Пищевые кислоты

Пищевые кислоты - карбоновые кислоты, применяемые в пищевой промышленности в качестве консервирующих средств и для придания продуктам и блюдам приятного кисловатого вкуса. Например, лимонную кислоту, молочную кислоту, винную кислоту, уксусную кислоту, яблочную кислоту, сорбиновую кислоту используют при изготовлении кондитерских изделий, безалкогольных напитков, пищевых концентратов (желе, кисели), варенья, компотов, соусов и др.

Для придания кондитерским изделиям кислого вкуса используют следующие пищевые кислоты: лимонную, винную (виннокаменную), молочную, яблочную, и значительно в меньших количествах уксусную и адипиновую. Пищевые кислоты смягчают приторно-сладкий вкус кондитерских изделий, приближая его к кисло-сладкому вкусу плодов и ягод (т.е. добавляют в пищевой продукт с целью замаскировать избыточную сладость). В среднем добавляют 0,7–1,1% кислоты. Все пищевые кислоты, кроме молочной и уксусной, поставляются в кристаллическом виде. Добавление в пищевой продукт пищевой кислоты не изменяет энергетическую ценность продукта, однако усвояемость его возрастает, так как продукт приобретает приятный кисловатый вкус и запах.

Пищевая лимонная кислота C₆H₈O₇·H₂O представляет собой кристаллогидрат трехосновной кислоты. Её получают в результате ферментации сахаросодержащих сред грибом А. niger. Для приготовления питательных сред используют мелассу. Промышленность выпускает лимонную кислоту трех сортов (экстра, высший и первый) в виде бесцветных кристаллов или белого порошка, хорошо растворимого в воде. Невысокая температура плавления 70-75ºС позволяет вносить кристаллическую лимонную кислоту в кондитерские полуфабрикаты, имеющие высокую температуру, при этом расплавленная кислота хорошо смешивается с полуфабрикатом.

Получение лимонной кислоты двумя  способами:

1. Из натурального сырья – лимона. Лимоны освобождают от кожуры, выпрессовывают лимонный сок, который затем обрабатывают мелом, при этом образуется цитрат кальция. После этого цитрат кальция обрабатывают серной кислотой и образуется лимонная кислота.

2. Микробиологическим способом. Микробиологический путь проще, чаще используется. Есть плесневые грибы (аспергилловые), которые сбраживают сахаросодержащее сырье с образованием лимонной кислоты.

Лимонная кислота. В пищевой промышленности лимонную кислоту используют в производстве кондитерских изделий, безалкогольных напитков и пищеконцентратов, в кулинарии. Пищевую лимонную кислоту получают в процессе ферментации сахаросодержащих сред грибом Aspergillus niger. В качестве сахаросодержащих сред используют мелассу - отход свеклосахарного производства. Свекловичная меласса содержит около 80% сухих веществ, в том числе 46-51% сахарозы, 0,8-2,7% азотистых, 8,5% минеральных веществ и др.

Процесс образования лимонной кислоты  при ферментации сахара может  быть представлен следующим уравнением:

С₁₂Н₂₂О₁₁ = 2C₆Н₈О₇ + 3Н₂О

Технологическая схема  производства лимонной кислоты включает следующие процессы: подготовка питательной  среды и получение посевного  материала; ферментация; получение  цитрата кальция; разложение цитрата  кальция; очистка раствора лимонной кислоты; выпаривание раствора; кристаллизация лимонной кислоты; отделение кристаллов кислоты; сушка кристаллов; упаковка и хранение лимонной кислоты.

В соответствии с ГОСТ 908 лимонную кислоту вырабатывают следующих  сортов: экстра, высший, первый с содержанием не менее 99,5% лимонной кислоты в пересчете на моногидрат. Лимонная кислота представляет собой бесцветные кристаллы или белый порошок без комков, для кислоты I сорта допускается желтоватый оттенок. Вкус кислый, без постороннего привкуса. 2%-ный раствор кислоты в дистиллированной воде не должен иметь запаха. Содержание золы для сорта экстра не более 0,07, для высшего - 0,1, I - 0,35%.

Лимонную кислоту выпускают  в упакованном виде, для реализации в розничной торговле кислоту  фасуют по 10-100 г в пакеты из полимерной пленки или этикетировочной бумаги, ламинированной полиэтиленом, или в пачки из бумаги с вкладышем.

Для поставки на предприятия лимонную кислоту фасуют в льно-джуто-кенафные мешки или льняные продуктовые  мешки вместимостью до 40 кг с вкладышем из полиэтиленовой пленки.

Лимонную кислоту хранят в закрытых помещениях при относительной влажности  воздуха не выше 70%. Срок хранения лимонной кислоты 6 мес. со дня изготовления.

Пищевая винная кислота C₄H₆O₆ является двухосновной кислотой. Винную кислоту получают преимущественно из винного камня и виннокислой извести. Винный камень образует кристаллический осадок на дне и стенках емкостей (бочек) для брожения, обработки и выдержки вина. В состав винного камня входят до 75% винной кислоты в виде калиевой и кальциевой солей, а также различные примеси. Камень измельчают, обрабатывают горячей водой, содержащей соли. В результате образуется виннокаменная известь. Эту известь обрабатывают серной кислотой и получают виннокаменную кислоту.

Виннокислую известь CaC₄H₄O₆ получают из выжимок винограда, дрожжевых осадков и др. при обработке их известковым молоком Са(ОН)₂, мелом СаСО₃ и хлоридом кальция. Виннокислая известь содержит около 50% винной кислоты. В процессе производства в виннокислую известь добавляют серную кислоту, в результате чего образуется свободная винная кислота. Раствор винной кислоты очищают, упаривают и получают кристаллическую кислоту.

Молочная кислота CH₃CH(OH)COOH - важный промежуточный продукт обмена веществ у животных, растений и микроорганизмов. Образуется при молочнокислом брожении (скисании молока, квашении капусты и др.). Получают молочную кислоту путем сбраживания сахаросодержащего сырья молочнокислыми бактериями.

Молочная кислота широко применяется в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. В пищевой промышленности она используется в производстве кондитерских изделий, безалкогольных и ликероводочных напитков, фруктовых соков, в хлебопекарном производстве.

Пищевая молочная кислота  представляет собой водный раствор молочной кислоты, который получают ферментацией углеводсодержащего сырья гомоферментативными молочнокислыми бактериями Дельбрюка (Laktobacillus delbrueckii).

Сырьем для производства молочной кислоты служит смесь тростникового  сахара сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы. Тростниковый сахар-сырец содержит 99,4-99,6% сухого вещества, в том числе 96,5-98% сахарозы. Рафинадная патока является отходом производства сахара-рафинада, содержит не менее 72% сухого вещества, в том числе 49% сахарозы.

Гомоферментативное молочнокислое  брожение может быть представлено следующим  уравнением:

С₆Н₁₂О₆ = 2C₃Н₆О₃ + 94 кДж.

Технологическая схема  производства молочной кислоты включает следующие процессы: подготовка питательной  среды и получение посевного материала; сбраживание питательной среды; очистка культуральной жидкости; кристаллизация лактата кальция, отделение кристаллов лактата кальция; разложение лактата кальция; очистка раствора молочной кислоты; выпаривание раствора молочной кислоты; розлив молочной кислоты.

Готовая молочная кислота  содержит различные продукты дегидратации, которые называются ангидридами. При  повышении концентрации кислоты  содержание ангидридов возрастает. Образование  ангидридов приводит к снижению кислотности, ухудшению качества кислоты.

Пищевую молочную кислоту  выпускают 40%-й концентрации высшего, I и II сортов. Она представляет собой  прозрачную жидкость без мути и осадка, со слабым запахом, без постороннего привкуса. Содержание золы для высшего  сорта не более – 0,6, для I – 1,0, II – 4,0%.

Пищевую молочную кислоту разливают  в бутыли вместимостью 10 л, бочки  из полиэтилена вместимостью 50 л. Стеклянные бутыли укладывают в деревянные ящики, заполненные упаковочным материалом. Хранят в таре изготовителя в закрытых помещениях в течение 1 года со дня выработки.

Уксусная кислота СН₃СООН применяется при изготовлении майонезов, соусов, консервов, мариновании, а также в качестве приправы в кулинарии.

Уксусную эссенцию получают химическим путем. Она содержит около 80% уксусной кислоты.

Уксус столовый представляет собой  слабый водный раствор уксусной кислоты (6-12%). Его получают при окислении  этанола уксуснокислыми бактериями или при разбавлении водой  уксусной эссенции.

Основное сырье для производства спиртового уксуса - спирт-сырец из зерна, картофеля или их смеси, ректификованный спирт I сорта. Для выработки фруктового уксуса используют сухие плодово-ягодные виноматериалы.

Ферментация осуществляется уксуснокислыми бактериями Acetobakter aceti.

Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями можно представить в виде суммарного уравнения

С₂Н₅ОН = СН₃СООН + Н₂О + 487 кДж.

Технологическая схема  производства столового уксуса включает следующие процессы: приготовление  сусла; ферментация; осветление уксуса; пастеризация; розлив уксуса.

Для улучшения вкуса и запаха уксус выдерживают в дубовых бочках. Стандартную кислотность пищевого уксуса обеспечивают разбавлением его водой до требуемой концентрации уксусной кислоты. Готовый уксус пастеризуют для получения продукта, стойкого при хранении. Уксус разливают для розничной торговли в бутылки, а для использования в промышленности - в бочки и бутыли.

В зависимости от вида сырья и  содержания уксусной кислоты вырабатывают пищевой уксус спиртовой 6, 9, 12%-й  и фруктовый 6%-й.

Уксус должен быть прозрачным, без мути, осадка, слизи, посторонних включений. Запах и вкус должны соответствовать виду уксуса. Фруктовый уксус имеет слабый запах исходного сырья без посторонних запахов и привкусов. Наличие свободных минеральных солей и солей тяжелых металлов не допускается.

Уксус хранят в хорошо вентилируемых  помещениях при температуре от 0 до 20^оС и относительной влажности воздуха 75-80%. Срок хранения в бутылках составляет 6%-го - 6 мес., 9%-го и 12%-го - 12, фруктового - 3 мес.