Регулятори кислотності харчових систем

Наявність ХК у продуктах може бути наслідком спеціального введення кислоти до харчової системи в технологічному процесі для регулювання її рН. Доводячи рН до необхідного рівня за допомогою додавання кислоти, керують активністю ферментів, збільшують термін зберігання і підсилюють смак продуктів.

У цьому випадку ХК використовуються як харчові добавки.

Можна виділити три основні мети додавання кислот в харчову систему:

– надання певних органолептичних властивостей (смаку, кольору, аромату), характерних для конкретного продукту;

– вплив на колоїдні властивості, що обумовленні формуванням консистенції, притаманної конкретному продукту;

– підвищення стабільності, що забезпечує зберігання якості продукту протягом певного часу.

Як правило, кислоти (за винятком фумарової кислоти), дозволені для використання в харчових продуктах, нешкідливі для організму людини, тому їх застосування не лімітується в гігієнічному відношенні.

Галузі застосування: виробництво напоїв, мармеладу, карамелі, жувальної гумки, хлібопекарських покращувачів, морозива, майонезів, маринованих овочів і фруктів.

Метанова (мурашина) кислота. В харчовій промисловості широке використання у якості харчового підкиснювача, консерванту фруктових напівфабрикатів і соків, дезинфеканту діжко тари для вина та пива знайшла найпростіша метанова (мурашина) кислота. ЇЇ виробляють у великих кількостях (біля 0,5 млн. т на рік) двома методами. При синтезі оцтової кислоти рідкофазним окисненням бутану або низько октанового бензину мурашина кислота утворюється як побічний продукт (одна частина на 5 – 6 частин оцтової кислоти). Суміш кислот розділюють у ректифікаційних колонах. Іншим способом мурашину кислоту синтезують шляхом карбонілювання метанолу (лужний каталіз) до метилформіату з наступним кислотним гідролізом:

Метаноати (форміати) використовують у якості регуляторів рН, смакових речовин і солезамінників. Сіль натрію синтезують барботажем оксиду Карбону (ІІ) через 30%-ий розчин лугу в автоклаві:

Оцтова кислота (Е460) є найбільш відомою харчовою кислотою і випускається у вигляді есенції, що містить 70-80% кислоти. В побуті використовують розведену водою оцтову есенцію, що отримала назву столовий оцет (6-9% кислоти). Використання оцту для консервування харчових продуктів – один з найбільш старих способів консервування. В залежності від сировини, з якої отримують оцтову кислоту, розрізняють винний, фруктовий, яблучний, спиртовий оцет і синтетичну оцтову кислоту.

Оцтову кислоту отримують шляхом оцтовокислого бродіння спирту або синтетичним шляхом:

Солі та ефіри цієї кислоти мають назву ацетати. В якості харчових добавок використовуються ацетати калію і натрію (Е461 і Е462).

Поряд з оцтовою кислотою і ацетатами, застосування знаходять діацетат натрію і калію. Ці речовини складаються з оцтової кислоти і ацетатів у молярному співвідношенні 1:1.

Оцтова кислота не має законодавчих обмежень; її дія зводиться, головним чином, до зниження рН продукту консервації і спрямована проти розвитку бактерій. Основна область її застосування – овочеві консерви та мариновані продукти. Використовується у виробництві майонезів, соусів, при маринуванні рибної продукції та овочів, ягід і фруктів. Оцтова кислота широко використовується також як смакова добавка.

Молочна кислота (Е 270) випускається в двох формах, які відрізняються концентрацією: 40%-ий розчин і концентрат, що містить не менше 70% кислоти. Отримують молочнокислим бродінням вуглеводів. Її солі та естери називаються лактатами:

Молочна кислота застосовується для підкислення кисловершкового масла в кількості до 600 мк/кг і при виробництві безалкогольних напоїв і деяких сортів пива, в кількості до 1800 мг / л.

У деяких харчових продуктах вміст молочної кислоти досить великий. Так, наприклад, в квашеній капусті її міститься 0,7-2,0 %, в солоних огірках 0,6-1,2 %, у житньому хлібі до 1,08 %, в кисляку 0,68-1,08 %, в кефірі 0,54-0,65 %, в сметані 0,54-1,08 %.

Молочна кислота має обмеження до застосування в продуктах дитячого харчування.

Лимонна (цитринова) кислота (Е 330) – продукт лимоннокислого бродіння вуглеводів (див. розд. 2). Значну кількість лимонної кислоти виділяють аналогічно з соків цитрусових та інших рослин.

Синтетично лимонну кислоту виробляють з кетену та ангідриду 2-гідроксибутанової кислоти (щавлевооцтової) через спиртоангідридолактон:

Має найбільш м'який смак в порівнянні з іншими харчовими кислотами і не викликає подразнюючої дії на слизові оболонки травного тракту. Лимонна кислота надає свіжого відтінку і наближує його до приємного кисло-солодкого смаку плодів та ягід. Вона застосовується в кондитерській промисловості, при виробництві безалкогольних напоїв і деяких видів рибних консервів. Але при цьому вона виводить з організму кальцій, погіршує згортання крові, тому рекомендовано її замінювати на бурштинову кислоту. Також використовуються солі та естери лимонної кислоти – цитрати. Світове виробництво харчової лимонної кислоти перевищує 0,5 млн. т.

Максимально допустимий рівень вмісту лимонної кислоти в деяких харчових продуктах наводиться нижче: какао, шоколад – 0,5 г/кг; соки фруктові – 3 г/л; напої безалкогольні (на основі соків) – 5 г/л.

Яблучну кислоту (Е 296) одержують синтетичним шляхом гідратацією малеїнової кислоти, у зв'язку з чим критерії чистоти включають обмеження щодо вмісту в ній домішок токсичної малеїнової кислоти. Рацемічну кислоту отримують також відновленням D-, L-винної (виноградної) або оксалилоцтової кислоти кислот, а також гідролізом бромобурштинової кислоти. Солі та естери яблучної кислоти називаються малатами. Яблучна кислота має хімічні властивості оксикислот. При нагріванні до 100°С перетворюється на ангідрид. Застосовується в кондитерському виробництві і при отриманні безалкогольних напоїв. Використання синтетичної яблучної кислоти допускається в кількості не більше за 1,2 %.

Винна кислота (Е334) є продуктом переробки відходів виноробства (винних дріжджів і винного каменю) – природна D-винна кислота.

D-Винну кислоту отримують обробкою мінеральними кислотами її кислої калієвої солі – відходу виноробства. Калієву сіль виділяють у великих кількостях із соків і виноматеріалів при їх охолодженні. Осад сирого винного каменю, який відкладається на внутрішній поверхні ємкостей, складається з 83% калієвої солі та на 5 – 6% з кальцієвої солі винної кислоти, яка також є цінною сировиною для добування вільної кислоти:

D-Винна кислота використовується у виробництві виноматеріалів, безалкогольних напоїв (і шипучих пігулок для їх приготування), овочевих і фруктових консервів, кондитерських виробів і морозива. Ця кислота є регулятором кислотності, комплексоутворювачем для зв’язування іонів Феруму. Вона міститься у винограді (до 1%) у вигляді калієвої та кальцієвої солей (тартратів). L-винна кислота у природі не зустрічається. Перевагою винної кислоти, як і лимонної, є можливість її отримання та використання в кристалічному вигляді.

Вона не має будь-якої подразнюючої дії на слизові оболонки травного тракту і не піддається обмінним перетворенням в кишківнику під впливом бактерій.

Бурштинова (янтарна) кислота (Е363), її ангідрид та її солі (сукцинати калію, натрію та кальцію є смаковими регуляторами рН. Їх використовують у складі харчових порошків тривалого зберігання (сухі дріжджі), так і швидкого приготування (супів, десертів і безалкогольних напоїв). Бурштинову кислоту виділяють з відходів бурштину та у якості побічного продукту з реакційних сумішей при виробництві адипінової або оцтової кислот (при окисненні бутану або бензену). Нижче наведений метод одержання бурштинової кислоти окисненням бензену:

Володіє хімічними властивостями, характерними для дикарбонових кислот, при 235°С бурштинова кислота відщеплює воду, перетворюючись в бурштиновий (янтарний) ангідрид.

Бурштинова кислота розглядається як регулятор функції та розвитку живих систем, що лягло в основу створення харчових добавок та продуктів профілактичної дії. Встановлено, що бурштинова кислота, як продукт обміну речовин, володіє потужною захисною дією і є стимулятором вироблення імунітету до нових для організму шкідливих речовин. Вона покращує процеси енергетичного обміну в клітинах головного мозку, міокарду, печінки, нирках; володіє тонізуючою дією, антисклеротичною та протиішемічною активністю; регулює процеси дихання, серцеву та мозкову діяльність; нормалізує обмін речовин; підвищує шлункову секрецію; сповільнює процеси старіння; прискорює процеси відновлення після фізичних та емоційних навантажень, травм, отруєнь. За даними ВООЗ добова потреба людського організму в бурштиновій кислоті становить 60 – 120 мг.

Фумарова кислота (Е297) міститься в багатьох рослинах і грибах, утворюється при бродінні вуглеводів у присутності Aspergillus fumaricus. Промисловий спосіб отримання заснований на ізомеризації малеїнової кислоти під дією HCl, що містить бром. Солі та естери називаються фумаратами. У харчовій промисловості фумаровую кислоту використовують як замінник лимонної та винної кислот. Ма. Досить високу токсичність, у зв'язку з чим добове споживання з продуктами харчування лімітовано рівнем 6 мг на 1 кг маси тіла.

Фосфатна кислота та її солі – фосфати (калію, натрію і кальцію) (Е339 – 341) широко поширені в харчовій сировині та продуктах її переробки. У високих концентраціях фосфати містяться в молочних, м'ясних і рибних продуктах, в деяких видах злаків і горіхів. Фосфати вводяться в безалкогольні напої та кондитерські вироби. Допустима добова доза, в перерахунку на фосфатну кислоту, відповідає 5-15 мг на 1 кг маси тіла (оскільки надмірна кількість її в організмі може стати причиною дисбалансу кальцію і фосфору).

Призначення органічних кислот у харчуванні визначається їх енергетичною цінністю: яблучна кислота – 2,4 ккал / г, лимонна – 2,5 ккал / г, молочна – 3,6 ккал / г, а також активною участю в обміні речовин.

Звичайно ХК не викликають додаткового навантаження в організмі, окиснюючись при обміні речовин з великою швидкістю. Основна функція органічних кислот, що входять до складу їжі, пов'язана з участю в процесах травлення.

Вони знижують рН середовища, сприяючи створенню певного складу мікрофлори, беруть активну участь в енергетичному обміні речовин, стимулюють соковиділення в шлунково-кишковому тракті, покращують травлення, активізують перистальтику кишечника, сприяючи зниженню ризику розвитку багатьох шлунково-кишкових та інших захворювань, гальмують розвиток гнилісних процесів у товстому кишечнику.

Наприклад, лимонна кислота перешкоджає утворенню в організмі канцерогенних нітрозамінів, сприяє зменшенню ризику виникнення і розвитку онкологічних патологій, сприяє засвоєнню організмом Кальцію, активує чи інгібує діяльність деяких ферментів.

Органічні кислоти мають широкий спектр біологічної дії. Бензенова і саліцилова кислоти (кори верби, чорної і червоної смородини, журавлина, брусниця) володіють антисептичною властивістю. Похідні кавової та інших оксикоричних кислот, що містяться в листі подорожника і мати-й-мачухи, пагонах артишоку та інших рослинах, мають жовчогінну, протизапальну дію. Галова кислота міститься в листі чаю і інших рослинах, її похідні (пропілгаллат та ін) надають противірусну дію, а також використовуються в якості антиокиснювачів в харчовій промисловості.

Тартронова кислота, у великих кількостях міститься в капусті, стримує перетворення вуглеводів в жири, запобігаючи тим самим ожиріння, атеросклероз. Щавлева кислота здатна у вигляді кальцієвої солі (оксалат кальцію) відкладатися в суглобах або формувати камені в сечовивідних шляхах. Тому зловживати рослинами, що містять високу кількість цієї органічної кислоти, не слід. Багато щавлевої кислоти міститься не тільки в щавлі і шпинаті, але і в незрілому аґрусі, листках кропиви.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: