L'acido gluconico è un acido organico naturale appartenente alla classe degli alfa-idrossiacidi (AHA), che si ottiene tramite l'ossidazione del glucosio. Questo acido è solubile in acqua e si presenta comunemente sotto forma di polvere bianca o cristalli. È un composto ampiamente utilizzato in cosmetica, nell'industria alimentare e farmaceutica, nonché in applicazioni industriali, per le sue proprietà chelanti, esfolianti e decontaminanti.

Composizione Chimica e Struttura

L'acido gluconico è composto da una struttura chimica a sei atomi di carbonio, con un gruppo carbossilico (-COOH) e un gruppo idrossilico (-OH) posizionati su un anello esoso. La formula chimica dell'acido gluconico è C₆H₁₂O₇. Si forma per ossidazione del glucosio, rimuovendo un atomo di idrogeno e un gruppo aldeidico dal glucosio.

Proprietà Fisiche

• Aspetto: L'acido gluconico si presenta solitamente come una polvere bianca o come cristalli incolore.

• Solubilità: È altamente solubile in acqua, il che lo rende facile da utilizzare in formulazioni acquose.

• Odore: L'acido gluconico ha un odore neutro, senza particolari note aromatiche.

• Stabilità: È stabile in condizioni normali, ma può decomporsi se esposto a temperature molto elevate o se sottoposto a luce intensa per lunghi periodi.

Benefici e Funzioni

• Agente chelante: L'acido gluconico è noto per la sua capacità di legare ioni metallici, come calcio e magnesio, che possono interferire con i processi in diverse formulazioni. Per questo motivo è utilizzato in detergenti, prodotti per la pulizia e nei trattamenti delle acque per rimuovere calcare e ruggine.

• Proprietà esfolianti: Come acido alfa-idrossilato (AHA), l'acido gluconico può essere utilizzato in cosmetici per esfoliare delicatamente la pelle, migliorandone la texture e l'aspetto. A differenza di altri AHA, l'acido gluconico è più delicato sulla pelle, rendendolo ideale per pelli sensibili.

• Condizionante della pelle: L'acido gluconico è utilizzato in prodotti per la cura della pelle per le sue proprietà idratanti e rinfrescanti. Aiuta anche a migliorare la luminosità della pelle e a favorire il rinnovamento cellulare.

• Antibatterico e antimicrobico: Alcuni studi suggeriscono che l'acido gluconico possa possedere leggere proprietà antibatteriche, il che lo rende utile in alcune applicazioni cosmetiche e mediche.

• Regolatore di pH: L'acido gluconico viene anche utilizzato per regolare il pH di alcune formulazioni, migliorando la stabilità del prodotto finale.

Applicazioni

Cosmetici e Cura della Persona

• Esfolianti per il viso e scrub: L'acido gluconico è presente in molti prodotti esfolianti per la sua capacità di rimuovere le cellule morte dalla superficie della pelle in modo delicato.

• Sieri e creme anti-invecchiamento: Grazie alle sue proprietà esfolianti e stimolanti per il rinnovamento cellulare, è utilizzato in sieri e creme anti-invecchiamento per migliorare la luminosità della pelle e combattere i segni dell'invecchiamento.

• Idratanti: L'acido gluconico aiuta a mantenere l'umidità della pelle e viene utilizzato in lozioni e creme idratanti.

• Prodotti per pelli sensibili: Poiché è più delicato rispetto ad altri acidi alfa-idrossilati, è ideale per le pelli sensibili e viene spesso utilizzato in formulazioni delicate per la cura della pelle.

Industria Alimentare

• Additivo alimentare: L'acido gluconico è utilizzato come additivo alimentare (E574), in particolare come agente chelante e conservante. Viene impiegato in alcuni formaggi e prodotti da forno per migliorare la conservazione e la qualità.

• Sapore e acidità: Può essere utilizzato per regolare l'acidità e per conferire un sapore leggermente acido a determinati alimenti.

Farmaceutici

• Integratori minerali: Il gluconato di calcio, derivato dall'acido gluconico, è utilizzato per trattamenti farmacologici per la carenza di calcio.

• Trattamenti per ossa e denti: Il gluconato di calcio è spesso utilizzato anche in farmaci per il trattamento delle malattie ossee e dentali.

Industria

• Trattamento delle acque: L'acido gluconico è usato nei trattamenti delle acque per rimuovere calcare e altri minerali che potrebbero compromettere l'efficienza di impianti industriali e caldaie.

• Prodotti per la pulizia: Grazie alle sue proprietà chelanti, l'acido gluconico è usato in detergenti per rimuovere accumuli di calcare e minerali da superfici dure.

Considerazioni Ambientali e di Sicurezza

• Biodegradabilità: L'acido gluconico è completamente biodegradabile e ha un impatto ambientale minimo, il che lo rende una scelta sicura per l'uso in prodotti ecologici.

• Sicurezza: L'acido gluconico è generalmente considerato sicuro per l'uso cosmetico e alimentare. Tuttavia, come con qualsiasi ingrediente, è importante seguire le dosi consigliate, soprattutto nelle applicazioni farmaceutiche.

• Sostenibilità: L'acido gluconico è prodotto principalmente a partire dal glucosio, una risorsa rinnovabile, il che lo rende una scelta sostenibile rispetto ad altri acidi chimici di sintesi.

Si presenta in forma di liquido giallo.

Studi

Alimentazione

Ingrediente inserito nella lista degli additivi alimentari europei come E574 con funzione di antiossidante, regolatore di acidità. Migliora le proprietà organolettiche dei prodotti alimentari, conferendo un sapore particolar e meno amaro. Nei succhi di frutta, previene l'annebbiamento (1). E' un ingrediente che è stato proposto come parametro di qualità dei prodotti alimentari (2).

Cosmetica

Agente chelante. Ha la funzione di evitare reazioni instabili e migliorare la biodisponibilità di componenti chimici all'interno di un prodotto, elimina i cationi di calcio e magnesio che possono causare una velatura nei liquidi limpidi.

Fragranza. Ha un ruolo decisamente importante nella formulazione di prodotti cosmetici in quanto consente di migliorare, mascherare o aggiungere profumo al prodotto finale aumentandone la commerciabilità. Il consumatore si aspetta sempre di trovare un profumo gradevole in un prodotto cosmetico.

Altri usi

• Sostanza promotrice della crescita dei bifidobatteri,
• Tessile, cuoio, metallurgico, alimentazione animale.

• Formula molecolare     C₆H₁₂O₇    C₆H₁₂O₇
• Peso molecolare  196.16
• CAS  526-95-4
• UNII    R4R8J0Q44B
• EC Number  208-401-4

Bibliografia_____________________________________________________________________

(1) Kornecki, J.F., Carballares, D., Tardioli, P.W., Rodrigues, R.C., Berenguer-Murcia, Á., Alcantara, A.R. and Fernandez-Lafuente, R., 2020. Enzyme production of D-gluconic acid and glucose oxidase: successful tales of cascade reactions. Catalysis Science & Technology, 10(17), pp.5740-5771.

Abstract. This review mainly focuses on the use of glucose oxidase in the production of D-gluconic acid, which is a reactant of undoubtable interest in different industrial areas. The enzyme has been used in numerous instances as a model reaction to study the problems of oxygen supply in bioreactors. One of the main topics in this review is the problem of the generated side product, hydrogen peroxide, as it is an enzyme-inactivating reagent. Different ways to remove hydrogen peroxide have been used, such as metal catalysts and use of whole cells; however, the preferred method is the coupling glucose oxidase with catalase. The different possibilities of combining these enzymes have been discussed (use of free enzymes, independently immobilized enzymes or co-immobilized enzymes). Curiously, some studies propose the addition of hydrogen peroxide to this co-immobilized enzyme system to produce oxygen in situ. Other cascade reactions directed toward the production of gluconic acid from polymeric substrates will be presented; these will mainly involve the transformation of polysaccharides (amylases, cellulases, etc.) but will not be limited to those (e.g., gluconolactonase). In fact, glucose oxidase is perhaps one of most successful enzymes, and it is involved in a wide range of cascade reactions. Finally, other applications of the enzyme have been reviewed, always based on the production of D-gluconic acid, which produces a decrease in the pH, a decrease in the oxygen availability or the production of hydrogen peroxide; in many instances, cascade reactions are also utilized. Thus, this review presents many different cascade reactions and discusses the advantages/drawbacks of the use of co-immobilized enzymes.

(2) Gomes, R.J., de Fatima Borges, M., de Freitas Rosa, M., Castro-Gómez, R.J.H. and Spinosa, W.A., 2018. Acetic acid bacteria in the food industry: systematics, characteristics and applications. Food technology and biotechnology, 56(2), p.139.

Abstract. The group of Gram-negative bacteria capable of oxidising ethanol to acetic acid is called acetic acid bacteria (AAB). They are widespread in nature and play an important role in the production of food and beverages, such as vinegar and kombucha. The ability to oxidise ethanol to acetic acid also allows the unwanted growth of AAB in other fermented beverages, such as wine, cider, beer and functional and soft beverages, causing an undesirable sour taste. These bacteria are also used in the production of other metabolic products, for example, gluconic acid, l-sorbose and bacterial cellulose, with potential applications in the food and biomedical industries. The classification of AAB into distinct genera has undergone several modifications over the last years, based on morphological, physiological and genetic characteristics. Therefore, this review focuses on the history of taxonomy, biochemical aspects and methods of isolation, identification and quantification of AAB, mainly related to those with important biotechnological applications.

Anastassiadis S, Morgunov IG. Gluconic acid production. Recent Pat Biotechnol. 2007;1(2):167-80. doi: 10.2174/187220807780809472.

Abstract. Gluconic acid, the oxidation product of glucose, is a mild neither caustic nor corrosive, non toxic and readily biodegradable organic acid of great interest for many applications. As a multifunctional carbonic acid belonging to the bulk chemicals and due to its physiological and chemical characteristics, gluconic acid itself, its salts (e.g. alkali metal salts, in especially sodium gluconate) and the gluconolactone form have found extensively versatile uses in the chemical, pharmaceutical, food, construction and other industries. Present review article presents the comprehensive information of patent bibliography for the production of gluconic acid and compares the advantages and disadvantages of known processes. Numerous manufacturing processes are described in the international bibliography and patent literature of the last 100 years for the production of gluconic acid from glucose, including chemical and electrochemical catalysis, enzymatic biocatalysis by free or immobilized enzymes in specialized enzyme bioreactors as well as discontinuous and continuous fermentation processes using free growing or immobilized cells of various microorganisms, including bacteria, yeast-like fungi and fungi. Alternatively, new superior fermentation processes have been developed and extensively described for the continuous and discontinuous production of gluconic acid by isolated strains of yeast-like mold Aureobasidium pullulans, offering numerous advantages over the traditional discontinuous fungi processes.