Пищевые кислоты как пищевые добавки

В ряде случаев возникает необходимость подщелачивать или подкислять продукты пи­тания, подчеркивать или придавать продукту определенный вкус. Обычно строгого регла­ментирования этих веществ не существует, так как многие из них являются нормальными компонентами пищевых продуктов. Уксусная, яблочная, молочная кислоты участвуют в про­межуточном обмене, поэтому для них нецеле­сообразно устанавливать ограничения. И все же вопросу применения отдельных пищевых кислот уделяется повышенное внимание.

Основным источником пищевых кислот является растительное сырье и продукты его переработки. Наряду с сахарами и ароматическими веществами они формируют вкус, аромат плодов, ягод, овощей и продуктов их переработки.

Разнообразие пищевых кислот в составе растительных объектов приведено в табл. 14.

Таблица 14. Пищевые кислоты фруктов, ягод, овощей

Пищевые кислоты, как органические, так и неорганические, широко используются в раз­ных отраслях пищевой промышленности при производстве пищевых продуктов для их подкисления. Наиболее широко пищевые кислоты применяют в кондитерской и консервной про­мышленности, а также при производстве без­алкогольных напитков. Разрешенные к приме­нению для пищевых целей кислоты безвредны для организма, в связи с чем применение боль­шинства из них не лимитируется, а допусти­мые количества предусмотрены стандартами на пищевые продукты. Однако применение не­которых кислот ограничивается. Так, напри­мер, в кондитерских изделиях допускается применение яблочной кислоты в количестве не более 1200 мг/кг, ортофосфорной – не более 600 мг/кг, уксусной в маринадах – не более 600-800 мг/кг. Можно привести и другие примеры.

Перечень пищевых кислот представлен в табл.15.

Следует отметить, что органические кисло­ты применяемые для пищевых целей, оказывают сравнительно малое токсические дей­ствие. Например, лимонная кислота у челове­ка играет важную роль в обмене веществ, уча­ствуя в цикле Кребса. Она широко распрост­ранена в растениях и животных организмах.

В гигиеническом отношении особого вни­мания заслуживают не сами пищевые кислоты, а примеси к ним, получаемые в процессе произ­водства этих кислот. В этом отношении уста­новлены строгие требования о недопущении или всемерном их ограничении (см. таблицу 15).

Пищевые кислоты не обладают токсически­ми свойствами, а многие из них входят в со­став пищевых продуктов в качестве естествен­ной составной части, причем иногда в значи­тельном количестве.

По данным Объединенного комитета экс­пертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам су­точной дозой некоторых пищевых кислот для человека являются величины, представленные в таблице 16.

Таблица 16.Допустимые количества пищевых кислот, добавляемых в пищевые продукты

Лимонная кислота – наиболее мяг­кая по сравнению с другими пищевыми кисло­тами по вкусу. Обладает приятным кислым вкусом, благодаря чему находит широкое при­менение в пищевой промышленности. В наи­большей степени лимонная кислота использу­ется в кондитерской промышленности и в про­изводстве безалкогольных напитков, а также при производстве некоторых видов рыбных консервов. Безусловно допустимые и условие допустимые суточные дозы лимонной кислоты (таблица 16) намного больше того количества, которое применяется для добавления в пищевые продукты с целью их подкисления.

Лимонная кислота может быть получена из лимонов (из 1 т лимонов 25 кг лимонной кислоты) или из сахаров путем лимоннокислого брожения. Также лимонную кислоту получают из махорки, однако в этом случае сухое веще­ство лимонной кислоты содержит 5-7% цитра­та кальция. Преимуществом лимонной кисло­ты является возможность получения ее в твер­дом состоянии, а также отсутствие раздражаю­щего действия на слизистые пищеварительного тракта.

Максимально допустимый уровень содер­жания лимонной кислоты в некоторых пище­вых продуктах приводится ниже: какао, шоко­лад – 0,5%; соки фруктовые – 3 г/л; напит­ки безалкогольные (на основе соков) 5 г/л; джем, мармелад, кремы – «Quantum satis», или сколько требуется по технологии.

Винная или виннокаменная кислота используется в кондитерской про­мышленности и при производстве безалкоголь­ных напитков. Количество ее не лимитируется. Винная кислота содержится во многих фрук­тах в свободном виде, а также в виде калие­вой, кальциевой или магниевой соли.

Известно, что винная кислота не подверга­ется обменным превращениям в организме че­ловека. При ее пероральном введении только 20% выделяется с мочой, остальное же количе­ство не всасывается и разрушается в кишечни­ке под действием бактерий.

Токсикологические исследования показали, что в результате двухлетнего кормления крыс пищей, содержащей различные количества виннокаменной кислоты (от 0,1 до 1,2%), не выявлено ее токсического действия и каких-либо изменений в росте подопытных живот­ных, их смертности и других показателях. Это дало основание Объединенному комитету экспертов ФАО/ВООЗ по пищевым добавкам ус­тановить безопасные суточные дозы виннока­менной кислоты (см. таблицу 16).

Получают винную кислоту из отходов ви­ноделия, главным образом из остаточных вин­ных дрожжей и винного камня, отлагающегося на внутренней поверхности бочек в процессе выдержки вина. Содержание винной кислоты в остаточных винных дрожжах составляет 20-30%, а в винном камне достигает 40-70%.

Винная кислота не обладает сколько-ни­будь существенным раздражающим действием на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Преимуществом винной кислоты, равно как и лимонной, является возможность ее получения и использования в кристаллическом виде.

Адипиновая кислота обладает приятным кислым вкусом и используется в пищевой промышленности вместо лимонной или виннокаменной. Однако эта кислота слабо растворима в воде при сравнительно низкой температуре (30-40°С) и имеет менее выражен­ии кислый вкус, чем лимонная. Ввиду этого она применяется в промышленности реже, чем лимонная или виннокаменная. По своему действию на организм адипиновая кислота безвредна. Получают адипиновую кислоту из фенола.

Яблочная кислота менее кислая, чем лимонная и виннокаменная, поэтому ее добав­ляют на 20-30% больше, чем этих кислот. Яб­лочная кислота используется в кондитерском производстве и при производстве безалкоголь­ных напитков. Использование чистой синтети­ческой яблочной кислоты допускается в коли­честве не более 1,2%, а получают ее синтетиче­ски из малеиновой кислоты, которую, в свою очередь, получают из фенола.

Имеются данные о том, что грудные дети плохо усваивают D-изомер молочной кислоты, в связи с чем это вещество нельзя включать в продукты питания для детей этого возраста, например в детские молочные смеси. Высказа­но мнение о том, что яблочная кислота не дол­жна быть загрязнена малеиновой кислотой, которая является токсическим соединением. Величина допустимого суточного потребления для мононатриевой соли DL-яблочной кислоты не установлена.

Фумаровая кислота обладает ток­сичностью (в высоких дозах вызывает повреждение яичек), в связи с чем допустимое суточное потребление ее установлено на уровне 6 мг/кг массы тела.

Триоксиглутаровая кислота пло­хо растворяется в воде, что ограничивает ее применение в пищевой промышленности. Этой кислотой подкисляют начинки для карамели.

Молочная кислота – продукт мо­лочнокислого брожения сахаров. Для пище­вых целей допускается только специально об­работанный чистый продукт. Молочная кисло­та не раздражает слизистых оболочек и широ­ко применяется для пищевых целей. Стандар­том предусматривается производство двух ва­риантов молочной кислоты: средней концент­рации (содержание молочной кислоты не ме­нее 40% и ангидридов не более 4,51%) и повы­шенной концентрации (молочной кислоты не менее 70% и ангидридов не более 15%). При­меняется молочная кислота в производстве бе­залкогольных напитков и частично в конди­терском производстве. Молочная кислота, по­лучаемая в жидком виде (50-60% концентра­ции), при добавлении ее в карамельную массу разжижает ее и делает менее стойкой. Более того, молочная кислота при высокой темпера­туре частично разлагается, что делает ее при­менение для подкисления карамели малопри­годной. В основном молочная кислота приме­няется для подкисления кислосливочного мас­ла в количестве до 600 мг/кг и при производ­стве безалкогольных напитков и некоторых сортов пива, например сорта «Летнее», в ко­личестве до 1800 мг/кг.

В некоторых пищевых продуктах содержа­ние молочной кислоты довольно велико. Так, например, в квашеной капусте ее содержится 0,7-2,0%, в соленых огурцах 0,6-1,2%, в ржа­ном хлебе до 1,08%, в простокваше 0,68-1,08%, в кефире 0,54-0,65%, в сметане 0,54-1,08%. Применение молочной кислоты как пище­вой добавки требует некоторого ограничения, в силу того что молочная кислота, как и яб­лочная, может встречаться как D-форме, так и в L-форме. В то же время известно, что у де­тей до 6-месячного возраста ферментные систе­мы, обеспечивающие превращение D-формы в L-форму, несовершенны. Поэтому использова­ние D-молочной кислоты в питании детей ран­него возраста недопустимо. Должно быть огра­ничено ее применение и для питания взрос­лых.

Уксусная кислота – наиболее рас­пространенная пищевая кислота, применяемая в пищевой промышленности, особенно при производстве маринованных изделий, овощ­ных заготовок и консервов.

В торговой сети уксусная кислота пред­ставлена в виде уксусной эссенции, содержа­щей 70-80% уксусной кислоты, или в виде столового уксуса. Столовый уксус получают путем разведения уксусной эссенции водой. Все водные растворы должны быть абсолютно прозрачными. Столовый уксус может быть по­лучен и другими путями из различных спиртосодержащих продуктов путем уксуснокислого брожения.

Фосфорная или ортофосфорпая кислота широко распространена в естественных пищевых продуктах как в виде сво­бодной фосфорной кислоты, так и в виде ее калиевых, натриевых или кальциевых солей. Например, высокие концентрации фосфата (0,1-0,5% в расчете на фосфор) содержатся в таких продуктах, как молоко, сыр, орехи, рыба, мясо и птица, желток яиц и некоторые зла­ковые.

Фосфорная кислота является существенной составной частью человеческого организма. Она входит в состав костей и многих ферментных систем. Известно, что фосфор играет важную роль в углеводном, жировом и белковом обменах. Концентрация фосфора в сыворотке крови поддерживается физиологическими регулиру­ющими механизмами. Его всасывание в кишеч­нике зависит от потребности организма, а по­этому ограничено. Выделяется фосфор из ор­ганизма с калом в виде фосфата кальция. От­сюда следует, что длительное введение в орга­низм избыточного количества фосфорной кис­лоты может привести к потере кальция.

По заключению Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам, безусловной суточнойдозой фосфорной кисло­ты для человека является 0-5 мг/кг веса тела, а условно допустимой – 5-15 мг/кг.

Применяется фосфорная кислота в основном в безалкогольной и кондитерской промышленности. Отмечено, что в организм чело­века с прохладительными напитками может вводиться повышенное количество фосфора, что необходимо учитывать, чтобы резко не из­менять оптимальное соотношение кальция и фосфора в организме.

Угольная кислота – сжиженный уг­лекислый газ используется для газирования напитков. Использование угольной кислоты придает напиткам приятный жгучий вкус и шипучесть.

Все указанные пищевые кислоты специаль­но изготовляются для пищевой промышленности и должны удовлетворять гигиеническим требованиям по критериям безопасности, кото­рые регламентируются в соответствующих стандартах и технических условиях на эти кислоты. Как видно из таблицы 16, в пище­вых кислотах нормируется содержание мышь­яка, свинца и других солей тяжелых метал­лов, свободных минеральных кислот, некото­рых органических кислот, а также других примесей. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВООЗ по пищевым добавкам установле­но приемлемое пороговое количество для мышьяка 3 мг/кг и для свинца 10 мг/кг. Было подчеркнуто, что эти количества приняты для обеспечения хорошей практики производства, а не из-за каких-либо серьезных токсикологи­ческих соображений, так как пищевые добавки обычно используются в сравнительно неболь­ших количествах. Тем не менее, однако, было подчеркнуто, что количество мышьяка и свинца необходимо поддерживать на возможно бо­лее низком уровне.

Пищевые кислоты сравнительно широко используются при производстве кондитерских изделий и напитков, пищевых концентратов, сухих киселей, варенья, некоторых соусов. В кондитерской промышленности для придания карамели и другим изделиям приятного кисло­ватого вкуса используются кристаллические, хорошо растворяющиеся в воде пищевые кис­лоты, способные инвертировать сахар и не разрушаться при температуре до 120°С. Этим требованиям удовлетворяют виннокаменная и лимонная кислоты. В производстве безалкогольных напитков для придания им кислого вкуса ягод и фруктов чаще всего добавляют виннокаменную,лимонную и молочную кислоты. Уксусная кислота применяется при производстве различных маринадов и в кулинарии. Угольная кислота используется для газирования напитков.