FUMARİK ASİT

Fumarik asit, önemli bir organik kimyasal hammadde türü ve ince kimyasal ürünlerin ara maddesidir.
Aynı zamanda fumarik asit, maleik anhidritin önemli bir türevidir ve gıda, kaplama, reçine ve plastikleştiricilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Gıda endüstrisinde, ekşilik verici madde olarak kullanılan fumarik asit, alkolsüz içecekler, batı tarzı şarap, soğuk içecekler, meyve suyu konsantresi, konserve meyveler, turşular ve dondurmada kullanılabilir.

CAS: 110-17-8
MF: C4H4O4
MW: 116.07
EINECS: 203-743-0

Eş anlamlılar
TRANS-BÜTENEDİKARBOKSİLİK ASİT;TRANS-BÜTENEDİOİK ASİT;TRANS-1,2-ETİLENEDİKARBOKSİLİK ASİT;TRANS-1,2-ETİLENTRİKARBOKSİLİK ASİT;RARECHEM AL BO 0142;ACIDUM FUMARICUM;acidefumarique;allomaleicacid

Katı içecek gaz üretiminde kullanılan asidik bir madde olarak Fumarik asit, hassas ürün organizasyonu ile mükemmel kabarcık dayanıklılığına sahiptir.
Fumarik asit, 1946 yılından beri gıda asitlendirici olarak kullanılmaktadır.
Gıda katkı maddesi olarak Fumarik asit, asitlik düzenleyici olarak kullanılır ve E297 E numarası ile gösterilebilir.
Kimyasal olarak fumarik asit, doymamış bir dikarbonik asittir ve sitrik asit döngüsünün bir parçasıdır.
Fumarik asit, birçok işlenmiş gıdada stabil kalmalarını sağlamak ve ekşilik katmak için kullanılan yaygın bir gıda katkı maddesidir.
Fumarik asit, yaygın bir diğer gıda katkı maddesi olan sitrik asitten daha ekşi bir tada sahiptir.
Fumarik asit doğal olarak fumitory, bolete mantarı, liken ve İzlanda yosununda bulunur.
Katkı maddesi olarak fumarik asit, esas olarak elmalardan elde edilen malik asitten sentetik olarak üretilir.
Fumarik asit, katkı maddesi olarak, uluslararası kabul görmüş standartlar koleksiyonu olan Codex Alimentarius Gıda Katkı Maddeleri Genel Standardı (GSFA) kapsamında düzenlenmektedir.
ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) tarafından güvenli kabul edilmektedir.
C2C çift bağının E geometrisine sahip olduğu bir butenedioik asittir.
Fumarik asit, sitrik asit döngüsünde bir ara metabolittir.
Fumarik asit, bazı bitkilerde bulunan kristal bir bileşiktir.
Fumarik asit, sentetik reçinelerin üretiminde kullanılır.
Fumarik asit, 120°C'de ısıtılarak trans izomerine dönüştürülebilir.
HCOOHC:CHCOOH formülüne sahip iki izomerden biri.

Her iki bileşik de, her karbon üzerindeki bir hidrojen atomunun –COOH grubu ile değiştirildiği etenin türevleri olarak kabul edilebilir.
Bileşikler cis-trans izomerizmi gösterir.
Trans formu fumarik asittir (r.d. 1,64; 165°C'de süblimleşir) ve cis formu maleik asittir (r.d. 1,59; erime noktası 139–140°C).
Her ikisi de sentetik reçinelerin yapımında kullanılan renksiz kristal bileşiklerdir.
Cis formu, trans formundan biraz daha az kararlıdır ve 120°C'de trans forma dönüşür.
Trans formundan farklı olarak, fumarik asit ısıtıldığında su uzaklaştırarak –CO.O.CO– grubu içeren asiklik anhidrit (maleik anhidrit) oluşturabilir.

Fumarik asit, Krebs döngüsünde bir ara maddedir.
Renksiz kristal bir katıdır.
Başlıca tehlike, çevreye olan tehdittir.
Çevreye yayılmasını sınırlamak için acil adımlar atılmalıdır.
Yanıcıdır, ancak tutuşturulması zor olabilir. Boya ve plastik yapımında, gıda işleme ve muhafazasında ve diğer kullanımlarda kullanılır.
Fumarik asit veya trans-bütendioik asit, HO2CCH=CHCO2H formülüne sahip organik bir bileşiktir.
Beyaz bir katı olan fumarik asit, doğada yaygın olarak bulunur.
Fumarik asit meyvemsi bir tada sahiptir ve gıda katkı maddesi olarak kullanılmıştır.
Fumarik asidin E numarası E297'dir.
Tuzları ve esterleri fumaratlar olarak bilinir.

Fumarik asit, çözeltideki C4H2O2−4 iyonuna da atıfta bulunabilir.
Fumarik asit, butenedioik asidin trans izomeridir, maleik asit ise cis izomeridir.
Fumarik asit, bağırsak hastalıklarının tedavisinde kullanılan bir dikarboksilik asittir.
Fumarik asit bir fumarattır, yani iki karboksilik asit grubu ve bir hidroksil grubu içerir.
Fumarik asit, bakır klorür ile reaksiyona girerek solunması halinde zehirli olabilen su buharı oluşturur.
Fumarik asit ayrıca bakteri ve mantarlara karşı antimikrobiyal özellikler gösterir ve çeşitli hastalıkların tedavisinde farmakolojik bir ajan olarak kullanılabilir.
Fumarik asidin kimyasal özellikleri sodyum tuzlarına benzer; bu da enjeksiyon veya çözelti gibi çeşitli ürünlerde kullanımını açıklayabilir.
Yapısal analiz, fumarik asidin moleküler şeklinin, merkezi karbon atomunun her iki tarafında üç hidrojen atomu bulunan doğrusal bir yapıda olduğunu ortaya koymaktadır.

Biyosentez ve Oluşum
Fumarik asit, ökaryotik organizmalarda elektron taşıma zincirinin 2. kompleksinde süksinattan süksinat dehidrojenaz enzimi aracılığıyla üretilir.
Fumarik asit, hücrelerin besinlerden adenozin trifosfat (ATP) şeklinde enerji üretmek için kullandığı sitrik asit döngüsünde bir ara maddedir.
Fumarik asit, süksinatın süksinat dehidrojenaz enzimi tarafından oksidasyonuyla oluşur.
Fumarik asit daha sonra fumaraz enzimi tarafından malata dönüştürülür.
İnsan derisi, güneş ışığına maruz kaldığında doğal olarak fumarik asit üretir.
Fumarik asit aynı zamanda üre döngüsünün bir ürünüdür.

Fumarik Asit Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: 298-300 °C (sübstitüe) (literatür)
Kaynama noktası: 137,07 °C (yaklaşık tahmin)
Yoğunluk: 1,62
Buhar basıncı: 1,7 mm Hg (165 °C)
Kırılma indisi: 1,5260 (tahmini)
FEMA: 2488 | FUMARİK ASİT
Fp: 230 °C
Saklama sıcaklığı: +30 °C'nin altında saklayın.
Çözünürlük: %95 etanolde çözünür: 0,46 g/10 mL, berrak, renksiz
Form: İnce Kristal Toz
pKa: 3,02, 4,38 (25℃'de)
Renk: Beyaz
PH: 3,19 (1 mM çözelti); 2,57 (10 mM çözelti); 2,03 (100 mM çözelti);
Koku: kokusuz
Koku Tipi: kokusuz
Biyolojik Kaynak: sentetik
Patlayıcı Limit: %40
Suda Çözünürlük: 0,63 g/100 mL (25 ºC)
Ürün Kodu: 14,4287
JECFA Numarası: 618
BRN: 605763
Stabilite: Oda sıcaklığında stabildir. Yaklaşık 230°C'de bozunur. Güçlü oksitleyici maddeler, bazlar ve indirgeyici maddelerle uyumsuz. Yanıcıdır.
Kozmetik İçerik Fonksiyonları: TAMPONLAMA
Kozmetik İçerik İncelemesi (CIR): Fumarik asit (110-17-8)
InChI: 1S/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5,6)(H,7,8)/b2-1+
InChIKey: VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N
LogP: 20℃'de -4.02
CAS Veritabanı Referansı: 110-17-8 (CAS Veritabanı Referansı)
NIST Kimya Referansı: Fumarik asit (110-17-8)
EPA Madde Kayıt Sistemi: Fumarik asit (110-17-8)

Fumarik asit doğal olarak Corydalis bitkisinde, mantarlarda ve taze sığır etinde bulunur.
Sudan çökelen ürün, monoklinik iğne benzeri, prizmatik veya yaprak benzeri beyaz kristal veya kristal toz halindedir.
Fumarik asit, sitrik asidin yaklaşık 1,5 katı kadar özel ve güçlü bir ekşiliğe sahip, kokusuz bir maddedir.
Fumarik asidin erime noktası 287°C, kaynama noktası ise 290°C'dir ve 200°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda süblimleşir.
230°C'ye ısıtıldığında su kaybederek maleik anhidrit haline gelir.
Fumarik asidin su ile birlikte kaynatılmasıyla DL-malik asit oluşur.
Fumarik asit etanolde çözünür, suda ve eterde az çözünür, ancak kloroformda çözünmez.
%3'lük sulu çözeltinin pH değeri 2,0 ila 2,5 arasındadır ve güçlü bir tamponlama özelliğine sahiptir; bu nedenle sulu çözeltinin pH'ını yaklaşık 3,0 civarında tutmak gerekir.
Bu ürün toksik değildir; Sıçanlarda oral LD50: 8000 mg/kg.

Fumarik asit, renksiz ila beyaz, kokusuz kristal bir tozdur.
Meyvemsi-asidik bir tada sahiptir.
Fumarik asit, beyaz, kokusuz veya neredeyse kokusuz granüller veya neredeyse higroskopik olmayan kristal bir toz halinde bulunur.
Fumarik asit, ekşi, asidik-ekşi bir tada sahip kokusuz bir asittir. Fumarik asit, tartarik asidin yerine kullanılır.
Beyaz, kokusuz granüller veya kristal toz halindedir.
Fumarik asit alkolde çözünür, suda ve eterde az çözünür ve kloroformda çok az çözünür.
Fumarik asit, tartarik asidin yerine kullanılır.
Fumarik asit, kokusuz, ekşi, asidik-ekşi bir tada sahiptir.
Fumarik asit, bazı mantarların (Rhizopus nigricans) glikoz üzerindeki etkisiyle sentezlenebilir; Vanadyum pentoksit varlığında sodyum klorat ile furfuralın oksidasyonu ile elde edilir.

Kullanım Alanları
Birçok bitkide bulunur.
Bitkisel ve doku solunumu için gereklidir.
Antioksidan olarak kullanılır.
Fumarik asit, özellikle karamel veya şekerli ürünler, fırınlanmış ürünler vb. ile iyi uyum sağlayan asidik bir tada sahip bir asitlendirici olarak gıda ürünlerinde kullanılır.
Fumarik asit, higroskopik olmayan, çözünürlüğü düşük, güçlü bir asittir.
Fumarik asidin 25°C'de 100 ml damıtılmış suda çözünürlüğü 0,63 g'dır.
Fumarik asit soğuk suda yavaş çözünür, ancak dioktil sodyum sülfosüksinat ile karıştırıldığında çözünürlüğü artar.
Çözünürlük oranı ayrıca daha küçük parçacık boyutuyla da artar.
0,317 kg miktarı 0,453 kg sitrik asidin yerini alabilir.
Fumarik asit, tatlılar, turta dolguları ve şekerlemeler gibi kuru karışımlarda kullanılır.
Fumarik asit, depolamaya dayanıklı, akışkan ve higroskopik olmayan yapısı nedeniyle kuru içecek karışımlarında kullanılır.
Fumarik asit, yağ ve domuz yağı bazlı ürünlerde BHA ve BHT ile sinerjik bir antioksidan görevi görür.
Jelatinli tatlılarda, fumarik asit lezzet stabilitesini artırır, raf ömrünü ve jel gücünü uzatır.
Fumarik asit, ürünlere koku katmak ve ürünün pH'ını düşürmek için kullanılır.
Fumarik asit ayrıca pH'ın stabil kalmasına da yardımcı olabilir.
Fumarik asit genellikle temizleyicilerde kullanılır.
Fumarik asit, liken ve İzlanda yosunu gibi bitkilerde ve hayvanlarda doğal olarak bulunur. Örneğin, cilt ışığa maruz kaldığında fumarik asit üretir.
Fumarik asit ayrıca sentetik olarak da üretilebilir.

1. Fumarik asit, doymamış polyester reçine üretiminde kullanılır.
Bu reçine türü, kimyasal korozyona ve ısıya karşı mükemmel direnç gösterir; fumarik asit ve vinil asetat kopolimeri mükemmel bir yapıştırıcıdır.
Fumarik asidin stiren kopolimeri, cam elyafı üretiminde hammadde olarak kullanılır.
Fumarik asidin plastikleştiricisi toksik değildir ve vinil asetat lateksinin gıda ile temasında kullanılabilir.
Fumarik asit, farmasötik ve optik ağartıcı maddeler ve diğer ince kimyasalların ara maddesidir.
Fumarik asidin sodyum karbonat ile nötralizasyonu sodyum fumarat ([17013-01-3]) üretir ve daha sonra demir sülfat ile değiştirilerek demir fumarat elde edilir; bu da küçük kırmızı kan hücresi anemisinin tedavisinde kullanılan Fersamal ilacını oluşturur.
Fumarik asit, gıda katkı maddesi-ekşilik verici olarak, alkolsüz içeceklerde, meyve şekerinde, jölede, dondurmada kullanılır ve bunların çoğunda ekşilik verici olarak sitrik asit ile birlikte kullanılır. 1. Fumarik asit ve sodyum hidroksit arasındaki reaksiyondan elde edilen monosidum tuzu, ekşi bir baharat olarak, sentetik reçinenin ara maddesi ve mordan olarak da kullanılabilir.

2. Fumarik asit birçok süt ürününde bulunur.
Bunlar arasında çikolatalı süt, kakao, yumurta likörü, yoğunlaştırılmış süt ve peynir altı suyu proteinli içecekler gibi sütlü içecekler yer alır.
Fumarik asit ayrıca pıhtılaşmış krema, süt ve krema tozları ve süt ve krema analoglarına (yerine geçen ürünlere) da eklenebilir.
Fumarik asit, işlenmiş peynir ve peynir yerine geçen ürünler de dahil olmak üzere peynir ürünlerine eklenir.
Puding, aromalı yoğurt, şerbet ve sorbe gibi süt bazlı tatlılar da fumarik asit içerebilir.
Süt yağı sürülebilir ürünler ve karışık sürülebilir ürünler fumarik asit içerebilir, ayrıca konserve yumurtalar ve muhallebi gibi yumurta bazlı tatlılar da içerebilir.

3. Bazı işlenmiş ve paketlenmiş gıdalara, stabilizasyonlarına yardımcı olmak ve lezzetlerini artırmak için fumarik asit eklenir.
Örneğin, pastırma ve konserve etler gibi birçok işlenmiş et ürününe fumarik asit eklenmiştir.
Dondurulmuş deniz ürünleri, füme etler ve sosislerin etrafındaki yenilebilir kılıflara da fumarik asit eklenebilir.
Fermente edilmiş, konserve edilmiş, kurutulmuş ve işlenmiş meyve ve sebzeler de bu gıda katkı maddesini içerebilir.
Pirinç kekleri ve diğer önceden pişirilmiş pirinç ürünleri, kurutulmuş veya konserve yumurtalar, hardal, sirke, elma şarabı, şarap ve diğer alkollü içecekler, fumarik asit içerebilecek diğer gıda örnekleridir.

Farmasötik Uygulamalar
Fumarik asit, öncelikle sıvı farmasötik preparatlarda asitlendirici ve aroma verici madde olarak kullanılır.
Fumarik asit, efervesan tablet formülasyonlarının asit bileşeni olarak dahil edilebilir, ancak bileşiğin suda çözünürlüğü son derece düşük olduğundan bu kullanım sınırlıdır.
Fumarik asit ayrıca, diğer gerçek antioksidanlarla birlikte kullanıldığında sinerji gösteren bir şelatlama ajanı olarak da kullanılır.
Ekstrüzyon-küreleştirme yöntemiyle üretilen yeni pelet formülasyonlarının tasarımında, ince peletlerin üretimini desteklemek amacıyla fumarik asit, küreleştirmeye yardımcı olmak için kullanılmıştır.
Fumarik asit ayrıca peletlerde laktoza alternatif bir dolgu maddesi olarak da araştırılmıştır.
Fumarik asit, efervesan tabletler için bir yağlayıcı olarak araştırılmış ve fumarik asit ile sebakik asit kopolimerleri biyoadhezif mikroküreler olarak araştırılmıştır.
Fumarik asit, film kaplı pelet formülasyonlarında asitleştirici bir madde olarak ve ayrıca ilaç çözünürlüğünü artırmak için kullanılmıştır.
Fumarik asit ayrıca 3600 ppm'ye kadar konsantrasyonlarda gıda katkı maddesi olarak ve sedef hastalığı ve diğer cilt rahatsızlıklarının tedavisinde terapötik bir ajan olarak kullanılmaktadır.

Gıda
Fumarik asit, 1946'dan beri gıda asitleştirici olarak kullanılmaktadır.
Fumarik asit, AB, ABD, Avustralya ve Yeni Zelanda'da gıda katkı maddesi olarak kullanım için onaylanmıştır.
Gıda katkı maddesi olarak fumarik asit, asitlik düzenleyici olarak kullanılır ve E297 E numarasıyla gösterilebilir. Fumarik asit genellikle saflık gereksinimlerinin olduğu içeceklerde ve kabartma tozlarında kullanılır.
Fumarik asit, buğday tortillalarının yapımında gıda koruyucu ve kabartma asidi olarak kullanılır.
Fumarik asit genellikle tartarik asit yerine ve bazen de sitrik asit yerine, malik asidin kullanımına benzer şekilde, ekşilik katmak için her ~1,5 g sitrik aside 1 g fumarik asit oranında kullanılır.
"Tuz ve Sirke" aromalı patates cipsleri gibi bazı yapay sirke aromalarının bir bileşeni olmasının yanı sıra, fumarik asit ayrıca ocak üstü puding karışımlarında pıhtılaştırıcı olarak da kullanılır.
Avrupa Komisyonu Hayvan Beslenmesi Bilimsel Komitesi (Sağlık Genel Müdürlüğü bünyesinde), 2014 yılında fumarik asidin "pratik olarak toksik olmadığını" ancak yüksek dozlarının uzun süreli kullanımda muhtemelen nefrotoksik olduğunu tespit etmiştir.

Tıp
Fumarik asit, 1950'lerde Almanya'da otoimmün bir hastalık olan sedef hastalığını tedavi etmek için, esas olarak dimetil fumarat olmak üzere 3 ester içeren bir tablet olarak geliştirildi ve Avrupa'da Biogen Idec tarafından Fumaderm olarak pazarlandı. Biogen daha sonra ana ester olan dimetil fumaratı multipl skleroz tedavisi olarak geliştirdi.
Nükseden-düzelen multipl sklerozlu hastalarda, dimetil fumarat esteri (BG-12, Biogen), faz 3 çalışmasında nüksü ve sakatlık ilerlemesini önemli ölçüde azalttı.
Fumarik asit, oksidatif stresin sitotoksik etkilerine karşı birincil hücresel savunma olan Nrf2 antioksidan yanıt yolunu aktive eder.

Diğer Kullanımlar
Fumarik asit, polyester reçinelerin ve polihidrik alkollerin üretiminde ve boyalar için mordan olarak kullanılır.
Fumarik asit, 6-metilkumarin yapmak için kullanılabilir.
Kuzuların yemine fumarik asit eklendiğinde, sindirim sırasında metan üretimi %70'e kadar azalır.

Üretim Yöntemleri
Ticari olarak fumarik asit, Rhizopus nigricans gibi mantarların etkisiyle glikozdan, maleik ve ftalik anhidritlerin üretiminde yan ürün olarak ve ısı veya katalizör kullanılarak maleik asidin izomerizasyonu yoluyla hazırlanabilir.
Laboratuvar ölçeğinde fumarik asit, vanadyum pentoksit varlığında sodyum klorat ile furfuralın oksidasyonu yoluyla hazırlanabilir.

Sentez
Fumarik asit, düşük pH'lı sulu çözeltilerde maleik asidin katalitik izomerizasyonuna dayanarak üretilir.
Fumarik asit, reaksiyon çözeltisinden çökelir.
Maleik asit, benzen veya bütanın katalitik oksidasyonu ile üretilen maleik anhidritin hidroliz ürünü olarak büyük hacimlerde elde edilebilir.

Biyoteknolojik Üretim
Günümüzde fumarik asit, esas olarak benzen veya n-bütan kullanılarak katalitik oksidasyon yoluyla üretilen öncü madde maleik asit üzerinden kimyasal sentez yoluyla üretilmektedir. Bununla birlikte, fumarik asit için enzimatik ve fermantatif üretim yolları da mevcuttur.
Ucuz petrol bazlı kimyanın ortaya çıkmasından önce, fumarik asit ticari olarak Rhizopus cinsi organizmalar kullanılarak fermantasyon yoluyla üretiliyordu ve yıllık üretim 4.000 metrik tondu.
Glikoz üzerinde yetiştirilen organizmalarda 30 ila 130 g/L arasında ürün konsantrasyonları, gram glikoz başına 0,3 ila 1,0 g fumarik asit verimi ve 0,46–2,0 g/L·h verimlilik bildirilmiştir.
Son yıllarda, metabolik mühendislik kullanan yeni yaklaşımlar incelenmiştir.
Örneğin, genetiği değiştirilmiş bir E. coli'nin beslemeli toplu kültüründe 0,448 g.L-1.h-1 verimlilikle 28,2 g.L-1 fumarik asit konsantrasyonuna ulaşılmıştır.

Bu sonuca ulaşmak için sekiz modifikasyon uygulanmıştır.
Fumarik asit, kimyasal sentezde olduğu gibi maleik asitten başlayarak enzimatik bir işlemle alternatif olarak sentezlenebilir.
Pseudomonas alcaligenes XD-1 suşunun tüm hücre biyokatalizi ile, gram maleik asit başına 0,698 g fumarik asit verimi ve 6,98 g.L-1.h-1 üretim hızına ulaşılmıştır.
İşlem optimize edilmiştir.
Hücrelerin önceden ısıtılmasıyla fumarazın inaktivasyonu sayesinde yan ürün malik asit oluşumu önlenmiştir.
Son olarak, gram maleik asit başına 0,95 g fumarik asit verimi ve 14,25 g.L-1.h-1 üretim hızı gözlemlenmiştir.