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草酸的主要应用

发布日期:2019/5/15 15:35:29

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