад:

Осад розчиняється при додаванні розчину амоніаку розведеного і не випадає знову при наступному додаванні розчину амонію карбонату.

• сіль натрію, змочена кислотою хлористоводневою розведеною і внесена в безбарвне полум’я, забарвлює його у жовтий колір.

Цитрати ідентифікують за реакціями:

• знебарвлення розчину калію перманганату в присутності кислоти сульфатної концентрованої при нагріванні. Далі додають розчин натрію нітропрусиду в кислоті сульфатній розведеній і кислоту сульфамінову. До суміші додають розчин амоніаку концентрований до лужної реакції, що призводить до появи фіолетового забарвлення, яке переходить у фіолетово-синє:

• при додаванні розчину кальцію хлориду реакційна суміш залишається прозорою. При кип’ятінні розчину утворюється білий осад, розчинний у кислоті хлористоводневій розведеній:

• при нагріванні субстанції з оцтовим ангідридом з’являється червоне забарвлення.

2. Нефармакопейна реакція – утворення пентабромацетону:

Кількісне визначення:
1. Ацидиметрія в неводному середовищі, пряме титрування, індикатор – нафтолбензеїн, s = 1/3:

2. Іонообмінна хроматографія:

Цитринову кислоту, яка утворилася, нейтралізують натрію гідроксидом, індикатор – метиловий оранжевий, s = 1/3:

3. Аргентометрія, зворотне титрування за методом Фольгарда; s = 1/3:

AgNO₃ + NH₄SCN → AgSCN¯ + NH₄NO₃

FeNH₄(SO₄)₂ + 3NH₄SCN → Fe(SCN)₃ + 2(NH₄)₂SO₄

Цитрат натрію у харчових продуктах

Харчова добавка Е-331 визнана безпечною для життя та здоров'я людини, фактів про її згубний вплив на організм немає. Негативні наслідки від її вживання є мінімальними. При вдиху цитрату натрію в сухому вигляді, може виникнути подразнення дихальних шляхів. У період вживання лікарських препаратів, що містять добавку Е-331, можуть з'явитися такі симптоми як нудота, втрата апетиту, блювотні позиви, біль у животі та підвищення артеріального тиску. У той же час, медикаменти на основі цитрату натрію допомагають впоратися з похмільним синдромом, печією, запаленнями сечовивідних шляхів, нирок. Цитрати натрію дозволені більшості країн. Вони нешкідливі для людини в дозах, що використовуються в харчових продуктах, і допустиме добове споживання їх не обмежене.

Вперше цитрат натрію був використаний в 1914 році в процесі переливання крові в якості антикоагулянту. Пізніше добавку стали використовувати в харчовій промисловості у вигляді розчину. Завдяки тому, цитрат натрію має специфічний кисло-солоний смак, вона застосовується саме для поліпшення смакових якостей продукції у вигляді приправи. Також за цю особливість E-331 називають «кислою сіллю».

Цитрат натрію можна застосовувати в ковбасному виробництві замість фосфатів (згідно ТУ), але його дія слабша. Має хорошу розчинність, не впливає на смак при дозуваннях до 100-200 г на 100 кг сировини, підвищує здатність білків до набухання. Завдяки високому аніонному вмісту цитрат натрію можна використовувати для підвищення іонної сили, а отже, й значення  pH м’ясних фаршів.  Ці характеристики також сприяють процесам гелеутворення міозину і покращення вологозв’язувальної здатності та зменшенню втрат маси при термообробленні. Важливим є також врахування можливості комбінування нанокомпозитів спільно з рослинними білковими препаратами для покращення показників фаршевих систем.

З метою збільшення терміну зберігання та підвищення стійкості білків до кріоденатурації до фаршів, що заморожуються, додають стабілізуючі суміші. До складу таких сумішей входять (% до маси фаршу) такі компоненти: сіль – 1,5; цукор – 1; тринатрійфосфат – 0,3, або тринатрійполіфосфат – 0,5, або цитрат натрію – 1.

Виявлення цитратів
До 1 мл нейтрального розчину, що містить випробовувану субстанцію в кількості, еквівалентній 2 – 10мг цитрат-іона, додають 1 мл розчину 200 г/л кальцію хлориду; розчин залишається прозорим; при кип'ятінні розчину утворюється білий осад, розчинний у кислоті хлористоводневій розведеній.

Рекомендований спосіб виробництва продукту сирного плавленого ковбасного

До 500 г сиру кисломолочного нежирного додають 10 г смакоароматичних добавок, 50 г молока сухого знежиреного, вносять 11 г цитрату натрію та 11 г триполіфосфату натрію у водному розчині масою 44 г, ретельно перемішують, витримують протягом 18-20 хв. та підігрівають до температури 40-45 °C. У підготовленій сирній масі емульгують 271,8 г олії рослинної рафінованої дезодорованої та 78,2 г розплавленої олії кокосової, поступово додаючи їх невеликими порціями. Отриману емульсію нагрівають і плавлять за температури 85-90 °C протягом 10-15 хв. при постійному перемішуванні. За 3…5 хв. до кінця плавлення вносять 1 г сорбату калію, 7 г ксантанової камеді та 5 г гуарової камеді у водному розчині масою 45 г та перемішують. Гарячу масу фасують в полістирольні коробочки, які герметизують фольгою, охолоджують до температури 4-8 °C та пакують.

Приклади застосування цитрату натрію у фармацевтичному аналізі

Густе живильне середовище (дезоксихолатний цитратний агар)

• Яловичий екстракт – 10,0 г
• М'ясний пептон - 10,0 г
• Лактози моногідрат – 10,0 г
• Натрію цитрат – 20,0 г
• Заліза(ІІІ) цитрат – 1,0 г
• Натрію дезоксихолат – 5,0 г
• Агар - 13,5 г
• Нейтральний червоний - 20 мг
• Вода очищена - 1000 мл

Установлюють рН середовища таким чином, щоб після нагрівання його значення становило 7,3-10,2. Повільно нагрівають до кипіння і кип'ятять протягом 1 хв. Охолоджують до температури 50 °С і розливають у чашки Петрі. Нагрівання в паровому стерилізаторі не допускається.

Густе живильне середовище № 14 (для виявлення ферментації цитрату)

• Натрію хлорид – 5,0 г
• Магнію сульфат – 0,2 г
• Амонію дигідрофосфат – 1,0 г
• Дикалію гідрофосфат – 1,0 г
• Натрію цитрат – 3,0 г
• Бромтимоловий синій – 0,08 г
• Агар мікробіологічний – 20,0 г
• Вода очищена - 1000 мл

Усі інгредієнти складу, крім агару і бромтимолового синього, поміщають у посудину місткістю 1500 мл,
розчиняють у 500 мл свіжоприготованої очищеної води, додають агар, доводять до 1000 мл свіжоприготованою водою очищеною і нагрівають до розплавлення агару. Установлюють рН таким чином, щоб після стерилізації його значення становило 7,2+0,1, додають 40 мл 0,2 % водного розчину бромтимолового синього, перемішують і розливають у пробірки по 5-7 мл. Стерилізують у паровому стерилізаторі при температурі 121 °С протягом 15 хв. Охолоджують так, щоб одержати скошену поверхню.

Натрію цитрату буферний розчин рН 7,8 (0,034 М розчин натрію цитрату і 0,101 М розчин натрію хлориду)

10,0 г натрію цитрату 5,90 г натрію хлориду розчиняють у 900 мл води, встановлюють рН з допомогою кислоти хлористоводневої і доводять об'єм розчину водою до 1000 мл.

Цитратний буфер (0,1 М, pH 6,0)

Цитратні буфери можна використовувати для виділення РНК, завдяки їх здатності запобігати гідролізу основ. Він також знаходить застосування для виявлення антигенів шляхом руйнування перехресних зв’язків між антигенами та будь-якими речовинами в середовищі фіксації.

Для приготування 1 л цитратного буфера (0,1 М, рН 6,0) потрібні:

• Цитрат натрію (М=294,1 г/моль) – 24,269 г (С=0,0825 моль/л)
• Лимонна кислота (М=192,1 г/моль) – 3,358 г (С=0,0175 моль/л)

Етапи приготування

1. Приготуйте 800 мл дистильованої води у відповідній ємності.
2. До розчину додайте 24,269 г натрію цитрату дигідрату.
3. Додайте до розчину 3,358 г лимонної кислоти.
4. Доведіть розчин до бажаного рН за допомогою 0,1 Н HCl (зазвичай pH ≈ 6,0).
5. Додайте дистильовану воду до об’єму 1 л.

Цитратний буфер (pH 3,0-6,2)

Цитратні буфери можна використовувати для виділення РНК завдяки їх здатності запобігати гідролізу основ. Буфер також використовується для виявлення антигену шляхом руйнування перехресних зв’язків між антигенами та будь-якими речовинами в середовищі його фіксації. Цитратний буфер є популярним вибором для застосувань імунофлуоресцентного фарбування, оскільки він може покращити інтенсивність фарбування, не впливаючи на фоновий сигнал. Це популярний вибір для біологічних досліджень і клінічних застосувань, включаючи патологію, і він відіграє все більшу роль у галузі медицини, оскільки було показано, що він незначно покращує ефективність діалізу. Термін зберігання до 3 місяців при кімнатній температурі.

Для приготування 1 л цитратного буфера (pH від 3,0 до 6,2) потрібні:

• Цитрат натрію (М=294,1 г/моль) – 25,703 г (С=0,0874 моль/л)
• Лимонна кислота (М=192,1 г/моль) – 2,421 г (С=0,0126 моль/л)

Етапи приготування

1. Приготуйте 800 мл дистильованої води у відповідній ємності.
2. До розчину додайте 25,703 г натрію цитрату дигідрату.
3. Додайте до розчину 2,421 г лимонної кислоти.
4. Доведіть розчин до кінцевого бажаного pH за допомогою HCl або NaOH
5. Додайте дистильовану воду до об’єму 1 л.