Цитрат натрия

Цитрат натрия (натрия цитрат, E331) — это натриевая соль лимонной кислоты, представляющая собой белый кристаллический порошок с солёно-кислым вкусом. Химическая формула в зависимости от степени замещения водорода: Na₃C₆H₅O₇ (тринатрийцитрат), Na₂HC₆H₅O₇ (динатрийцитрат) или NaH₂C₆H₅O₇ (мононатрийцитрат). В пищевой промышленности и медицине наиболее распространён тринатрийцитрат. Вещество хорошо растворимо в воде, малорастворимо в спирте, обладает буферными свойствами, поддерживая стабильный уровень pH.

Химические и физические свойства

Цитрат натрия представляет собой бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок. Температура плавления тринатрийцитрата составляет около 310 °C (с разложением). Молярная масса — 258,07 г/моль (для безводной формы). Вещество гигроскопично, при хранении во влажной среде может образовывать кристаллогидраты (например, дигидрат). Водные растворы цитрата натрия имеют слабощелочную реакцию (pH около 7,5–8,5 для 1% раствора).

Основное химическое свойство — способность образовывать хелатные комплексы с ионами металлов (кальция, магния, железа). Это свойство лежит в основе его применения в качестве антикоагулянта и стабилизатора.

Получение

Промышленный способ получения цитрата натрия заключается в нейтрализации лимонной кислоты раствором гидроксида натрия (едкого натра) или карбоната натрия (соды). Реакция проходит в водной среде при нагревании. Полученный раствор упаривают, кристаллизуют и сушат. В зависимости от требуемой формы (безводной или кристаллогидратной) регулируют условия кристаллизации.

Применение

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности цитрат натрия зарегистрирован как пищевая добавка E331. Он выполняет несколько функций:

• Регулятор кислотности — поддерживает заданный уровень pH в продуктах (например, в плавленых сырах, мармеладе, желе, безалкогольных напитках).
• Стабилизатор — предотвращает расслоение эмульсий (в майонезе, соусах, мороженом).
• Эмульгатор — способствует смешиванию жиров и воды (в производстве плавленых сыров).
• Антиоксидант — замедляет окисление жиров, предотвращая прогоркание (в кондитерских изделиях, колбасах).
• Усилитель вкуса — придаёт солёно-кислый привкус, снижая восприятие кислоты (в газированных напитках, соках).

Цитрат натрия часто добавляют в сухие смеси для приготовления напитков, в растворимые кофе и чай для улучшения растворимости и вкуса.

Медицина и фармакология

В медицине цитрат натрия применяется в следующих областях:

• Антикоагулянт — связывает ионы кальция в крови, предотвращая её свёртывание. Используется в системах для переливания крови (цитратные консерванты), в пробирках для анализа крови (цитрат натрия 3,8% или 3,2% раствор), а также при гемодиализе.
• Препарат для лечения цистита — цитрат натрия ощелачивает мочу, снижая болевые ощущения при инфекциях мочевыводящих путей (например, в составе препарата «Уралит-У»).
• Антацид — нейтрализует избыточную кислотность желудочного сока (входит в состав некоторых комбинированных средств от изжоги).
• Слабительное — в высоких дозах вызывает осмотическую диарею, применяется для очищения кишечника перед колоноскопией.
• Компонент инфузионных растворов — используется для коррекции ацидоза (закисления организма) и при отравлениях.

Косметология и бытовая химия

В косметике цитрат натрия выполняет роль буфера (поддержания pH), хелатора (связывания ионов металлов, ухудшающих качество косметики) и консерванта. Входит в состав шампуней, гелей для душа, кремов, зубных паст. В бытовой химии используется в моющих средствах для смягчения воды и предотвращения образования накипи.

Техническое применение

В технике цитрат натрия применяется в качестве хелатообразующего агента в гальванике, в производстве фотоматериалов, в текстильной промышленности (для удаления солей жёсткости), а также в строительстве (как замедлитель схватывания цемента).

Безопасность и регулирование

Цитрат натрия признан безопасным для здоровья человека при употреблении в количествах, не превышающих установленные нормы. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Объединённый комитет экспертов по пищевым добавкам (JECFA) установили допустимое суточное потребление (ДСП) на уровне 0–2 мг на 1 кг массы тела (в пересчёте на лимонную кислоту). В России и странах Таможенного союза цитрат натрия (E331) разрешён к использованию в пищевых продуктах в соответствии с техническими регламентами (ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств»).

При приёме внутрь в больших дозах (более 5–10 г) может вызывать тошноту, рвоту, диарею, нарушение электролитного баланса. У людей с почечной недостаточностью или нарушениями обмена натрия (например, при гипертонии) следует ограничивать потребление продуктов, содержащих цитрат натрия, из-за высокого содержания натрия.

Интересные факты

• Цитрат натрия является одним из ключевых компонентов раствора для консервации донорской крови (например, раствор ACD — Acid-Citrate-Dextrose). Без него переливание крови было бы невозможно из-за быстрого свёртывания.
• В пищевой промышленности цитрат натрия часто используют в паре с лимонной кислотой для создания «кислого» вкуса в конфетах, леденцах и жевательных резинках.
• В лабораторной практике цитрат натрия применяется для приготовления цитратного буфера (pH 3–6), который используется в биохимических исследованиях и при очистке белков.

Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2.
• Пищевая химия / под ред. А. П. Нечаева. — СПб.: ГИОРД, 2012.
• Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств».
• WHO Food Additives Series: 46. Safety evaluation of certain food additives. — Geneva: WHO, 2001.
• Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. — М.: Минздрав РФ, 2018.