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酒石酸水素カリウム（K C 4 H 5 O 6とも呼ばれる）は、酒石酸（カルボン酸）のカリウム酸塩であり、具体的には l-( + )-酒石酸である。[ 1 ]特に料理では、酒石酸カリウムはクリームオブターターとも呼ばれる。酒石酸とカリウムはブドウに天然に存在する。その粗い沈殿物である酒石またはワインストーンは、ワイン製造の副産物であり、マスト樽の上に沈殿して見つかり、精製することができる。[ 2 ]
酒石酸カリウムは、食品添加物としてFDA（米国食品医薬品局）の承認を受けており、様々な食品において添加物、安定剤、pH調整剤、抗菌剤、加工助剤、増粘剤として使用されています。ベーキングパウダーやベーキングミックスの成分として用いられ、卵白を安定させる働きで重宝されています。卵白を安定させることで、メレンゲやスフレのボリュームと食感を向上させます。また、酸性であるため、砂糖シロップの結晶化を防ぎ、キャンディーやフロスティングなどの滑らかな菓子作りに役立ちます。重曹と組み合わせると膨張剤として働き、二酸化炭素ガスを発生させて焼き菓子の膨らみを促します。さらに、ホイップクリームを安定させ、より長く形を保つ効果もあります。
酒石酸水素カリウムは、繊維染色の媒染剤として、羊毛用媒染剤中の三酸化クロムの還元剤として、酸化を防ぐ金属加工剤として、他の酒石酸カリウムの中間体として、酢などの弱酸と混合した場合の洗浄剤として、また標準pH緩衝剤としても使用されます。 薬用および獣医用として、直腸坐剤として投与される下剤として長い歴史があり、下剤および利尿剤としても使用されます。[ 3 ]日本では第3類OTC医薬品として承認されており、2020年5月にFDAによって承認された非ホルモン避妊薬であるPhexxiの有効成分の1つです。 [ 4 ]
酒石酸水素カリウムは、スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレ（1742～1786）によって初めて特徴づけられました。[ 5 ]これは、シェーレが蛍石とフッ化水素酸を研究した結果です。[ 6 ]
シェーレは酒石酸水素カリウムに関する研究を発表した最初の科学者だったかもしれないが、酒石酸水素カリウムの使用は7000年前のイラン北部の古代の村にまで遡ると報告されている。[ 7 ]酒石酸カリウムの現代的な用途は、フランス人が料理に定期的に使用し始めたことで人気が高まった1768年に始まった。[ 7 ]
2021年に、酒石酸水素カリウムと犬や猫のブドウの毒性との関連性が初めて提唱されました。[ 8 ] それ以来、ペットに対するブドウやレーズンの毒性の原因である可能性が高いと考えられています。[ 9 ]
酒石酸水素カリウムは、酒石酸が酒石酸水素イオンと酒石酸イオンに解離することによってブドウ中に自然に生成される。[ 10 ]
酒石酸水素カリウムは水への溶解度が低い。ブドウ果汁の発酵中にワイン樽の中で結晶化し、瓶詰めのワインから沈殿することがある。酒石酸水素カリウムの沈殿速度は、核形成と結晶成長の速度に依存し、これはワインのアルコール、糖、エキス含有量によって異なる。[ 11 ]結晶（ワインダイヤモンド）は、 10 °C (50 °F)未満の温度で保管されたワイン入りボトルのコルクの裏側に形成されることが多く、自然にワインに溶け込むことはほとんどない。時間の経過とともに、酒石酸水素カリウムの過飽和度が低下するため、結晶形成は起こりにくくなり、最も多くの沈殿は冷却の最初の数日間に起こる。[ 11 ]
歴史的には、蜂の羽の光沢に似ていることから「ビースウィング」と呼ばれていました。採取・精製されて、料理をはじめとする様々な家庭用途に使われる、無臭で白い酸性の粉末が作られました。
これらの結晶は、冷やしたりしばらく放置したりした新鮮なブドウジュースからも析出します。[ 12 ]自家製のブドウジャムやゼリーに結晶ができるのを防ぐには、必要な新鮮なブドウジュースを一晩冷やして結晶化を促進する必要があります。酒石酸水素カリウムの結晶は、2枚重ねのガーゼで濾過して取り除きます。濾過したジュースは、ジャムやゼリーにすることができます。[ 13 ]場合によっては、冷やした容器の側面に付着するため、濾過は不要です。
赤ワインでは白ワインに比べて結晶の存在が少ない。これは、赤ワインは白ワインよりもタンニンや着色物質が多く含まれているだけでなく、糖分やエキス分も多いためである。 [ 11 ]ワイン中の酒石酸カリウム結晶の存在を減らすために、結晶化を促進して濾過したり、酒石酸水素カリウムの沈殿に必要な活性種を除去したり、添加物を加えたりといった様々な方法が用いられてきた。[ 10 ]
食品において、酒石酸水素カリウムは以下の用途に使用されます。
さらに、以下の構成要素としても使用されます。
類似の酸性塩であるピロリン酸ナトリウムは、ベーキングパウダーの成分として一般的に使用されているため、酒石酸カリウムと混同されることがある。
卵白に酒石酸カリウムを加えると、ケーキにボリュームが出て、より柔らかくなります。[ 19 ]酒石酸カリウムを加えると、pHは卵白中の泡立ちタンパク質の等電点付近まで低下します。このpHではタンパク質間の相互作用が増加するため、卵白の泡立ち特性が最適になります。[ 20 ]また、pHが低いと、小麦粉の色素がこれらのpH変化に反応するため、ケーキのクラムがより白くなります。[ 19 ]ただし、酒石酸カリウムを加えすぎると（卵白の重量の2.4%以上）、ケーキの食感と味に影響を与える可能性があります。[ 19 ]ケーキを柔らかくしすぎずにボリュームとクラムの白さを増やすための最適な酒石酸カリウム濃度は、卵白1個あたり約1/4小さじです。[ 19 ]
酒石酸カリウムは酸性物質として、加熱すると転化糖シロップ中の砂糖の結晶化を抑制し、ショ糖を単量体成分である果糖とブドウ糖に等量ずつ分解するのを助けます。 [ 21 ]砂糖の結晶の形成を防ぐことで、シロップはざらつきのない滑らかな食感になり、光沢が増し、割れたり乾燥したりしにくくなります。しかし、ファッジなどの結晶状の砂糖菓子を薄めるために酒石酸カリウムに頼る場合の欠点は、望ましい粘度を得るために適切な量の酸を加えるのが難しいことです。
酒石酸カリウムは、ベーキングパウダーに不可欠な酸性塩の一種として使用されます。[ 21 ]生地やバッターに溶けると、放出された酒石酸が重曹と反応して膨張剤として使用される二酸化炭素を生成します。酒石酸カリウムは速効性があるため、混合中に70%以上の二酸化炭素ガスを放出します。
酒石酸水素カリウムは、レモン汁や白酢などの酸性液体と混ぜて、真鍮、アルミニウム、銅などの金属用のペースト状の洗浄剤を作ったり、水と混ぜて陶磁器の軽い汚れを落とすなどの他の洗浄用途に使用したりできます。[ 22 ] この混合物は、酢と重曹（炭酸水素ナトリウム）で誤って作られることがありますが、これらは実際には互いに中和反応を起こし、二酸化炭素と酢酸ナトリウム溶液を生成します。
酒石酸カリウムは、伝統的な染色において、酒石酸イオンの錯形成作用を利用して、塩化スズやミョウバンなどの媒染塩の溶解度や加水分解を調整するためによく用いられた。
酒石酸カリウムを過酸化水素と混ぜてペースト状にしたものは、手工具、特にやすりの錆落としに使用できます。ペーストを塗布し、数時間放置した後、重曹水溶液で洗い流します。さらに水で洗い流し、十分に乾燥させた後、薄く油を塗ることで、やすりの錆びを防ぐことができます。
石膏製品（石膏壁工事や美術品鋳造に最も広く使用されている）の硬化時間を遅らせるには、通常、混合水に希釈したほぼあらゆる酸を添加するだけでよい。USGが内装左官業者向けに販売している市販の遅延剤プレミックス添加剤には、少なくとも40%の酒石酸水素カリウムが含まれている。残りの成分は、主製品にすでに多く含まれている石膏と石英シリカ骨材と同じである。つまり、唯一の有効成分は酒石酸カリウムである。[ 23 ]
髪を染める場合、酒石酸水素カリウムはヘナを活性化させるのに必要な弱酸としてヘナに混ぜて使用できます。
酒石酸カリウムは、伝統的な染色工程でよく使用され、その錯化作用により、塩化スズやミョウバンなどの媒染塩を布地に定着させるのに役立ちます。特にコチニール染料の鮮やかさを高めるのに有効です。[ 24 ] [ 25 ]
酒石酸カリウムは下剤として内服されてきたが、カリウム過剰、すなわち高カリウム血症が起こる可能性があるため危険である。[ 26 ] [ 27 ]
酒石酸水素カリウムは下剤としても使用されます。放出される二酸化炭素が腸壁に機械的な膨張を引き起こし、排便を促します。ポリエチレングリコールをベースとした坐剤に重炭酸ナトリウムと配合することで、電解質異常、腎障害、または心血管障害のリスクがある患者にとって有用かつ安全な治療法となります。[ 28 ]日本では第三種一般用医薬品です。[ 1 ]
酒石酸水素カリウムは、米国国立標準技術研究所（NIST ）がpH緩衝液の主要な基準物質として使用している。水に過剰量の酒石酸水素カリウムを加えると、25 ℃（77 °F）でpH3.557の飽和溶液が作られる。水に溶解すると、酒石酸水素カリウムは酸性酒石酸塩、酒石酸塩、カリウムイオンに解離する。したがって、飽和溶液は標準pHの緩衝液となる。標準物質として使用する前に、溶液を22 ℃（72 °F）～28 ℃（82 °F）の間でろ過またはデカンテーションすることが推奨される。[ 29 ]
炭酸カリウムは、酒石酸カリウムを燃焼させることで「カリ」と呼ばれる物質を生成することによって製造できます。この製法は現在では廃れていますが、木材やその他の植物の灰から抽出される「カリ」よりも高品質（ある程度の純度）のものが生産されていました。
酒石酸水素カリウムは、ワイン製造の副産物としてよく生産されます。発酵工程後に澱（沈殿物）を回収し、熱湯に溶かして濾過し、冷却します。[ 30 ]場合によっては、過剰な酒石酸を澱に加えて、溶液中の酒石酸水素カリウムの飽和度を高めます。[ 31 ]酒石酸水素カリウムの溶解度は温度に大きく依存するため、[ 1 ]純粋な塩が溶液から結晶化し始め、濾過によって再び回収することができます。[ 30 ]この溶解度は、セニエ塩（ロシェル塩または酒石酸カリウムナトリウムとも呼ばれる）からカリウムを生産するためにも利用できます。少量の塩酸でpH 3.5に酸性化すると、酒石酸水素カリウムが沈殿します。[ 24 ]