Sicherlich kennst du Essigsäure – sie ist in unserem Alltag an vielen Stellen präsent. Wir verwenden Essigsäure beispielsweise zum Entkalken von Duscharmaturen oder auch zur Zubereitung eines leckeren Salatdressings. Als Lebensmittel benutzen wir nur mit Wasser verdünnte Essigsäure-Lösungen, welche wir kurz als "Essig" bezeichnen. Im Salatdressing können verschiedene Produkte mit Essigsäure, wie z.B. Balsamico-Essig oder Weißwein-Essig (Abb. 1), verwendet werden. Die unterschiedlichen Produkte mit Essigsäure kommen durch unterschiedliche Herstellungsarten und die Verwendung unterschiedlicher Ausgangsstoffe zustande (z.B. Weißwein oder Traubensaft). Vielleicht hast du auch den Begriff "Eisessig" schon gehört? Mit Eisessig ist die wasserfreie Variante der Essigsäure gemeint. Der Name "Eisessig" kommt daher, dass diese wasserfreie Essigsäure bereits bei niedrigen Raumtemperaturen zu Kristallen erstarrt.
Das alles klingt für dich interessant? In diesem Artikel lernst du mehr über die Geschichte, das Vorkommen und die Einsatzgebiete von Essigsäure. Willst du mehr über den chemischen Aufbau, die Eigenschaften, Herstellungsmöglichkeiten und Reaktionen der Essigsäure erfahren? Dann lies hier weiter.
Essig – ein Blick in die Geschichte
CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung;
Die Herstellung von Essig ist eines der ältesten Herstellungsverfahren von Lebensmitteln und uns unter anderem von den alten Ägyptern bekannt. Vor 5000 Jahren haben diese alkoholhaltige Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wein, in Tonkrüge gegeben und an der Luft stehen gelassen. Durch Essigsäurebakterien, welche in der Luft vorhanden sind, fing die Flüssigkeit an zu gären und es entstand Essigsäure. Die Essigsäure ist eine einprotonige Carbonsäure, welche im Molekül eine Carboxy-Gruppe als funktionelle Gruppe aufweist und einen Alkan-Rest besitzt. Die Summenformel von Essigsäure ist \(\ce{C_2H_4O_2}\) und die Halbsummenformel ist \(\ce{CH_3COOH}\).
Eingesetzt wurde der so gewonnene Essig in der Geschichte auf vielfältige Art und Weise. Zum Beispiel wurde er von römischen Legionären mit Wasser gemischt und als erfrischendes Getränk getrunken. Dieses Getränk war unter dem Namen "Posca" bekannt. Zudem wurde Essig im medizinischen Bereich bereits von Hippokrates (460-370 v. Chr.) eingesetzt, z.B. bei Atemwegserkrankungen und Verdauungsbeschwerden. Auch im Mittelalter wurde Essig zur Desinfektion und für andere medizinische Zwecke, beispielsweise bei Hautkrankheiten als Heilmittel, verwendet.
Ab dem 16. Jahrhundert war das Einlegen von Gemüse in Essig und die Herstellung essighaltiger Salatsoßen zum Beispiel in Frankreich sehr beliebt.
Vorkommen
Nicht nur in der Küche oder zum Entkalken finden wir Essigsäure in unserem Alltag. Essigsäure kommt auch in natürlicher Form, z.B. als Bestandteil von Pflanzensäften, in unserer Umwelt vor. Zudem sind in unserer Umwelt Essigsäurebakterien weit verbreitet, z.B. im Darm von Insekten. Die Bakterien oxidieren bei der Verdauung entstehendes Ethanol weiter zur Essigsäure. Das Ethanol entsteht beispielweise dann, wenn Zucker durch Hefepilze vergoren wird. In der Landwirtschaft kann die Entstehung von Essigsäure durch Bakterien eine unerwünschte Nebenreaktion darstellen. Die Essigsäure kann bei der Herstellung von Silage (Abb. 3) entstehen. Silage ist ein durch Gärung konserviertes Grünfutter für Tiere. Ein kleiner Essigsäureanteil steigert hier die Schmackhaftigkeit des Futters und schützt die Silage vor einer Nacherwärmung durch Hefen. Denn die Hefen vertragen keine Essigsäure. Ein zu hoher Essigsäureanteil in der Silage vermindert aber den Geschmack und sorgt bei den Tieren für eine geringere Futteraufnahme.
Auch im weiblichen menschlichen Körper kommt Essigsäure als Bestandteil des Vaginalsekrets vor.
Zudem kommt Essigsäure in der Troposphäre, der untersten Schicht der Erdatmosphäre, vor. Die Essigsäure gelangt beispielsweise durch Waldbrände oder photochemische Reaktionen in die Atmosphäre und trägt dort zur Ansäuerung von Niederschlägen ("saurer Regen") bei.
Verwendung
Lebensmittel und Kosmetika
Sowohl die Essigsäure selbst als auch einige Salze (z.B. Natrium- und Calciumacetat) sind als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen. Verwendet werden sie vor allem als Säuerungsmittel in Obst- und Gemüsekonserven (Abb. 4), Teig (Sauerteig), Soßen und Marinaden. Auch bei der Herstellung von Mascarpone oder bestimmten Käsesorten wird Essigsäure, z.B. zum Eindicken von Rahm, verwendet.
Außerdem wird Essigsäure in Kosmetika, z.B. Peelings, zum Ansäuern verwendet. Durch die Essigsäure blättern die abgestorbenen Zellen der obersten Hautschicht ab, sodass eine glattere Hautoberfläche erzielt werden kann.
Chemische Industrie
Essigsäure wird zudem als Ausgangsstoff zur Herstellung von Polymeren auf der Basis von Vinylacetat und Celluloseacetat verwendet. Aus dem Grundstoff Vinylacetat wird u.a. Polyvinylacetat hergestellt, ein Bestandteil von Farben und Lacken. Aus Celluloseacetat werden u.a. Zigarettenfilter und Kunststoffprodukte hergestellt. Weitere Produkte und Stoffe, bei deren Produktion Essigsäure beteiligt ist, sind beispielsweise:
- Terephthalsäure (wichtiges Zwischenprodukt zur Herstellung von Medikamenten und Kunststoffen),
- Ester (Lösungsmittel für Kosmetika) und
- Aluminiumdiacetat (Imprägniermittel in der Textilindustrie).
Zusammenfassung
Essigsäure ist eine einprotonige Carbonsäure, die bereits seit Jahrtausenden von uns Menschen hergestellt wird und uns heute noch alltäglich begegnet. Sie ist beispielsweise Bestandteil von Lebensmitteln und Kosmetika und kommt an vielen Stellen auch in der Natur vor. Hier wird sie vor allem durch Essigsäurebakterien gebildet. Die Synthese von Essigsäure verläuft häufig über die Oxidation von Ethanol zu Acetaldehyd und die weitere Oxidation von Acetaldehyd zu Essigsäure.