Введение: важность пропионовой кислоты в сельском хозяйстве
Пропионовая кислота играет важную роль в сельскохозяйственном секторе. В основном он используется в качестве консерванта для зерна и кормов. Молекула пропионовой кислоты создает высокое осмотическое давление вне клеток плесени или бактерий, вызывая обезвоживание и подавляя их размножение.
Кроме того, пропионовая кислота может проникать через клеточные стенки плесени и бактерий, подавлять активность ферментов внутри клеток и ингибировать синтез -аланина, эффективно предотвращая рост микробов. И пропионовая кислота, и ее соли демонстрируют превосходные антимикробные и противоплесневые свойства, что делает их пригодными в качестве консервантов и средств, препятствующих слеживанию. Они помогают зернам сохранять свой естественный вкус и пищевую ценность, обеспечивая длительное-хранение.
Мировой рынок пропионовой кислоты для сельского хозяйства
Мировой рынок пропионовой кислоты и ее производных продолжает расти, чему способствует растущий спрос в сельском хозяйстве. Эфиры пропионовой кислоты используются в производстве пестицидов и удобрений, а пропионамид можно использовать в почвенных кондиционерах и регуляторах роста растений. Ожидается, что с ростом населения мира и ростом спроса на продукты питания потребность сельскохозяйственного сектора в пропионовой кислоте и ее производных будет продолжать расти.
Что такое пропионовая кислота?
Также известна как пропановая кислота.пропионовая кислотапредставляет собой насыщенную монокарбоновую кислоту, содержащую три атома углерода. Его молекулярная формула — CH3CH2COOH, и это одна из типичных низколетучих короткоцепочечных-жирных кислот. Пропионовая кислота имеет температуру кипения 141 градус и температуру плавления -22 градуса. При комнатной температуре выглядит как жидкость с резким запахом.
Пропионовая кислота является важным сырьем для синтеза глюкозы и основным предшественником синтеза глюкозы и лактозы в крови у жвачных животных. В целом, пропионовая кислота выполняет множество важных функций в сельском хозяйстве, включая сохранение, противомикробное действие и синтез других сельскохозяйственных продуктов.
Как пропионовая кислота используется в качестве консерванта зерна
Роль пропионовой кислоты в сохранении зерна зависит от ее противо-противоплесневых и противомикробных свойств:
- Молекулы пропионовой кислоты создают высокое осмотическое давление на поверхности зерна, в результате чего клетки плесени обезвоживаются и теряют способность к размножению.
- Активные молекулы пропионовой кислоты проникают в стенки клеток плесени, подавляют активность внутриклеточных ферментов и предотвращают размножение плесени.
Ежегодно для хранения зерна используется большое количество пропионовой кислоты; например, в США для этой цели применяется значительная часть пропионовой кислоты. На практике консерванты на основе пропионовой кислоты- готовят следующим образом: 20–75 % по массе щелочной раствор смешивают с влагоудерживающими веществами- и добавляют пропионовую кислоту. Уровень pH доводят до 6,2–6,9 с помощью пропионовой кислоты или разбавленной соляной кислоты, а затем распыляют непосредственно на зерно. Типичное использование находится в диапазоне 1,0–8,2 мас.‰, оптимальный диапазон — 2,0–3,0 мас.‰.
Пропионовая кислота и ее соли, такие как пропионат кальция, широко признаны как безопасные и эффективные пищевые добавки, обычно используемые в хлебе, а также в качестве консервантов кормов и зерна.
Как пропионовая кислота используется в качестве консерванта кормов
В кормах для животныхпропионовая кислотаприменяется в виде летучей жидкости. Во время хранения испаряющаяся кислота вступает в контакт с поверхностью сырья, обеспечивая равномерное-эффективное противомикробное действие.
Исследования показали, что пропионовая кислота эффективно подавляет Aspergillus flavus, споры аэробных палочек, сальмонеллы и дрожжи. Однако прямое использование пропионовой кислоты в качестве консерванта сталкивается с такими проблемами, как плохая термостабильность, быстрая потеря при хранении и нейтрализация кальцием или белками в корме, что может снизить ее активность.
Чтобы преодолеть эти ограничения, были разработаны различные соли пропионата,-включая пропионат аммония, пропионат натрия и пропионат кальция-. Эти соли термо-стабильны, не-летучи, минимально коррозионны и подходят для длительного-хранения кормов. Они широко используются при консервировании силоса для крупного рогатого скота, овец и птицы.
Чтобы быть эффективными, соли должны превращаться в свободную пропионовую кислоту. Этот процесс зависит от влажности и pH, а чрезмерное использование может повлиять на вкусовые качества корма. Кроме того, в отличие от свободной пропионовой кислоты, соли не оказывают фумигационного эффекта, поэтому для эффективности необходимо равномерное смешивание.
Антимикробный механизм пропионовой кислоты и ее солей
Антимикробная активность пропионовой кислоты и ее солей зависит от молекулы пропионовой кислоты:
- Не-диссоциированные молекулы пропионовой кислоты создают высокое осмотическое давление вне плесени или бактериальных клеток, обезвоживая клетки и останавливая размножение.
- Молекулы пропионовой кислоты проникают через клеточные стенки, ингибируют внутриклеточные ферменты и предотвращают рост микробов.
- Пропионовая кислота и ее соли эффективны против плесени, аэробных спор палочек и грамотрицательных бактерий. Они особенно эффективны против бактерий, вызывающих липкие вещества в хлебе, но почти неэффективны против дрожжей.
Растущий спрос на пропионовую кислоту в сельском хозяйстве
Растущая потребность в консервировании зерна и кормов стимулирует спрос на пропионовую кислоту в сельском хозяйстве:
- Пропионовая кислота и ее соли продлевают срок хранения зерна и кормов, снижая потери из-за плесени и порчи.
- Растущая осведомленность о безопасности пищевых продуктов и экологических-консервантах привела к увеличению интереса к пропионовой кислоте, которая является природным метаболитом и экологически безопасна.
При производстве силоса пропионовая кислота действует как эффективная ингибирующая добавка, контролирующая ферментацию и улучшающая качество корма, что еще больше повышает ее спрос в сельском хозяйстве.
Пропионовая кислота в сельскохозяйственном синтезе
Помимо консервации, пропионовая кислота служит сырьем для сельскохозяйственного синтеза:
- Незаменим для синтеза глюкозы, ключевого предшественника сахара в крови жвачных и производства лактозы.
- Используется для производства производных, таких как пропионат кальция, пропионат натрия, пропионат цинка и пропионат аммония, которые применяются в консервировании кормов и зерна, резиновых добавках и противомикробных средствах.
- Также используется при синтезе метилпропионата, этилпропионата и изопентилпропионата, которые применяются в качестве растворителей, ароматизаторов и ароматизаторов.
Заключение: роль и будущее пропионовой кислоты в сельском хозяйстве
Таким образом, пропионовая кислота (CAS 79-09-4) играет жизненно важную роль в сельском хозяйстве. Он служит консервантом для зерна и кормов, обеспечивая превосходные антимикробные и противоплесневые свойства. Более того, он выступает ключевым сырьем для синтеза различной сельскохозяйственной продукции.
Ожидается, что в условиях продолжающегося развития сельского хозяйства и растущего внимания к безопасности пищевых продуктов и защите окружающей среды применение пропионовой кислоты в сельскохозяйственном секторе будет расширяться, открывая широкие перспективы для крупномасштабного-использования в кормах и консервировании зерна.
