Битартрат калия , также известный как виннокислый калий , с формулой K C 4 H 5 O 6 , является химическим соединением с рядом применений. Это калиевая соль винной кислоты ( карбоновая кислота ). В кулинарии он известен как винный камень .
Он используется как компонент разрыхлителей и смесей для выпечки, как протрава при окрашивании текстиля, как восстановитель триоксида хрома в протравах для шерсти, как агент обработки металлов, который предотвращает окисление, как промежуточное вещество для других тартратов калия, как чистящее средство при смешивании со слабой кислотой, такой как уксус , и как эталонный буфер pH . Медицинское применение включает в себя как медицинское слабительное , как мочегонное и как историческое ветеринарное слабительное и мочегонное средство. [1]
Он производится как побочный продукт виноделия путем очистки осадка , который осаждался в винных бочках. Он возникает из винной кислоты и калия, которые естественным образом присутствуют в винограде.
В кулинарии битартрат калия ценится за его роль в стабилизации яичных белков, что увеличивает объем и текстуру безе и суфле. Его кислотные свойства предотвращают кристаллизацию сахарных сиропов, помогая в производстве гладких кондитерских изделий, таких как конфеты и глазурь. В сочетании с пищевой содой он действует как разрыхлитель, выделяя углекислый газ, который помогает выпечке подниматься. Кроме того, битартрат калия используется для стабилизации взбитых сливок, позволяя им сохранять свою форму в течение более длительного времени.
Битартрат калия был впервые охарактеризован шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле (1742–1786). [2] Это стало результатом работы Шееле по изучению флюорита и плавиковой кислоты . [3]
Шееле, возможно, был первым ученым, опубликовавшим работу о битартрате калия, но сообщается, что использование битартрата калия датируется 7000 годами ранее в древней деревне на севере Ирана. [4] Современное применение винного камня началось в 1768 году после того, как он приобрел популярность, когда французы начали регулярно использовать его в своей кухне. [4]
В 2021 году впервые была предложена связь между битартратом калия и токсичностью винограда для собак и кошек. [5] С тех пор он считается вероятным источником токсичности винограда и изюма для домашних животных. [6]
Битартрат калия естественным образом образуется в винограде в результате кислотной диссоциации винной кислоты на ионы битартрата и тартрата. [7]
Битартрат калия имеет низкую растворимость в воде. Он кристаллизуется в винных бочках во время ферментации виноградного сока и может выпадать в осадок из вина в бутылках. Скорость осаждения битартрата калия зависит от скорости образования ядер и роста кристаллов , которая варьируется в зависимости от содержания спирта, сахара и экстракта в вине. [8] Кристаллы ( винные алмазы ) часто образуются на нижней стороне пробки в бутылках, наполненных вином, которые хранились при температуре ниже 10 °C (50 °F), и редко, если вообще когда-либо, растворяются естественным образом в вине. Со временем образование кристаллов становится менее вероятным из-за уменьшающегося пересыщения битартрата калия, при этом наибольшее количество осадков выпадает в первые несколько дней охлаждения. [8]
Исторически он был известен как beeswing из-за сходства с блеском крыльев пчел. Его собирали и очищали, чтобы получить белый, не имеющий запаха, кислый порошок, используемый во многих кулинарных и других бытовых целях.
Эти кристаллы также выпадают в осадок из свежего виноградного сока, который был охлажден или отстоялся в течение некоторого времени. [9] Чтобы предотвратить образование кристаллов в домашнем виноградном джеме или желе , предварительно полученный свежий виноградный сок следует охладить на ночь, чтобы способствовать кристаллизации. Кристаллы битартрата калия удаляются путем фильтрации через два слоя марли . Затем отфильтрованный сок можно превратить в джем или желе. [10] В некоторых случаях они прилипают к стенкам охлажденного контейнера, делая фильтрацию ненужной.
Наличие кристаллов менее распространено в красных винах, чем в белых винах. Это связано с тем, что красные вина содержат больше танина и красящих веществ, а также больше сахара и экстракта, чем белые вина. [8] Для снижения присутствия кристаллов битартрата калия в вине были реализованы различные методы, такие как содействие кристаллизации и фильтрация, удаление активных веществ, необходимых для осаждения битартрата калия, и добавление добавок. [7]
В пищевых продуктах битартрат калия используется для:
Кроме того, он используется в качестве компонента:
Похожую кислую соль, кислый пирофосфат натрия , можно спутать с винным камнем из-за его общей функции в качестве компонента разрыхлителя.
Добавление винного камня в яичные белки придает объем тортам и делает их более нежными. [16] При добавлении винного камня pH снижается примерно до изоэлектрической точки пенящихся белков в яичных белках. Пенообразующие свойства яичных белков оптимальны при этом pH из-за повышенного взаимодействия белок-белок. [17] Низкий pH также приводит к более белому мякишу тортов из-за пигментов муки, которые реагируют на эти изменения pH. [16] Однако добавление слишком большого количества винного камня (>2,4% веса яичного белка) может повлиять на текстуру и вкус тортов. [16] Оптимальная концентрация винного камня для увеличения объема и белизны внутренних крошек, не делая торт слишком нежным, составляет около 1/4 ч. л. на яичный белок. [16]
Как кислота, винный камень при нагревании уменьшает кристаллизацию сахара в инвертных сиропах , помогая расщеплять сахарозу на ее мономерные компоненты - фруктозу и глюкозу в равных частях. [18] Предотвращение образования кристаллов сахара делает сироп незернистым, более блестящим и менее склонным к растрескиванию и высыханию. Однако недостатком использования винного камня для разжижения кристаллических сахарных кондитерских изделий (например, помадки) является то, что может быть сложно добавить правильное количество кислоты для получения желаемой консистенции.
Винный камень используется как тип кислой соли , которая имеет решающее значение в разрыхлителе . [18] При растворении в тесте или тесте выделяющаяся винная кислота реагирует с пищевой содой , образуя углекислый газ , который используется для разрыхления . Поскольку винный камень является быстродействующим веществом, он выделяет более 70 процентов углекислого газа во время смешивания.
Битартрат калия можно смешать с кислой жидкостью, например, с лимонным соком или белым уксусом, чтобы получить пастообразное чистящее средство для металлов, таких как латунь , алюминий или медь , или с водой для других целей очистки, например, удаления легких пятен с фарфора . [19] Эту смесь иногда ошибочно готовят из уксуса и бикарбоната натрия (пищевой соды), которые на самом деле реагируют , нейтрализуя друг друга, образуя диоксид углерода и раствор ацетата натрия .
Винный камень часто использовался в традиционном крашении , где комплексообразующее действие ионов винной кислоты использовалось для регулирования растворимости и гидролиза протравных солей , таких как хлорид олова и квасцы .
Винный камень, смешанный в пасту с перекисью водорода , можно использовать для очистки ржавчины с некоторых ручных инструментов , в частности, ручных напильников . Паста наносится, оставляется на несколько часов, а затем смывается раствором пищевой соды/воды. После повторного ополаскивания водой и тщательной сушки тонкий слой масла защитит напильник от дальнейшей ржавчины.
Замедление времени схватывания гипсовых изделий (наиболее широко используемых в гипсовых настенных работах и литье художественных произведений) обычно достигается простым введением практически любой кислоты, разбавленной в воду для смешивания. Коммерческая замедлительная добавка для предварительной смеси, продаваемая USG для торговли внутренними штукатурками, включает не менее 40% битартрата калия. Остальные ингредиенты - тот же гипс и кварцевый - силикатный заполнитель , уже заметный в основном продукте. Это означает, что единственным активным ингредиентом является винный камень. [20]
Для окрашивания волос битартрат калия можно смешать с хной в качестве слабой кислоты, необходимой для активации хны.
Винный камень применялся внутрь как слабительное , но это опасно, так как может возникнуть избыток калия или гиперкалиемия . [21] [22]
Битартрат калия является основным эталонным стандартом Национального института стандартов и технологий США для буфера pH . Используя избыток соли в воде, создается насыщенный раствор с pH 3,557 при 25 °C (77 °F). При растворении в воде битартрат калия диссоциирует на кислый тартрат, тартрат и ионы калия . Таким образом, насыщенный раствор создает буфер со стандартным pH. Перед использованием в качестве стандарта рекомендуется отфильтровать или декантировать раствор при температуре от 22 °C (72 °F) до 28 °C (82 °F). [23]
Карбонат калия может быть получен путем сжигания винного камня, что дает " жемчужный пепел ". Этот процесс в настоящее время устарел, но он дает более высокое качество (разумную чистоту), чем " поташ ", извлеченный из древесины или другой растительной золы.
Он производится как побочный продукт виноделия путем очистки осадка, который осаждался в винных бочках. Он возникает из винной кислоты и калия, которые естественным образом присутствуют в винограде.