E363 – ACIDE SUCCINIQUE

L'acide succinique (E363) est un acide dicarboxylique de formule chimique (CH₂)₂(CO₂H)₂.
Chez les organismes vivants, l'acide succinique (E363) se présente sous la forme d'un anion, le succinate, qui joue de multiples rôles biologiques : intermédiaire métabolique, il est transformé en fumarate par l'enzyme succinate déshydrogénase du complexe II de la chaîne de transport d'électrons, impliquée dans la synthèse d'ATP ; et il agit comme molécule de signalisation reflétant l'état métabolique cellulaire.
L'acide succinique (E363) est produit dans les mitochondries via le cycle de l'acide tricarboxylique (cycle de Krebs).

CAS : 110-15-6
Formule moléculaire : C₄H₆O₄
Masse molaire : 118,09
EINECS : 203-740-4

Synonymes : Acide succinique, 99 % 250 g ; Acide succinique, 99 % 500 g ; Acide succinique ACS ; Acide succinique 99+ % FCC ; Acide succinique extra pur ; Acide succinique, 99+ % ; Acide succinique, substance matricielle pour MALD I-MS ; Acide succinique, PGE. avec 10 × 10 mg

E363 : L’acide succinique peut quitter la matrice mitochondriale et agir dans le cytoplasme ainsi que dans l’espace extracellulaire, modifiant les profils d’expression génique, modulant le paysage épigénétique ou présentant une signalisation de type hormonal.
L'acide succinique E363 assure ainsi le lien entre le métabolisme cellulaire, notamment la formation d'ATP, et la régulation des fonctions cellulaires.
Un dérèglement de la synthèse de l'acide succinique E363, et par conséquent de la synthèse d'ATP, est observé dans certaines maladies mitochondriales génétiques, telles que le syndrome de Leigh et le syndrome de Melas. Sa dégradation peut entraîner des pathologies comme la transformation maligne, l'inflammation et les lésions tissulaires.

L'acide succinique E363 est commercialisé comme additif alimentaire.
Son nom provient du latin « E363 succinic acid », qui signifie « ambre ».
L'acide succinique E363 est un acide dicarboxylique.
Il s'agit d'un intermédiaire courant dans la voie métabolique de plusieurs micro-organismes anaérobies et facultatifs.
L'acide succinique E363 est utilisé comme complément alimentaire pour soulager les symptômes liés à la ménopause, tels que les bouffées de chaleur et l'irritabilité.
L'acide succinique (E363) est utilisé comme agent aromatisant dans les aliments et les boissons.
Il entre dans la composition de polyuréthanes, de peintures et revêtements, d'adhésifs, de mastics, de cuirs artificiels, de cosmétiques et produits d'hygiène personnelle, de plastiques biodégradables, de nylons, de lubrifiants industriels, de plastifiants sans phtalates, ainsi que de colorants et pigments.

Dans l'industrie pharmaceutique, l'acide succinique (E363) est utilisé dans la préparation du succinate de calcium actif, comme matière première pour les principes actifs pharmaceutiques (acide adipique, N-méthylpyrrolidinone, 2-pyrrolidinone, sels de succinate, etc.), comme additif dans la formulation de médicaments, notamment des sédatifs, des antispasmodiques, des antiplégiques, des antipneumococciques, des analgésiques, des contraceptifs et des traitements anticancéreux, dans la préparation de la vitamine A et d'anti-inflammatoires, et comme antidote contre les substances toxiques. L'acide succinique (E363) est un acide dicarboxylique possédant deux groupements carboxyles.

Les groupements carboxyles terminaux peuvent réagir avec des groupements amines primaires en présence d'activateurs (par exemple, EDC ou HATU) pour former une liaison amide stable.
C'est un acide α,ω-dicarboxylique résultant de l'oxydation formelle de chaque groupement méthyle terminal du butane en son groupement carboxyle correspondant.
L'acide succinique (E363) est un métabolite intermédiaire du cycle de l'acide citrique.
C'est un acide carboxylique cristallin, HOOC(CH₂)₂COOH, présent dans l'ambre et certaines plantes.
L'acide succinique (E363) se forme lors de la fermentation du saccharose.

E363 Acide succinique - Propriétés chimiques
Point de fusion : 185 °C
Point d'ébullition : 235 °C
Densité : 1,19 g/mL à 25 °C (littérature)
Densité apparente : 940 kg/m³
Pression de vapeur : 0-0 Pa à 25 °C
Indice de réfraction : n₂O/D 1,4002 (littérature)
FEMA : 4719 | ACIDE SUCCINIQUE
Point d'ébullition : > 230 °F
Température de stockage : 2-8 °C
Solubilité : Soluble dans l'éthanol, l'éther éthylique, l'acétone et le méthanol. Insoluble dans le toluène, le benzène, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone et l'éther de pétrole. pKa : 4,16 (à 25 °C)
Forme : Poudre/Solide
Couleur : Blanc à blanc cassé
PH : 3,65 (solution à 1 mM) ; 3,12 (solution à 10 mM) ; 2,61 (solution à 100 mM)
Odeur : à 100 % d'absinthe
Type d'odeur : Herbacée
Source biologique : Synthétique
Solubilité dans l'eau : 80 g/L (20 °C)
Merck : 148869
Numéro JECFA : 2307
BRN : 1754069
Constante de la loi de Henry : 3,1 × 10⁷ mol/(m³Pa) à 25 °C, Burkholder et al. (2019)
Constante diélectrique : 2,4 (à 26 °C)
Stabilité : Stable. Éviter le contact avec les bases fortes et les agents oxydants puissants. Combustible.
Ingrédient cosmétique : Parfum
Agent tampon
InChI : 1S/C4H6O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H2,(H,5,6)(H,7,8)
InChIKey : KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N
LogP : -0,59
Référence CAS : 110-15-6
Référence NIST : E363 Acide succinique (110-15-6)
Enregistrement des substances en EPA : E363 Acide succinique (110-15-6)

L'acide succinique (E363) est un constituant naturel de la quasi-totalité des tissus végétaux et animaux.
L'acide succinique (E363) est le produit de déshydratation de l'acide succinique.
L'acide succinique (E363) a été initialement obtenu par distillation de l'ambre (du latin « succinum »), dont il tire son nom.
On trouve de l'acide succinique (E363) dans la betterave, le brocoli, la rhubarbe, la choucroute, le fromage, la viande, la mélasse, les œufs, la tourbe, le charbon, les fruits, le miel et l'urine (Gardner, 1972 ; Winstrom, 1978 ; Doores, 1989).
L'acide succinique (E363) se forme par l'oxydation chimique et biochimique des graisses, par fermentation alcoolique des sucres et lors de nombreux processus d'oxydation catalysée.
L'acide succinique (E363) est également un sous-produit important de la fabrication de l'acide adipique. L'acide succinique E363, un acide dicarboxylique, est un produit non hygroscopique relativement récent, autorisé pour un usage alimentaire.
Ses caractéristiques gustatives dans les aliments sont très similaires à celles des autres acidifiants de ce type, bien que les solutions aqueuses pures aient tendance à avoir un goût légèrement amer.
L'acide succinique E363, de formule C₂H(CH₂)₂CO₂H, également connu sous les noms d'acide butanedioïque, de diacide butane et d'acide ambré, se présente sous forme de prismes incolores et inodores ou de poudre cristalline blanche, fondant à 185 °C.
Solidaire dans l'eau et l'alcool, l'acide succinique E363 est utilisé comme intermédiaire chimique. 
Il entre dans la composition de laques, de médicaments, de colorants et comme modificateur de goût.

Propriétés physiques :
L'acide succinique E363 est un solide blanc et inodore au goût très acide. En solution aqueuse, l'acide succinique s'ionise facilement pour former sa base conjuguée, le succinate.
En tant que diacide, l'acide succinique (E363) subit deux réactions de déprotonation successives :

(CH₂)₂(CO₂H)₂ → (CH₂)₂(CO₂H)(CO₂)⁻ + H⁺
(CH₂)₂(CO₂H)(CO₂)⁻ → (CH₂)₂(CO₂)₂²⁻ + H⁺
Les pKa de ces réactions sont respectivement de 4,3 et 5,6.

Ces deux anions sont incolores et peuvent être isolés sous forme de sels, par exemple Na(CH₂)₂(CO₂H)(CO₂) et Na₂(CH₂)₂(CO₂)₂.
Dans les organismes vivants, on trouve principalement du succinate, et non de l'acide succinique (E363).
Le groupe radicalaire de l'acide succinique (E363) est appelé groupe succinyle. Comme la plupart des acides mono- et dicarboxyliques simples, l'acide succinique E363 n'est pas nocif, mais peut être irritant pour la peau et les yeux.

Réactions chimiques
L'acide succinique E363 peut être déshydrogéné en acide fumarique ou converti en diesters, tels que le diéthylsuccinate (CH₂CO₂CH₂CH₃)₂.
Cet ester diéthylique est un substrat de la condensation de Stobbe.
La déshydratation de l'acide succinique E363 donne l'anhydride succinique.
L'acide succinique E363 peut être utilisé pour obtenir du 1,4-butanediol, de l'anhydride maléique, du succinimide, de la 2-pyrrolidinone et du tétrahydrofurane.

Utilisations
L'acide succinique E363 est un acide carboxylique utilisé dans les industries agroalimentaire (comme acidifiant), pharmaceutique (comme excipient), cosmétique (savons) et chimique (pesticides, colorants et laques). L'acide succinique E363, d'origine biosourcée, est considéré comme une molécule plateforme importante pour la production de plastiques biodégradables et comme substitut de plusieurs produits chimiques (tels que l'acide adipique).
L'acide succinique E363 est largement utilisé dans l'industrie alimentaire comme agent chélateur et correcteur de pH.
La FDA a accordé à l'acide succinique E363 le statut GRAS (généralement reconnu comme sûr).
Des études menées au sein de l'industrie alimentaire montrent que l'acide succinique E363 possède des propriétés antioxydantes : même si cela n'implique pas que ces propriétés soient conservées lors d'une application topique, cela suggère que des tests appropriés pourraient être réalisés afin de déterminer si l'acide succinique E363 conserve cet effet une fois incorporé dans un produit cosmétique.
L'acide succinique E363 est également utilisé comme intermédiaire dans la fabrication de plusieurs produits chimiques, notamment des matières premières pour l'industrie cosmétique et des soins personnels, comme les émollients, les tensioactifs et les émulsifiants. L'acide succinique E363 a été identifié dans l'huile essentielle de Saxifraga stolonifera et possède une activité antibactérienne.

L'acide succinique E363 est un acidifiant produit industriellement par hydrogénation de l'acide maléique ou fumarique.
L'acide succinique E363 est un acide non hygroscopique, mais plus soluble dans l'eau à 25 °C que les acides fumarique et adipique.
L'acide succinique E363 a une faible acidité et une saveur qui se développe lentement ; il ne peut donc pas se substituer aux acidifiants classiques.
L'acide succinique E363 se combine aux protéines pour modifier la plasticité de la pâte à pain.
L'acide succinique E363 est utilisé comme acidifiant et exhausteur de goût dans les condiments, les boissons et les saucisses piquantes.

Applications biotechnologiques
L'acide succinique E363 et ses dérivés sont utilisés comme arômes dans l'alimentation et les boissons.
L'acide succinique E363 peut servir de matière première pour les colorants, les insecticides, les parfums, les laques, ainsi que pour la fabrication de vêtements, de peintures, de chaînes et de fibres.
L'acide succinique E363 est largement utilisé en médecine comme agent antistress, antihypoxique et immunostimulant, dans l'alimentation animale et comme stimulateur de croissance végétale.
L'acide succinique E363 est également un composant de polymères biosourcés tels que les nylons ou les polyesters.
Les esters de succinate sont des précurseurs de produits pétrochimiques connus tels que le 1,4-butanediol, le tétrahydrofurane, la γ-butyrolactone et divers dérivés de la pyrrolidinone. La production d'acide succinique E363 par Y. lipolytica a été rapportée pour la première fois lors de sa culture sur éthanol en conditions aérobies et en limitation d'azote.

Dans ce procédé, l'acide succinique E363 était le produit majoritaire, avec une concentration de 63,4 g/L, obtenu par fermentation discontinue.
Cependant, le faible rendement en acide succinique E363 sur éthanol (58 %) et le coût de production élevé constituaient des inconvénients majeurs.
Kamzolova et al. ont mis au point un nouveau procédé de production d'acide succinique E363.
Ce procédé comprend la synthèse d'acide α-cétoglutarique par une souche auxotrophe pour la thiamine de Y. lipolytica VKMY-2412 à partir de n-alcanes, suivie de l'oxydation de cet acide en acide succinique par le peroxyde d'hydrogène. La concentration d'acide succinique et son rendement ont été déterminés à 38,8 g/L et 82,45 % du n-alcane consommé, respectivement (Kamzolova et al., 2012b).
La production d'acide succinique a également été étudiée à l'aide de souches génétiquement modifiées, en utilisant le glucose et le glycérol comme substrats.

Yuzbashev et al. ont construit des souches mutantes thermosensibles présentant des mutations dans le gène SDH1 codant pour la succinate déshydrogénase, par une approche de mutagenèse in vitro.
Ces mutants ont ensuite servi à optimiser la composition du milieu de culture pour la sélection de transformants présentant une délétion du gène SDH2.
Les défauts de chaque sous-unité de la succinate déshydrogénase empêchaient la croissance sur glucose, mais les souches mutantes se développaient sur glycérol et produisaient du succinate en présence de CaCO₃ comme agent tampon. La sélection ultérieure de la souche dépourvue du gène SDH2, pour une viabilité accrue, a permis d'obtenir une souche capable d'accumuler du succinate à des concentrations supérieures à 450 g/L en présence de tampon et supérieures à 17 g/L sans tampon.
Ainsi, une activité réduite de la succinate déshydrogénase peut entraîner une augmentation de la production de succinate (Yuzbashev et al., 2010). Y. lipolytica est capable de produire de l'acide succinique à faible pH.
De fortes quantités d'acide succinique E363 peuvent être obtenues par génie génétique.

Préparation
L'acide succinique E363 peut également être produit par hydrogénation catalytique des acides malique ou fumarique.
L'acide succinique E363 a également été produit industriellement par hydrolyse acide ou alcaline aqueuse du succinonitrile dérivé du bromure d'éthylène et du cyanure de potassium.
Aujourd'hui, l'acide succinique E363 est principalement produit à partir de ressources fossiles par hydrogénation de l'acide maléique. L'acide succinique E363 peut également être produit par fermentation de sucres.
Dans ce cas, outre l'acide succinique E363, on obtient également d'autres acides carboxyliques (tels que l'acide lactique, l'acide formique et l'acide propionique) et des alcools (tels que l'éthanol).

Toxicologie
L'acide succinique E363 est modérément toxique par voie sous-cutanée.
L'acide succinique E363 est également un irritant oculaire sévère.
Lorsqu'il est chauffé jusqu'à décomposition, l'acide succinique E363 dégage une fumée âcre et des vapeurs irritantes.
Dye et al. (1944) ont mené des études à court terme sur des rats ayant reçu quotidiennement des injections sous-cutanées de 0,5 mg d'acide succinique E363.
Ces doses ont été augmentées progressivement jusqu'à 2,0 mg/jour à 4 semaines, et les études se sont poursuivies à ce niveau pendant 100 jours. Comparativement aux animaux témoins, les animaux testés n'ont présenté aucune anomalie de reproduction, d'aspect du pelage, d'éruption dentaire ou d'ouverture des yeux.
Dye et al. (1944) n'ont également observé aucune anomalie du développement des embryons de poulet après administration de doses comparables dans les sacs aériens.
L'acide succinique (E363) étant naturellement présent en faibles quantités dans plusieurs fruits et légumes et intervenant comme intermédiaire du cycle de Krebs, aucune limite n'a été fixée pour l'apport journalier admissible d'acide succinique dans l'alimentation humaine.

Actions biochimiques et physiologiques
L'acide succinique (E363) est un sous-produit de la fermentation anaérobie chez les micro-organismes.
L'acide succinique (E363) est un acide dicarboxylique et un intermédiaire du cycle de Krebs.
Un polymorphisme de la succinate déshydrogénase entraîne une accumulation de succinate.
Des taux élevés de succinate perturbent la signalisation épigénétique du 2-oxoglutarate.
Les taux d'acide succinique (E363) pourraient moduler la progression tumorale. Le succinate inhibe la déméthylation des histones et pourrait contribuer à des modifications épigénétiques.
L'acide succinique (E363) est essentiel à la synthèse de l'interleukine-1β (IL-1β) lors de l'inflammation et de la signalisation immunitaire.