Материал: А27633 Никифорова ТА Органические продукты и пищевые добавки для их производства

Лимонная кислота (е 330)

Лимонная кислота является наиболее широко применяемой вкусовой добавкой. Мировое ее производство ежегодно увеличи-вается на 5–7 %, а в абсолютном выражении превысило 1,8 млн т в год. В России объем производства лимонной кислоты в 2011 г. достиг 12,6 тыс. т при потребности не менее 35,0 тыс. т.

Лимонная кислота является трехосновной оксикислотой, она хорошо кристаллизуется как в виде кристаллогидрата с одной молекулой воды, так и в виде безводной кислоты. Плотность кристаллов моногидрата составляет = 1,5420 г/см³. Благодаря наличию спиртового гидроксила лимонная кислота хорошо растворима в воде и ее растворимость повышается с увеличением температуры. Так, при температуре 20 ºС в 1 кг воды растворяется 1,47 кг кислоты, а при 100 ºС – 5,7 кг.

На рис. 2 представлена растворимость лимонной кислоты в воде в зависимости от температуры. Как видно из графика, температурная кривая растворимости лимонной кислоты в воде имеет некоторый перелом при температуре 36,6 ºС, который соответствует точке перехода кристаллогидрата в ангидридную (безводную) форму.

t, ºC

Рис. 2. Растворимость лимонной кислоты в воде в зависимости от температуры

Лимонная кислота имеет среднюю растворимость в этиловом спирте (табл. 7), но не растворима в органических растворителях (бензол, толуол, и др).

Таблица 7

Растворимость лимонной кислоты в этиловом спирте при 25 ºС

Различают две формы лимонной кислоты, отличающиеся температурой плавления и молекулярной массой: у моногидрата 70–75 С, у ангидрида (безводной кислоты) – 153 С и 210,14 и 192,13 соответственно. По внешнему виду моногидрат лимонной кислоты – это бес-цветные кристаллы или белый порошок, ангидрид (безводная кис-лота) – белый сыпучий кристаллический порошок.

В промышленном масштабе лимонную кислоту получают мик-робиологическим способом, используя различное углеводсодержащие сырье: отход сахарного производства мелассу, сахар кристаллический и сахар-сырец, гидролизаты крахмалов.

В России выпуск моногидратной лимонной кислоты регламен-тирует ГОСТ 908-2004 [8], а незначительное количество безводной лимонной кислоты выпускают под заказ по ГОСТ Р 53040-2008 [9].

Востребованность лимонной кислоты связана во многом с ее полифункциональностью, так как она не только придает вкус пище-вой продукции, но и выступает как антиокислитель, комплексообразователь, стабилизатор окраски, катализатор гидролиза инверсии. С позиций органолептики лимонную кислоту отличает мягкость вкуса. Не менее важным является то, что допустимое суточное потребление для нее не установлено, и в рецептурах ее можно применять по принципу «достаточности».

Обычно дозировки лимонной кислоты в рецептурах пищевых изделий составляют:

Безалкогольные напитки и вина, г/дм3 ………………	2–4
Овощные консервы, майонезы, г/кг ………………….	3–10
Мороженое, десерты, г/кг …………………………….	1–3

Лимонную кислоту в промышленности обычно используют в виде водного раствора концентрацией от 200 до 500 г/дм³, при этом температура воды для приготовления раствора не должна быть выше 25 С.

Молочная кислота (е 270)

Молочная кислота является одноосновной монооксикислотой и существует в различных формах: оптически активных левовраща-ющего D(–)-изомера и правовращающего L(+)-изомера и оптически недеятельной рацемической D, L-молочной кислоты. Оптически активные формы молочной кислоты обладают сходными физическими свойствами: левовращающий изомер при кристаллизации образует призматические листочки с температурой плавления 26–27 С, правовращающий – лучеобразные группирующиеся призмы с температурой плавления 25–26 С. Оптически активные формы молочной кислоты рацемизуются при 130–150 С. Оптически неактивная D, L-молочная кислота очень гигроскопична и легко плавится при 18 С. В определенных условиях она также может существовать в кристаллической форме, но в силу особых свойств, как правило, представляет собой сиропообразную жидкость.

Молочная кислота, производимая в России, представляет собой рацемическую смесь D, L кислот и выпускается по ГОСТ 490-2006 [10].

Химические свойства молочной кислоты обусловлены нали-чием карбоксильной и гидроксильных групп, которые могут реагировать независимо одна от другой и в то же время оказывать взаимное влияние.

По внешнему виду молочная кислота – это сиропообразная жидкость от бесцветного до слабо-желтого цвета с молекулярной массой 90,08. Она может быть получена и в кристаллической форме путем обезвоживания ее раствора под вакуумом (остаточное давле-ние 133 Па) при температуре около 85 С. Впервые в кристаллической форме молочная кислота была получена в 1895 г.

Считается, что кристаллы молочной кислоты очень гигроско-пичны и в обычных условиях легко плавятся, поэтому для промышленных целей пищевики предпочитают использовать жидкую молочную кислоту.

Молочная кислота хорошо растворима в воде (табл. 8) и в спирте.

Таблица 8

Растворимость D, L-молочной кислоты в воде

При хранении молочной кислоты могут образовываться различные продукты дегидратации, которые условно называют ангидридами. В результате образования этих веществ снижается качество молочной кислоты, так как кислый вкус становится менее выраженным. С повышением концентрации молочной кислоты увеличивается и концентрация ангидридов.

Допустимое суточное поступление в отношении молочной кис-лоты не определено. Для применения в пищевой промышленности разрешены все три формы молочной кислоты: L(+), D(–) и рацемическая смесь DL. Ограничения имеются только в ее использовании для питания грудных детей: для них разрешена только L(+)-молочная кислота. Связано это с тем, что у детей до 6-месячного возраста ферментная система несовершенна, поэтому у них не происходит превращения D-формы в L-форму.

Показатели качества пищевой молочной кислоты регламен-тирует ГОСТ 490-2006. Получают молочную кислоту ферментативным путем из углеводсодержащего сырья.

Основное потребление молочной кислоты приходится на пище-вую промышленность. Это обусловлено сочетанием физико-химиче-ских, технологических и органолептических свойств: сильное антимикробное действие и низкий порог ощущения кислоты, высокая скорость диффузии и низкая скорость инверсии сахарозы, высокая проникающая способность в клетки и ткани и низкое значение константы диссоциации. Регулируя рН среды, молочная кислота создает благоприятные условия для направленного течения биохимических процессов, положительно влияющих на структуру, консистенцию, вкусовые качества и пищевую ценность продуктов.

Необходимо также учитывать, что по воздействию на бактерии молочная кислота является более эффективной по сравнению с ли-монной (табл. 9).

Таблица 9

Сравнительная оценка бактерицидного действия молочной и лимонной кислот при 20 С в течение 15 мин

В настоящее время в России молочная кислота как пищевая добавка используется для подкисления, консервирования, регулирования рН, улучшения вкуса, запаха, структуры продуктов и предотвращения развития болезней, вызываемых бактериями. С учетом этих функций она с успехом нашла применение в мясоперерабатывающей, рыбной, консервной, кондитерской, молокоперерабатывающей и мас-ложировой отраслях пищевой промышленности.

Молочная кислота является слабо инвертирующей кислотой и обладает способностью усиливать вкус и аромат продукта.

Вкусовая характеристика молочной кислоты описывается как мягкая и длительная, что гармонично сочетается с мягким фруктовым вкусом клубники, черники, персика, вишни. Наряду с сохранением фруктового вкуса, молочная кислота способствует восприятию более сильного аромата мяты, эвкалипта и некоторых травяных вкусовых добавок. Комбинация молочной и лимонной кислот обеспечивают получение регулятора кислотности широкого спектра действия, способного увеличивать срок годности кондитерских изделий.

На российском рынке молочная кислота присутствует в двух товарных формах, отличающихся концентрацией: отечественная (47,5 %) и импортная (80 %).

Дозировки молочной кислоты в пищевых продуктах регламен-тируются технологическими инструкциями производителя на конкретные виды изделий.

Яблочная кислота (е 296)

Яблочная кислота – двухосновная оксикарбоновая кислота, впер-вые обнаруженная в неспелом крыжовнике в 1785 г. Шееле, но только в 1832 г. ее состав был установлен Либихом.

Известна в трех формах: в двух оптически деятельных (D и L) и рацемической (DL).

D и L-яблочные кислоты – это бесцветные кристаллы или поро-шок с молекулярной массой 134,09 и температурой плавления 100 ºС, растворимые в воде и этаноле.

D, L-яблочная кислота – бесцветные кристаллы (или порошок) с молекулярной массой 134,09, температурой плавления 130,8 ºС, хорошей растворимостью в воде (при 25 ºС в 100 г растворяется 144 г кислоты, а при 70 ºС – 411 г) и средней растворимостью в этаноле.

Обладая химическими свойствами оксикислот, яблочная кисло-та при нагревании до 100 ºС превращается в ангидрид, при более длительном нагревании до 140–150 ºС отщепляет воду, превращаясь в фумаровую кислоту, а при быстром нагревании до 180 ºС наряду с фумаровой кислотой образуется малеиновый ангидрид.

В природе распространена L-яблочная кислота, которая содер-жится в незрелых плодах и ягодах, например яблок, винограда, вишни, сливы, рябины, барбариса, а также в вегетативных частях растений (листья табака, хлопчатника и др.). Именно наличие L-изомерной формы яблочной кислоты позволяет идентифицировать натуральность продукта, например яблочного сока. Присутствие в нем D-яблочной кислоты или DL-яблочной кислоты свидетельствует о его фальсификации.

Яблочная кислота может быть получена различными методами: синтетическим, методом извлечения из растительного сырья и микро-биологическим. В основе химических методов лежат реакции присоединения воды к малеиновой и фумаровой кислотам, восстановления D, L-винной кислоты, замена гидроксилом брома в D, L-бромян-тарной кислоте. В этих случаях образуется рацемическая яблочная кислота. Яблочную кислоту и ее соли можно выделить из листьев хлопчатника и отходов хлопкоочистительной промышленности, плодов рябины и барбариса. Микробный синтез яблочной кислоты осуществляют с помощью иммобилизованных на силикагеле клеток микроорганизмов Brevibacterium ammoniag. Критерием ее чистоты является содержание в пищевой добавке малеиновой кислоты – не более 0,05 %.

В организме взрослого человека DL-яблочная кислота с помо-щью лактат-(малат) рацемаз превращается в усвояемую L-яблочную кислоту. Величина допустимого суточного потребления для Е 296 не установлена. Запрещено использование данной добавки в продуктах питания грудных детей.

Яблочная кислота обладает выраженным кислым вкусом, но ме-нее сильным, чем у лимонной кислоты.

Стандартные дозировки яблочной кислоты:

кондитерские изделия – от 1 до 2 г/кг изделия;

напитки – от 3 до 4 г/л;

фруктовые консервы – от 1 до 5 г/кг.

Аскорбиновая кислота (е 300)

Аскорбиновая кислота является не только подкислителем и ре-гулятором кислотности пищевой системы, но и антиоксидантом, синергистом антиокислителей, стабилизатором окраски. Не менее важным является то, что аскорбиновая кислота стимулирует защитные силы организма человека и улучшает усвоение железа из пищи. Рекомендуемая ежедневная норма потребления аскорбиновой кислоты (витамина С) для взрослых – 70,0 мг.

Аскорбиновая кислота широко встречается в продуктах расти-тельного происхождения – в овощах и фруктах (табл. 10).

Таблица 10

Содержание аскорбиновой кислоты в овощах, фруктах и ягодах