檸檬酸鐵銨(英文名:Ammonium ferric citrate),又名枸櫞酸鐵銨,是檸檬酸鐵和檸檬酸銨的復鹽,其分子式為(NH4)xFey(C6H4O7)z,以分子量最小的C6H8FeNO7為例,其摩爾質量為261.975。檸檬酸鐵銨為棕色或綠色的粉末或鱗片,無臭或稍有氨臭,有咸味及鐵腥味;易潮解,遇光易被還原成亞鐵鹽;溶于水,不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,水溶液顯中性。
檸檬酸鐵銨廣泛用于醫學、食品、飼料、工業等行業。在醫學上,檸檬酸鐵銨是一種良好的營養強化劑,可用作補血藥治療缺鐵性貧血;在工業上,利用其感光性能,可用于氣象分析和制作曬藍圖紙;在食品行業上,可用作食物、飼料的抗結劑和營養增補劑(鐵質強化劑);在農業上,可用作肥料添加劑。檸檬酸鐵銨毒性很低,接觸閾值以Fe計為1.0 mg/m3,但誤觸或誤吸可能會對皮膚、眼睛和呼吸道等產生刺激作用。
物質結構
在檸檬酸鐵銨晶體結構中,檸檬酸的每個部分都失去了四個質子。去質子化的羥基和兩個羧酸鹽基團連接到鐵中心,而第三個羧酸鹽基團與銨配位。
理化性質
檸檬酸鐵銨的化學名稱是2-羥基-1,2,3-丙三羧酸鐵(III)銨鹽,分子式為(NH4)xFey(C6H4O7)z,以分子量最小的C6H8FeNO7為例,其摩爾質量為261.98g/摩爾。
常溫下,檸檬酸鐵銨為棕色或綠色的粉末或鱗片狀晶體,極易吸濕及潮解,因光可還原成亞鐵鹽;無臭或稍帶氨臭,有咸味及鐵腥味;易溶于水(1g/0.5mL),不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,5%水溶液的pH值約5.0~8.0。檸檬酸鐵銨不用時需密閉、遮光、避熱保存。
分類
檸檬酸鐵銨有棕色和綠色兩種,其性質有所不同。棕色為一種結晶薄片狀(或紅棕色、醬紅色晶體或棕黃色粉末),綠色亦為鱗片狀晶體。兩者物理化學性質相似,但綠色較棕色更不穩定,遇光更易被還原。
棕色檸檬酸鐵銨含鐵量為16.5%~18.5%,而綠色檸檬酸鐵銨含鐵量在14.5%~16.0%,含鐵量高低是造成檸檬酸鐵銨顏色差異和感光性差異的原因。
應用領域
檸檬酸鐵銨的主要用途有以下幾個方面:
食品領域
檸檬酸鐵銨可應用于食品工業領域。檸檬酸鐵銨可代替亞鐵氰化鉀作為抗結劑用于食品里,起到延緩食品結塊的功效,產品物理化學指標穩定,滿足標準要求。檸檬酸鐵銨還可作為鐵質強化劑(營養增補劑)添加到谷類及其制品、乳制品、嬰幼兒食品等中。
醫學領域
檸檬酸鐵銨(棕色品)可應用于醫學領域。它是一種很好的補血健體的易吸收、高效率的鐵制劑,可作為一種補血藥用于治療缺鐵性貧血。
工業領域
檸檬酸鐵銨可作為感光劑應用于工業領域。涂有綠色檸檬酸鐵銨和鐵氰化鉀(鐵氰化鉀)的紙稱為藍色曬圖紙。在曝光時,檸檬酸鹽內的三價鐵原為二價,遇水即產生騰氏藍,故受光部分變為藍,不受光部分仍為白色,可得藍底白線圖樣。
農業領域
檸檬酸鐵銨可應用于農業和飼料領域。檸檬酸鐵銨是一種鰲合鐵,可作為作為肥料添加劑施入土壤或噴施在樹葉上,效果都比較顯著。檸檬酸鐵銨具有水溶性、含鐵量高、高效、環境友好且成本較低等特點。特別是檸檬酸鐵銨添加到水溶肥復合肥、液體肥里等,不會與磷酸鹽產生沉淀導致無效。此外,檸檬酸鐵銨還可作為微量元素添加劑添加在飼料里,要比無機化合物鐵鹽效果好。
制備方法
實驗室制備方法
硫酸亞鐵在酸性條件下經氯酸鈉氧化后與氫氧化鈉反應得到氫氧化鐵膠體;將氫氧化鐵溶解于檸檬酸中生成檸檬酸鐵,之后用氨水中和,經60℃濃縮、結晶、干燥得到產品檸檬酸鐵銨。此種制備方法溫度影響較大,一般溫度需要保持在95~100°C之間,而且反應速度較慢,需要足夠的時間。此外,檸檬酸鐵銨的含鐵量與反應物硫酸亞鐵、檸檬酸的用量比有關。
工業制備方法
工業制備方法主要有兩種:
酸堿中和反應合成法
以檸檬酸、硫酸亞鐵和氨水為原料,先用硫酸、氯酸鈉等氧化劑將硫酸亞鐵氧化成Fe2(SO4)3·9H2O,然后用氫氧化鈉處理成氫氧化鐵膠體,接著與檸檬酸反應生成檸檬酸鐵,再加入氨水反應即可得到檸檬酸鐵銨。工業化制備檸檬酸鐵銨普遍采用這種方法。但是,這種合成方法工藝流程長,生成的氫氧化鐵是膠體,洗滌比較困難,能耗大,污染嚴重,合成周期長。
氧化還原反應合成法
以檸檬酸、還原性鐵粉和氨水為原料,用檸檬酸溶解鐵粉得到檸檬酸亞鐵,然后用過氧化氫氧化處理得到檸檬酸鐵,最后加入氨水反應即可得到檸檬酸鐵銨。這種合成方法流程比較短,但由于原料采用了活性很強的還原性鐵粉,存在著安全隱患,特別上如果實現工業化,一定要做好安全防范工作。而且氧化一步很難做到徹底,所以合成的產物純度相對低一些。
法規限制
理化指標
中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會在2016年8月31日發布,2017年1月1日實施的GB1886.296—2016《食品安全國家標準 食品添加劑 檸檬酸鐵銨》中規定了檸檬酸鐵銨的成分指標:
使用標準
中華人民共和國衛生部于2012年3月15日發布、2013年1月1日實施的GB14880—2012《食品安全國家標準 食品營養強化劑使用標準》中規定了食品營養強化劑使用標準,其中就規定了鐵元素在調味乳粉、豆漿粉、面包、糖果等食品中的使用量,事實上也對應地規定了檸檬酸鐵銨作為營養添加劑時的使用量。
安全事宜
接觸限值
1.0 mg/m3,以Fe計(可溶性鐵鹽)。
健康危害
檸檬酸鐵銨對皮膚、眼睛和呼吸道有刺激作用:吸入檸檬酸鐵銨粉塵會刺激鼻子和喉嚨;食入粉塵會刺激口腔和胃部;粉塵會刺激眼睛并導致輕微的皮膚刺激。此外,檸檬酸鐵銨對于患有代謝缺陷的人也可能會帶來風險:過量接觸容易損害其調節鐵吸收的能力,導致他們體內鐵的積累加速以及疾病臨床癥狀的提前出現。
安全信息
參考資料 >
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