- •Федеральное агентство по образованию
- •Пищевые добавки и ароматизаторы Физико-химические и функционально-технологические свойства
- •Введение
- •1. Функциональные классы пищевых добавок
- •2. Терминология пищевых добавок и ароматизаторов, принятая в рф
- •3. Правовое регулирование производства и обращения пищевых добавок и ароматизаторов
- •Директивы, принятые ес по пищевым добавкам
- •Директивы, принятые по критериям чистоты пищевых добавок
- •Законодательство ес по ароматизаторам
- •Законодательство ес в области безопасности консервантов
- •Законодательство ес в области безопасности антиоксидантов
- •Документы, регламентирующие применение пищевых добавок в рф
- •4. Система подтверждения безопасности пищевых добавок и ингредиентов
- •Пищевые добавки, запрещенные в рф к применению при производстве пищевых продуктов
- •5. Методы оценки органолептических характеристик пищевых добавок и ароматизаторов
- •5.1. Различительные методы
- •5.2. Методы с использованием шкал и категорий
- •5.3. Описательные методы
- •6. Пищевые добавки, влияющие на вкус и аромат пищевого продукта
- •6.1. Пищевые ароматизаторы
- •6.1.1. Сырье для получения ароматизаторов
- •6.1.2. Компонентный состав и технология ароматизаторов
- •Физико-химические показатели растворителей
- •Рецептуры фруктовых ароматизаторов ( е.В. Смирнов, 2006 г.)
- •6.1.3. Применение и дозировки ароматизаторов
- •6.2. Подсластители и сахарозаменители
- •Относительная сладость подсластителей
- •6.2.1. Интенсивные подсластители
- •6.2.2. Объемные сахарозаменители
- •6.2.3. Смесевые подсластители
- •6.2.4. Особенности применения заменителей сахара в производстве пищевых продуктов
- •Максимальные концентрации подсластителей, используемых в некоторых пищевых продуктах, мг/кг (а.П. Нечаев и др., 2002 г.; л.А. Сарафанова, 1997 г.)
- •Генотоксичность подсластителей (а.Д. Дурнев, 2007 г.)
- •6.3. Пищевые кислоты и регуляторы кислотности пищевых систем
- •6.3.1. Пищевые органические кислоты
- •Наличие органических кислот в различных фруктах и ягодах
- •Основные свойства пищевых кислот
- •Сравнительная оценка бактерицидного действия уксусной, молочной и лимонной кислот при 20 ºС в течение 15 мин
- •Характеристики пищевых кислот, используемых в кондитерском производстве
- •Свойства винных кислот
- •Растворимость виннокаменной кислоты в воде в зависимости от температуры
- •Константы диссоциации и пороговые концентрации чувствительности пищевых кислот
- •6.3.2. Соли пищевых кислот
- •Содержание цитратов в пищевых продуктах
- •Кислотность водных растворов фосфатов
- •6.4. Усилители вкуса и аромата пищевой продукции
- •Усилители вкуса и аромата, разрешенные к применению в рф
- •7. Пищевые добавки, улучшающие внешний вид пищевых продуктов
- •7.1. Пищевые красители
- •Пищевые красители, разрешенные к применению в рф в производстве пищевых продуктов (по данным СанПин 2.3.2.2364–08)
- •7.1.1. Натуральные красители
- •Стойкость основных натуральных красителей (по л.А. Сарафановой, 2004 г.)
- •7.1.2. Синтетические красители
- •Цветовая гамма синтетических красителей, разрешенных к применению в рф в производстве пищевых продуктов
- •Свойства синтетических красителей
- •Свойства азокрасителей
- •Гигиенические регламенты применения синтетических красителей (СанПиН 22.3.2.1293–03)
- •7.1.3. Минеральные (неорганические) красители
- •Минеральные (неорганические) красители, разрешенные к применению в рф в производстве пищевых продуктов
- •7.2. Применение пищевых красителей в производстве пищевых продуктов
- •Рецептуры смесевых красителей (л.А. Сарафанова, 2008 г.)
- •8. Пищевые добавки, увеличивающие срок годности пищевой продукции
- •8.1. Консерванты для пищевой промышленности
- •Список консервантов, разрешенных в рф для применения в пищевых продуктах
- •Эффективность некоторых консервантов по отношению к микроорганизмам (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •8.1.1. Индивидуальные консерванты
- •Растворимость сорбиновой кислоты и сорбата калия в зависимости от вкусовых веществ
- •Действие сорбиновой кислоты на микроорганизмы (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Действие бензойной кислоты на микроорганизмы (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Действие парабенов на микроорганизмы (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Действие муравьиной кислоты на микроорганизмы (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Характеристики сернистого газа и его производных
- •Действие сернистой кислоты на микроорганизмы (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Действие нитрита на бактерии (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •8.1.2. Смесевые консерванты и эффект синергизма
- •8.1.3. Факторы, влияющие на эффективность действия консервантов
- •Доля недиссоциированных молекул для консервантов (кислот) при различных значениях рН (э. Люк, м. Ягер, 2003 г.)
- •Пороговые значения активности воды для некоторых микроорганизмов, встречающихся в пищевых продуктах
- •8.2. Антиокислители и их синергисты
- •Антиокислители, разрешенные к применению в рф
- •Содержание токоферола в некоторых жирах, маслах и жиросодержащих продуктах
- •8.3. Пищевые добавки, способствующие повышению сроков годности пищевых продуктов
- •Список литературы
- •Содержание
Основные свойства пищевых кислот
Наименование кислоты
|
Эмпирическая формула
|
Внешний вид
|
Температура плавления, °С
|
Растворимость, г/100 мл |
|
воды |
этанола |
||||
Уксусная |
CH3COOH
|
Бесцветная жидкость |
16,6
|
∞
|
∞
|
D(–)-молочная |
CH3CHOHCOOH
|
Гигроскопичные пластинки |
52–54
|
∞
|
∞
|
L(+)-молочная |
CH3CHOHCOOH
|
Гигроскопичные кристаллы |
25–26
|
∞
|
∞
|
DL-молочная |
CH3CHOHCOOH
|
Гигроскопичные кристаллы или сироп |
18
|
∞
|
∞
|
Ортофосфорная |
H3PO4
|
Бесцветная жидкость
|
42,35
|
54820
|
р
|
L(+)-винная |
CHOHCOOH | CHOHCOOH |
Бесцветные кристаллы
|
140 (безводная)
|
13920; 343100
|
20,415
|
ДL-винная |
CHOHCOOH | CHOHCOOH |
Бесцветные кристаллы
|
203–205 (безводная)
|
9,230; 20,620; 185100
|
2,0815; 3,925
|
Окончание табл. 6.9
Наименование кислоты
|
Эмпирическая формула
|
Внешний вид
|
Температура плавления, °С
|
Растворимость, г/100 мл |
|
воды |
этанола |
||||
Метавинная |
CHOHCOOH | CHOHCOOH |
Бесцветные кристаллы
|
140 (безводная)
|
12515
|
р
|
Лимонная |
COOHCH2COOHCOHCH2COOH
|
Бесцветные кристаллы
|
70 (моногидрат); 153 (безводная) |
14620; 525100
|
6225
|
L-яблочная |
HOOCCH2CHOHCOOH |
Бесцветные кристаллы |
100 |
р |
68,320 |
ДL-яблочная |
HOOCCH2CHOHCOOH |
Бесцветные кристаллы |
130–131 |
1,4425; 41179 |
35,920 |
Фумаровая |
HOOCCH=CHCOOH |
Бесцветные кристаллы |
300–302 |
0,7025; 9,8100 |
5,7529,7 |
Янтарная |
HOOCCH2CH2COOH |
Бесцветные кристаллы |
189–190 |
6,820; 121100 |
7,521,5 |
Лимонная кислота широко распространена в природе. Большое значение она имеет как участник метаболического цикла Кребса. Кровь человека в норме содержит 25 мг/кг лимонной кислоты.
В начале промышленного производства лимонную кислоту получали из лимонов, некоторые разновидности которых содержат до 8 % кислоты. В качестве сырья для промышленного получения лимонной кислоты использовали также листья хлопчатника и стебли махорки.
В настоящее время во всем мире пищевую лимонную кислоту производят микробиологическим способом. В России и в некоторых странах Европы сырьем для получения лимонной кислоты являются
отходы сахарного производства. В США и Канаде до 90 % производимой лимонной кислоты получают из продуктов переработки кукурузы – декстрозы и глюкозы. Некоторое количество лимонной кис-лоты производят методом ферментации нефтехимического сырья (н-парафинов), но эта кислота относится к категории «технической».
В 2006 г. мировое производство лимонной кислоты достигло 1,6 млн т. По данным журнала «Евразийский химический рынок», основным производителем лимонной кислоты является Китай (50 % мирового производства). Спрос на нее постоянно увеличивается (в среднем на 3,5–4,5 % в год): 40 % мирового потребления лимонной кислоты приходится на Европу, 25 % – США и порядка 10 % – на Китай.
Лимонная кислота является резко выраженным подкислителем, вызывающим мгновенное ощущение кислого вкуса, которое быстро пропадает. Она широко используется в производстве безалкогольных и тонизирующих напитков, холодных чаев, кондитерских изделий, плодово-ягодных консервов, плавленых сыров, мороженого, майонезов, соусов, кетчупов, исусственного меда и др.
Востребованность лимонной кислоты связана с ее полифунк-циональностью, так как она не только придает вкус пищевой продукции, но и выступает как антиокислитель и комплексообразователь. Допустимое суточное поступление не ограничено. Она разрешена для розничной продажи населению (для применения в домашних условиях).
Качество отечественной лимонной кислоты регламентирует ГОСТ 908–2004.
Молочная кислота является одноосновной монооксикислотой. Молочная, или α-оксипропионовая, кислота существует в различных формах: оптически активных левовращающего 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.
Химические свойства молочной кислоты обусловлены наличием карбоксильной и гидроксильных групп, которые могут реагировать независимо одна от другой и в то же время оказывать взаимное влияние.
Молочная кислота содержится в растительных и животных тканях и является биологически инертным и физиологически безвред-ным ингредиентом. В некоторых пищевых продуктах ее содержание довольно велико, например: в квашеной капусте – 0,7–2,0 %; соленых огурцах – 0,6–1,2 %; ржаном хлебе – до 1,08 %; простокваше – 0,68–1,08 %; кефире – 0,54–0,65 %; сметане – 0,54–1,08 %.
Кровь человека содержит молочную кислоту в количестве 10–90 мг/кг массы, при физической нагрузке в мышцах также накапливается молочная кислота.
Пищевую молочную кислоту в России производят сбражива-нием углеводов гомоферментативными молочно-кислыми бактериями с последующим выделением, очисткой и концентрированием растворов молочной кислоты до достижения массовой доли основного вещества 40–42 %. По данной технологии получают рацемическую D,L-молочную кислоту.
При хранении молочной кислоты могут образовываться различные продукты дегидратации, которые условно называются ангидридами. В результате образования этих веществ снижается качество молочной кислоты, так как кислый вкус менее выражен. С повышением концентрации молочной кислоты увеличивается и концентрация ангидридов.
Допустимое суточное поступление в отношении молочной кислоты 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(+)-мо-лочная кислота.
Показатели качества пищевой молочной кислоты регламенти-рует ГОСТ 490–2006.
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.
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 масложировой отраслях пищевой промышленности.
По воздействию на бактерии молочная кислота является более эффективной по сравнению с уксусной и лимонной (табл. 6.10).
Таблица 6.10