9.4 Вплив харчових кислот на якість продуктів. Застосування кислот в харчовій технології

Харчові кислоти у складі продовольчої сировини і продуктів виконують різні функції, пов’язані з якістю харчових об’єктів.

У складі комплексу смакоароматичних речовин вони беруть участь у формуванні смаку і аромату –  основних показників якості харчового продукту.

Головне смакове відчуття, від присутності кислот у складі продукту, – кислий смак, який в загальному випадку є пропорційним концентрації іонів гідроксонію (Н3О+), з урахуванням відмінностей в активності речовин, які викликають однакове смакове сприйняття. Наприклад, порогова концентрація (мінімальна концентрація смакової речовини, що сприймається органами чуття), що дозволяє відчути кислий смак, складає для лимонної кислоти 0,017%, для оцтової – 0,03%.

У разі органічних кислот на сприйняття кислого смаку має вплив і аніон молекули. В залежності від природи останнього можуть виникати комбіновані смакові відчуття, наприклад, лимонна кислота має кисло-солодкий смак, а пікринова – кисло-гіркий. Зміна смакових відчуттів відбувається і у присутності солей органічних кислот. Так, солі амонію надають продукту солоного смаку.

Природно, що наявність у складі продукту декількох органічних кислот у поєднанні із смаковими органічними речовинами інших класів зумовлюють формування оригінальних смакових відчуттів, часто властивих виключно одному, конкретному виду харчових продуктів.

Якість харчового продукту є інтегральною величиною, що включає, окрім органолептичних властивостей (смаку, кольору, аромату), показники, що характеризують його колоїдну, хімічну і мікробіологічну стабільність.

Формування якості продукту здійснюється на усіх етапах технологічного процесу його отримання. Багато технологічних показників, що забезпечують створення високоякісного продукту, залежить від активної кислотності (рН) харчової системи.

Загалом величина рН має вплив на наступні технологічні параметри:

– утворення компонентів смаку і аромату, характерних для конкретного виду продукту;

– колоїдну стабільність полідисперсної харчової системи (наприклад, колоїдний стан білків молока або комплексу білково-дубильних сполук в пиві);

– термічну стабільність харчової системи (наприклад, термостійкість білкових речовин молочних продуктів, що залежить від стану рівноваги між іонізованим і колоїдно розподіленим фосфатом кальцію);

– біологічну стійкість (наприклад, пива і соків);

– активність ферментів;

– умови росту корисної мікрофлори і її вплив на процеси дозрівання (наприклад, пива або сирів).

Можна виділити три основних мети додавання кислот в харчову систему:

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

– вплив на колоїдні властивості, що зумовлюють формування консистенції, властивої конкретному продукту;

– підвищення стабільності, що забезпечує збереження якості продукту впродовж певного часу.

У таблиці 9.4 були наведені властивості найважливіших харчових кислот, що використовуються для регулювання рН в харчових системах і які забезпечують їм фізичну стабільність. Харчові кислоти впливають на:

– стійкість дисперсних систем (емульсій і суспензій);

– зміну в’язкості у присутності загусника;

– формування структури гелю у присутності гелеутворювача;

– мікрофлору, що забезпечує біологічну стійкість продукту.

Оцтова кислота (льодяна) Е 460 є найбільш відомою харчовою кислотою і випускається у вигляді есенції, 70...80%, що містить, власне кислоти. У побуті використовують розбавлену водою оцтову есенцію, що дістала назву столовий оцет. Використання оцту для консервації харчових продуктів – один з найбільш старих способів консервації. 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. Солі і етери цієї кислоти мають назву ацетати. Як харчові добавки використовуються ацетати калію і натрію (Е461 і Е462).

Разом з оцтовою кислотою і ацетатами, застосування знаходять діацетати натрію і калію. Ці речовини складаються з оцтової кислоти і ацетатів в молярному співвідношенні 1:1. Оцтова кислота – безбарвна рідина, що змішується з водою в усіх відношеннях. Діацетат натрію – білий кристалічний порошок, розчинний у воді, з сильним запахом оцтової кислоти.

Оцтова кислота не має законодавчих обмежень; її дія заснована, головним чином, на зниженні рН консервованого продукту і проявляється за вмісту вище 0,5% і спрямована, головним чином, проти бактерій. Основна галузь використання оцтової кислоти – овочеві консерви і мариновані продукти. Застосовується в майонезі, соусах, під час маринування рибної продукції і овочів, ягід і фруктів. Оцтова кислота широко використовується також як смакова добавка.

Молочна кислота випускається в двох формах, що відрізняються концентрацією: 40%-ний розчин і концентрат, що містить не менше 70% кислоти. Отримують молочнокислим бродінням цукрів. Її солі і етери називаються лактатами. У вигляді харчової добавки Е270 використовується у виробництві безалкогольних напоїв, карамелевих мас, кисломолочних продуктів. Молочна кислота має обмеження до застосування в продуктах дитячого харчування.

Лимонна кислота – продукт лимоннокислого бродіння цукрів. Має найбільш м’який смак в порівнянні з іншими харчовими кислотами. Солі і етери лимонної кислоти – цитрати. Застосовується в кондитерській промисловості, у виробництві безалкогольних напоїв і деяких видів рибних консервів (харчова добавка Е330).

Яблучна кислота має менш кислий смак, ніж лимонна і винна. Для промислового використання цю кислоту отримують синтетичним шляхом з малеїнової кислоти, у зв’язку з чим критерії чистоти включають обмеження за вмістом в ній домішок токсичної малеїнової кислоти. Солі і етери яблучної кислоти називаються малатами. Яблучна кислота має хімічні властивості оксикислот. Під час нагрівання до 100°С перетворюється на ангідрид. Застосовується в кондитерському виробництві і в отриманні безалкогольних напоїв (харчова добавка Е296).

Винна кислота є продуктом переробки відходів виноробства (винних дріжджів і винного каменю). Не чинить істотної подразливої дії на слизові оболонки шлунково-кишкового тракту і не піддається обмінним перетворенням в організмі людини. Основна частина (приблизно 80%) руйнується в кишечнику під дією бактерій. Солі і етери винної кислоти називаються тартратами. Застосовується в кондитерських виробах і у безалкогольних напоях (харчова добавка Е334).

Янтарна кислота є побічним продуктом виробництва адіпінової кислоти. Відомий також спосіб її виділення з відходів бурштину. Має хімічні властивості, характерні для дикарбонових кислот, утворює солі і етери, які дістали назву сукцинати. За 235°С янтарна кислота відщеплює воду, перетворюючись на янтарний ангідрид. Використовується в харчовій промисловості для регулювання рН харчових систем (харчова добавка Е363).

Фумарова кислота міститься у багатьох рослинах і грибах, утворюється під час бродіння вуглеводів у присутності Aspergillus fumaricus. Промисловий спосіб отримання заснований на ізомеризації малеїнової кислоти під дією HCl, що містить бром. Солі і етери називаються фумаратами. У харчовій промисловості фумарову кислоту використовують як замінник лимонної і винної кислот (харчова добавка Е297). Має токсичність, у зв’язку з чим добове споживання з продуктами харчування лімітоване рівнем 6 мг на 1 кг маси тіла.

Фосфорна кислота і її солі – фосфати (калію, натрію і кальцію) широко використовуються в харчовій сировині і продуктах його переробки. У високих концентраціях фосфати містяться в молочних, м’ясних і рибних продуктах, в деяких видах злаків і горіхів. Фосфати (харчові добавки Е 339...341) вводяться у безалкогольні напої і кондитерські вироби. Допустима добова доза, в перерахунку на фосфорну кислоту, відповідає 5...15 мг на 1 кг маси тіла (оскільки надмірна кількість її в організмі може стати причиною дисбалансу кальцію і фосфору).