Carbonsäuren im Alltag

Carbonsäuren in Lebensmitteln

Dies ist eine Seite für den Chemieunterricht in der Stufe EF, daher ordne ich die Carbonsäuren nicht nach ihrer Bedeutung für die Lebensmittelindustrie, sondern - ganz chemisch - nach der Zahl der Kohlenstoff-Atome. Bei gleicher C-Anzahl werden die Säuren nach der Zahl der COOH-Gruppen sortiert.

Die Ameisensäure ist die "kleine Schwester" der Essigsäure. Im Alltag spielt Ameisensäure keine besonders große Rolle; in manchen Konserven wird sie als Säurungsmittel eingesetzt. In großen Dosen ist Ameisensäure für den Menschen aber giftig.

Die wohl bekannteste und wichtigste Carbonsäure des Alltags ist Essigsäure, die bereits auf einer eigenen Seite behandelt wurde. Nicht nur in Form von Essig, sondern auch als Bestandteil von natürlichen Putzmitteln kommt Essigsäure vor. Der normale Haushaltsessig enthält ca. 5% Essigsäure.

Wegen ihres Vorkommens im Sauerklee (Oxalis acetosella) wurde die Ethandisäure früher als Kleesäure bezeichnet; heute nennt man sie Oxalsäure. Diese einfachste Dicarbonsäure kommt vor allem in Rhabarber und Sauerampfer vor. Aber auch in Sternfrüchten, Spinat, Petersilie und sogar in Kakao und Schokolade kommt Oxalsäure vor. Dagegen wird die Oxalsäure nicht als Lebensmittelzusatzstoff in der Lebensmittelindustrie verwendet, weil sie in höheren Dosen doch recht giftig ist.

Wenn Ameisensäure die "kleine Schwester" der Essigsäure ist, dann ist Propionsäure die "große Schwester". In der Lebensmittelindustrie wird Propionsäure in Backwaren, Milchprodukten, Pudding und so weiter als Konservierungsmittel eingesetzt.

Manche Lebensmittel werden durch Milchsäuregärung erst hergestellt, vor allem die Sauermilchprodukte, zu denen neben der Sauermilch selbst auch Joghurt, Kefir und Buttermilch gehören. Anderen Lebensmitteln wird Milchsäure als Säurungs- und Konservierungsmittel zugesetzt, zum Beispiel Backwaren, Fertigsalaten, Dressings und Süßwaren.

Diese Dicarbonsäure kommt vor allem im Zuckerrübensaft vor, wird aber nicht in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.

Reine Buttersäure ist eine äußerst übel riechende Flüssigkeit, die beim Ranzigwerden von Butter freigesetzt wird. Sie wird in der Lebensmittelindustrie aus diesem Grund natürlich keinem Produkt zugesetzt. Trotzdem muss die Buttersäure hier erwähnt werden, weil sie ja ein essentieller Bestandteil der Butter ist.

Die Bernsteinsäure kommt als Bestandteil des Zitronensäurezyklus (Citratzyklus) in jeder lebenden Zelle vor. In manchen Pflanzensäften, zum Beispiel Rhabarbersaft oder Tomatensaft, kommt Bernsteinsäure als natürlicher Bestandteil vor. Bernsteinsäure ist aber auch als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen und kommt als Geschmacksverstärker in Desserts, Trockensuppen und Getränkepulver vor.

Äpfelsäure kommt in unreifen Früchten vor, vor allem in Äpfeln, Weintrauben und Stachelbeeren. Sie wird aber auch als Lebensmittelzusatzstoff verwendet, ist aber recht teuer und daher als Säuerungs- oder Konservierungsmittel nicht allzu verbreitet.

Weinsäure findet sich in den Trauben (und Blättern) der Weinpflanze, aber auch in vielen anderen Pflanzen wie zum Beispiel Löwenzahn. In der Lebensmittelindustrie wird Weinsäure bei der Herstellung von Speiseeis, Kunsthonig, Obst, Limonaden und Erfrischungsgetränken verwendet.

Diese Dicarbonsäure kommt in der Natur in der Zuckerrüßbe und in der Roten Beete vor. Als Lebensmittelzusatzstoff ist Adipinsäure zugelassen, sie wird als Säurerungsmittel in Backpulver und Limonaden eingesetzt.

Sorbinsäure wird hauptsächlich als Konservierungsmittel für Backwaren, Margarine, Käse, Konfitüren, Tiefkühlpizza und Wurst eingesetzt.

Ähnlich wie Weinsäure gehört die Zitronensäure zu den Fruchtsäuren, weil sie in vielen Früchten natürlich vorkommt. Zitronensäure ist sogar eine der in Pflanzen am weitesten verbreiteten Säuren. Und nicht nur in Pflanzen, sogar in allen Zellen kommt Zitronensäure als essentieller und namensgebender Bestandteil des Zitronensäurezyklus (Citratzyklus) vor.

Zitronensäure wird in der Lebensmittelindustrie vielfältig eingesetzt, weil sie für den Menschen völlig harmlos ist und leicht aus Pflanzen gewonnen werden kann. In Limonaden, Gelees, Wein, Eiscreme, Marmeladen, Torten und so weiter findet sich Zitronensäure als Säurungs- und Konservierungsmittel.

Vitamin C ist eine komplex aufgebaute Verbindung, die in vielen Obst- und Gemüsesorten vorkommt. In der Wikipedia findet sich eine ausführliche Tabelle zum Vitamin-C-Gehalt von Obst- und Gemüsesorten. Danach enthält die Buschpflaume um die 3g pro 100g Lebensmittel, das ist der Rekord! Zum Vergleich: In der Zitrone finden sich nur 53 mg pro 100g, im Apfel nur 12 mg.

In der Lebensmittelindustrie wird Vitamin C als Konservierungsmittel und als Antioxidans eingesetzt. Natürlicher Apfelsaft hat zum Beispiel eine nicht allzu schöne dunkle Farbe; durch Zusatz von Vitamin C wird der Saft deutlich heller und appetitlicher, weil die dunklen Stoffe des Apfelsaftes reduziert werden.

Benzoesäure ist die einfachste aromatische Säure - ein Benzolring, an dem eine Carboxygruppe hängt. In der Natur kommt Benzoesäure in vielen gesunden Lebensmitteln wie Milch und Honig sowie in Früchten wie Preiselbeeren (bis 0,24%), Himbeeren, Heidelbeeren und Pflaumen (0,1-0,2%) vor. Wenn sie wegen der Heilwirkung die Früchte oder Himbeerblättertee kaufen, sollte man darauf achten, dass eine zu hohe Dosierung wegen der Benzoesäure zu Durchfall führen kann.

In der Lebensmittelindustrie wird Benzoesäure sehr häufig als Konservierungsmittel eingesetzt. Ketchup, Senf, Soßen, Wurst, Fleisch- und Fischsalate und viele andere Produkte enthalten Benzoesäure.

Carbonsäuren in der Technik, im Haushalt etc.

Methansäure wird im Haushalt zum Entkalken von Warmwasserbereitern und Wasserkesseln eingesetzt. In der Medizin wird Ameisensäure als Medikament gegen Rheuma verwendet, in der Industrie zum Beizen und Imprägnieren von Leder. Manchmal wird Ameisensäure auch als Desinfektionsmittel verwendet. Weitere Anwendungen der Ameisensäure sind beispielsweise die Neutralisation von alkalischen Reaktionsgemischen oder der Einsatz als Reduktionsmittel bei chemischen Reaktionen. Auch in der Industrie wird Ameisensäure zum Entkalken verwendet.

Essigsäure wird ebenfalls häufig zum Entkalken von Gefäßen, Töpfen, Kaffeemaschinen und so weiter eingesetzt. Auch zum Entrosten (Rostentferner) wird Essigsäure eingesetzt. In der Industrie wird der größte Teil der Essigsäure (mehr als 65% der Weltproduktion) zur Herstellung von Kunststoffen verwendet, zum Beispiel Polyvinylacetat. Auch für andere chemische Synthesen benötigt man große Mengen von Essigsäure.

Oxalsäure wird - ähnlich wie Essigsäure - zur Rostentfernung eingesetzt, zusätzlich auch als Bleichmittel. Auch in der Stein- und Holzverarbeitung setzt man Oxalsäure ein. Marmor kann mit Hilfe von Oxalsäure zum Beispiel sehr schön poliert werden, und Holz wird durch Behandlung mit Oxalsäure heller, vor allem werden manche unschöne dunkle Flecken durch die Oxalsäure entfernt.

Propionsäure wird zur Herstellung von Kunstoffen (Cellulosepropionat), Herbiziden und Medikamenten eingesetzt.

Milchsäure wird zur Herstellung von Kunststoffen verwendet, sie ist das Monomer der Polylactide, das sind biologisch abbaubare Kunststoffe. In der Gerberei, in der Textilindustrie und in der Druckerei wird Milchsäure auch als Kalklöser eingesetzt. In der Kosmetik und in der Arzneimittelindustrie wird Milchsäure ebenfalls genutzt.

Die Bernsteinsäure wird zur Synthese von Polyamiden und Polyestern verwendet. Außerdem wird sie in der chemischen Industrie als Ausgangsstoff für viele Synthesen eingesetzt, zum Beispiel für Butan-1,4-diol.

Weinsäure findet in der Technik Verwendung, zum Beispiel um Seide zu glätten. In der analytischen Chemie wird Weinsäure bei der Herstellung der FEHLINGschen Lösung eingesetzt (als Kaliumnatriumtatrat, einem Weinsäure-Salz). Weinsäure bindet giftige Schwermetalle und wird daher auch zur Sanierung von kontaminierten Böden eingesetzt.

Zitronensäure riecht besser als Essigsäure oder Ameisensäure, daher wird sie oft anstelle dieser in Reinigungsmitteln für den Haushalt eingesetzt. Auch zur Entkalung von Wasserkochern, Tauchsiedern etc. wird Zitronensäure verwendet. In der Medizin verwendet man Zitronensäure zur Konservierung von Blutspenden, da Zitronensäure bzw. ihre Salze, die Citrate, die Blutgerinnung verhindern.

Benzoesäure dient in der chemischen Industrie zur Herstellung von Benzoesäureestern, die sich gut als Duftstoffe für Parfüms eignen. Auch als chemischer Grundstoff zum Beispiel für Benzoylchlorid wird Benzoesäure verwendet.