草酸的主要应用

背景及概述^[1]

草酸又名“蓚酸”，学名“乙二酸”。分子式为(COOH)₂·2H₂O。为无色透明单斜结晶体，常以钙盐形式存在于大黄等植物中。有强酸性，不易燃烧。相对密度：1.653(19℃/4℃)；熔点：101.5℃；升华点：150～160℃，有毒，能溶于热水、乙醇和甘油中，微溶于醚，对眼睛有害，对皮肤有腐蚀作用，遇水后作用更强，人含服2克可中毒死亡。贮藏时要防潮、防雨淋、与氧化剂和碱类物质要隔离。贮运温度不高于40℃。防止与食物接触，应远离生活区，船舶装载时不宜装在甲板上。此物质虽不易燃烧，但如引起燃烧时其消防方法可用水及沙土。如进入眼睛或触及皮肤时用大量水冲洗，误食则应送医院救治。工业上一般用一氧化碳和氢氧化钠合成制取。我国主要产地有上海、天津、牡丹江、株洲、连云港、武汉、成都、广州、南京、宁波和徐州等地，年出口量为1万多吨，主要销往美国、日本、香港、新加坡、巴基斯担和欧洲共同体等国家和地区。

应用^[2-5]

草酸可作提炼稀有金属的溶剂、染料还原剂、印染漂白剂、金属除锈剂、大理石抛光剂、除垢剂、纸张防皱表面处理剂，是制造草酸盐、有机合成的原料。一些研究结果表明外源草酸能够有效地延缓甜瓜、冬枣、猕猴桃、桃子、杧果和苹果的采后成熟进程，从而延长果实的贮藏期及货架期。例如，杧果采后硬度、可溶性固形物（SSC）和可滴定酸（TA）含量等是衡量果实成熟的重要指标。采后杧果经过5mmol·L-1草酸溶液浸泡10min后在常温（25℃）、低温（14℃）和气调（3%CO2+2%O2、14℃）条件下贮藏，果实软化、SSC增加和TA降低的速率都显著减缓；果实贮藏期在常温（25℃）下约20d，比对照延长6d；在低温（14±1）℃下，贮藏期28d，比对照延长7d，货架期为3d以上；在气调条件下，贮藏期为30~35d，比对照延长约10d，货架期可以达到3d。在果实成熟过程中，多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶酯酶（PE）、果胶甲酯酶（PME）、葡聚糖酶（α-Gal或/和β-Gal）、木聚糖酶（XYL）和纤维素酶（Cx）等水解酶被认为是引起果实软化的重要因子。我们研究发现草酸处理显著降低杧果果肉的PG、α-Gal、β-Gal、Cx和XYL的活性。其应用举例如下：

有实验研究了外源草酸对热胁迫下辣椒叶片中细胞膜相对透性、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量变化以及Ca2+分布的影响。结果表明：热胁迫使叶肉细胞膜相对透性升高，草酸处理则减轻升高幅度。热胁迫使叶片中GSH和AsA含量下降；草酸处理则使二者在热胁迫下含量下降幅度较小。常温下辣椒叶肉细胞的焦锑酸钙沉淀颗粒主要分布于液泡、胞间隙和叶绿体中，热胁迫下液泡、细胞间隙中减少，但在细胞核和细胞质中出现；经过草酸处理的叶肉细胞，焦锑酸钙沉淀颗粒在胞间隙中明显增多，液泡中减少。

此外，猕猴桃果实采收后用5mmol·L^-1草酸浸泡10min，置于（0±0.5）℃，RH90%⁹5%的冷库贮藏90d。结果发现，草酸处理能够缓解猕猴桃果实的冷害和细胞膜损伤，延缓硬度、可滴定酸的下降，显著提高超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，维持较高的抗坏血酸（AsA）及谷胱甘肽（GSH）含量，降低超氧阴离子自由基生成速率（O₂^-）和过氧化氢（H²O²）含量，维持较高的ATP含量及能荷水平，表明草酸处理能保持良好的果实品质，增强果实的抗冷性，可能与提高果实的抗氧化能力，维持较高的ATP和能荷有关。

另外，草酸助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中的铁。硫酸烧渣中铁氧化物活性较差，难以高效回收利用，且目前所报道的助剂强化酸浸法存在着诸如助剂用量大、易产生H₂S等有害气体、铁的浸取率仍有待于进一步提高等不足。为了解决上述问题，本文依据所提出的助剂选择原则，筛选并确定草酸为较适宜的酸浸助剂，并对其作为酸浸助剂的作用机理进行了初步探讨。通过单因素条件实验和正交实验，考察并确定了较适宜的酸浸工艺条件：反应时间7.5h，草酸助剂加入量20%，硫酸浸液质量分数50%，反应温度98℃。此条件下，硫酸烧渣中铁的浸取率可达95.7%。样品的XRD、EDS分析结果显示：相比于未添加草酸助剂的酸浸残渣，添加草酸助剂后的酸浸残渣中铁含量明显降低，说明草酸助剂的添加明显促进了硫酸烧渣中铁的浸出。

主要参考资料

[1] 集装箱运输业务技术辞典·下册

[2] 草酸处理对热胁迫下辣椒叶片膜透性和钙分布的影响

[3] 草酸处理对采后猕猴桃冷害、抗氧化能力及能荷的影响

[4] 草酸助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中的铁

[5] 外源草酸对水果的保鲜效应及其机制研究进展