クエン酸
2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid
識別情報
CAS登録番号 77-92-9
PubChem
311
ChemSpider
305
UNII
XF417D3PSL
E番号 E330 (酸化防止剤およびpH調整剤)
KEGG
D00037
ChEMBL
CHEMBL1261
C(C(=O)O)C(CC(=O)O)(C(=O)O)O
InChI=1S/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12)
Key: KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N
InChI=1/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12)
Key: KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYAM
特性
化学式
C6 H8 O7
モル質量
192.124 g/mol (無水物)
示性式
C(OH)(CH2 COOH)2 COOH
外観
白色結晶
密度
1.665 g/cm3
融点
153 °C , 426 K, 307 °F
沸点
175 °C , 448 K, 347 °F (分解)
水 への溶解度
73 g/100 ml (20 °C )
THF , エタノール , メタノール への溶解度
無水物:[ 1] [ 2]
酸解離定数 pK a
pK a1 = 3.09K a2 = 4.75K a3 = 6.41 [ 3]
危険性
主な危険性
皮膚と目を刺激
関連する物質
関連物質
クエン酸ナトリウム クエン酸カルシウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C )・常圧 (100 kPa) におけるものである。
クエン酸 （クエンさん、枸櫞酸 、英 : citric acid ）は、柑橘類 などに含まれる有機化合物 で、ヒドロキシ酸 のひとつである。爽やかな酸味を持つことから食品添加物 として多用される。
枸櫞（くえん）とは漢名 でマルブシュカン （シトロン ）を指す。レモンをはじめ柑橘類 に多く含まれていることからこの名がついた。柑橘類の酸味はクエン酸の味に因るものが多い。また、梅干し にも多量に含まれている。
分子量は192.125。CAS登録番号 は[77-92-9]（無水物）、[5949-29-1]（一水和物）。カルボキシ基 を3個有する弱酸。
水溶液は弱酸性 （pK a = 2.87）を呈する。常温で無色あるいは白色の固体であり、無水物と一水和物の結晶がある。両者とも揮発性 は無く無臭である。潮解 性をしめすため保存には注意を必要とする[ 4] 融解 し、130 °Cに保つと融点 153 °Cの無水物となる。175 °C以上では分子内脱水によりアコニット酸 となる。金属イオンとキレート 錯体を作ることが知られている。
クエン酸は、生体内ではクエン酸回路 の構成成分であり、オキサロ酢酸 とアセチルCoA との反応によって生成する。また、クエン酸は、クエン酸回路でアコニット酸ヒドラターゼ (EC 4.2.1.3)によってcis-アコニット酸を経て異性化 されイソクエン酸 となる。またクエン酸は解糖系 のホスホフルクトキナーゼ 活性を阻害し、解糖系からクエン酸回路への流入を調節する因子の1つでもある[ 5]
工業的にはデンプン あるいは糖 をコウジカビ の一種Aspergillus niger 発酵 させて作られている。1919年 に製薬 企業のファイザー が、初めてクエン酸の工業生産に成功した。
レモンジュース、トマトピューレ、ルビー種のグレープフルーツジュースやオレンジジュース、食酢などに多い。
レモン やグレープフルーツ といった柑橘類 はクエン酸を含む。主にクエン酸回路 によるエネルギー生産を謳い、各種サプリメント の成分として多用されている。しかし、5 km走での実験から、運動成績を有意に向上させることが報告されたが、その後否定されている[ 6] [ 7] [ 8] [ 9]
他にも、クエン酸回路において間接的に筋肉内の乳酸を分解する点からかつては運動後の疲労軽減効果作用も言及されていたものの、乳酸疲労物質説は今日では否定されており[ 10]
ただし、クエン酸自体は疲労物質の一つとされるカルシウム[ 11] アシドーシス 低下とのトレードオフにおいて汎的に有位であるならば、疲労軽減に若干は効果が認められることとなる。
同様に、鉄を中心としたミネラルイオンともキレート錯体を構成して吸収性を高めることから、運動成績向上機能ではなく、栄養機能的側面から見れば、運動後におけるクエン酸の摂取は、決して無駄とは言いがたい。また、運動後はブドウ糖を単体でとるよりも、クエン酸を加えた方が、グリコーゲン を多く貯蔵できるとの説も存在する[ 12]
日本薬局方 収載品であり、ドラッグストア でも第三類医薬品 として市販されている。クエン酸の塩 は血液凝固因子の一つであるカルシウム イオンとキレート 結合するので、成分献血 や血液凝固機能検査 のサンプル採取などにおいて抗凝固薬 としても利用される。
クエン酸ナトリウム ・クエン酸カリウム 合剤（商品名ウラリット配合錠）は、体液成分のアニオン性電解質の増大にともない利尿作用を励起し尿酸 の排泄 を促進することから、痛風 に代表される高尿酸血症 の治療薬 として処方されるとともに尿路結石 や代謝性アシドーシス の治療にも使用される[ 注 1] オルニチン 同様、肝機能低下による疲労臭に対する低減効果も流布されているが、真偽を別とし、この場合はまず肝機能低下の原因を、専門医の診断のもと特定したうえで適切に摂取すべきである。
食品添加物 でもあり、清涼飲料水 や炭酸水 を始め、各種の加工食品 に添加される。
炭酸カルシウム を容易に溶かしてしまうことから、便器 の尿石 ・浴室・電気ポット ・加湿器 内部に溜まった水垢 の洗浄に用いられている。
肥料 の成分がクエン酸の2%水溶液に溶解する性質を「く溶性」という言葉で表すが、これは植物の根が分泌する根酸には溶けにくいがもう少し強い酸には溶けることを意味し、徐々に溶け出してゆっくり吸収されることを示す。
アルカリ金属 塩の正塩はいずれも水に可溶、アルコールに難溶で水溶液は弱アルカリ性 を示す。重金属 塩は水に不溶なものが多いが、クエン酸イオンが過剰にあると複数配位することで水溶性となるものもある。
クエン酸ナトリウム 二水和物が安定で、化学式
Na
3
(
C
6
H
5
O
7
)
{\displaystyle {\ce {Na3(C6H5O7)}}}
2
H
2
O
{\displaystyle {\ce {2H2O}}}
炭酸水素ナトリウム を用いて自作の炭酸水 を作った際には、その副産物として発生する[ 注 2]
クエン酸カリウム
一水和物が安定で、化学式
K
3
(
C
6
H
5
O
7
)
{\displaystyle {\ce {K3(C6H5O7)}}}
H
2
O
{\displaystyle {\ce {H2O}}}
利尿剤 として利用された。
クエン酸銅(II)
化学式
Cu
2
(
C
6
H
4
O
7
)
{\displaystyle {\ce {Cu2(C6H4O7)}}}
トラコーマ または濾胞性結膜炎 の軟膏 に使用されたことがある。
クエン酸鉄(III)アンモニウム 水酸化鉄 (III) をクエン酸に溶かしアンモニアを加えて調製する。調製法により錯塩の構成が異なり、赤褐色の塩と緑色の塩が得られる。鉄欠乏性貧血の鉄剤として利用されたり、青写真 や写真材料として利用されている。
クエン酸は弱酸ではあるが、純粋なクエン酸に曝されると悪影響を受ける可能性がある。吸入されると、咳、息切れ、喉の痛みを引き起こす可能性がある。過剰摂取は、腹痛や喉の痛みを引き起こす可能性がある。皮膚や目が濃縮液に曝されると、赤みや痛みを引き起こす可能性がある。長期間または繰り返し摂取すると、歯のエナメル質が侵食される可能性がある。
洗剤用として販売されている製品は食品や医薬品としての製造認可を受けた工場で製造したものではないため、これらを経口摂取することは衛生・食品安全の見地からまったく望ましくない[ 13]
^ ウラリットの臨床成績によると、酸性尿の改善効果により、痛風に93.3%（180/193）、無症候性高尿酸血症に98.1%（51/52）、高尿酸血症を伴う高血圧症に91.2%（31/34）、高尿酸血症を伴う腎障害に87.5%（21/24）、Lesch-Nyhan症候群に100.0%（5/5）、小児急性白血病に100.0%（7/7）、尿酸結石ほかに95.8%（92/96）、アシドーシスの改善効果により、ファンコニー症候群に90.5%（19/21）、ロウ症候群に92.9%（13/14）、糖原病に100.0%（12/12）、シスチン症に100.0%（4/4）、腎尿細管性アシドーシスに88.6%（39/44）、高クロール血症性アシドーシス（尿路形成術など手術後）に66.7%（10/15）、その他のアシドーシス（アルギニノコハク酸尿症、腎障害に伴うアシドーシスほか）に100.0%（16/16）の有効な改善効果が認められた。医療用医薬品 : ウラリット ）
^ 化学式は、
C
6
H
8
O
7
+
3
NaHCO
3
⟶ ⟶ -->
Na
3
(
C
6
H
5
O
7
)
+
3
H
2
CO
3
{\displaystyle {\ce {C6H8O7 + 3NaHCO3 -> Na3(C6H5O7) + 3H2CO3}}}
^ Solubility of citric acid anhydrous in non-aqueous solvents ^ Solubility of citric acid monohydrate in non-aqueous solvents ^ Dawson, R. M. C., et al., Data for Biochemical Research , Oxford, Clarendon Press, 1959.
^ “クエン酸 | 株式会社日東物産商事 ”. nittobussan-corp.co.jp . 2024年9月10日 閲覧。 ^ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy; Tymoczko, John (2003). “Section 16.2: The Glycolytic Pathway Is Tightly Controlled” . Biochemistry (5. ed., international ed., 3. printing ed.). New York: Freeman. ISBN 978-0716746843 . http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22395/ ^ Oöpik, V.; Saaremets, I.; Medijainen, L.; Karelson, K.; Janson, T.; Timpmann, S. (2003). "Effects of sodium citrate ingestion before exercise on endurance performance in well trained college runners." Br. J. Sports Med. 37 : 485–489. PMID 14665584 .
^ Oopik, V.; Saaremets, I.; Timpmann, S.; Medijainen, L.; Karelson, K. (2004). "Effects of acute ingestion of sodium citrate on metabolism and 5-km running performance: a field study." Can. J. Appl. Physiol. 29 : 691–703. PMID 15630143 .
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^ Nielsen, O. B.; de Paoli, F.; Overgaard, K. J. Physiol. 2001 , 536 , 161-166., doi :10.1111/j.1469-7793.2001.t01-1-00161.x
^ 八田秀雄、「新たな乳酸の見方 」『学術の動向』、Vol.11 (2006) No.10 p.47-50, doi :10.5363/tits.11.10_47
^ 『競技力向上のスポーツ栄養学』 トレーニング科学研究会／編 朝倉書店 2001年 ISBN 978-4254690194
^ https://kensa.coop-kobe.net/qa/other/post-318.html
+ H
CoA + ATP (GTP)
Pi + ADP (GDP)
NADH + H+ + CO2
CoA
NAD+
