Свойства винных кислот

Наименование кислоты	tпл, ºС	Растворимость в воде при 20 ºС, г/100 г	Константы кислотности
			рК1	рК2
D-винная	170	139,4	2,93	4,23
L-винная	170	139,4	2,93	4,23
Мезовинная	140	125	3,11	4,80
Виноградная	206	20,6	2,96	4,24

Нагревание безводной L(+)-винной кислоты до температуры выше 180 С приводит сначала к отщеплению от двух молекул кис-лоты одной молекулы воды и образованию двувинной-метавинной кислоты (Е 353). При отщеплении еще одной молекулы воды образуется ангидрид винной кислоты.

L-винная кислота хорошо растворима в воде (табл. 6.13) и водно-спиртовых растворах. Ее растворимость увеличивается с повышением температуры. Она кристаллизуется из водных растворов в виде бесцветных прозрачных косых ромбических или моноклиноэдрических призм с притупленными передними углами, не содержащих крис-таллизационной воды.

Таблица 6.13

Растворимость виннокаменной кислоты в воде в зависимости от температуры

Темпе- ратура, С	В 100 г воды растворяется винно- каменной кислоты, г	Темпе- ратура, С	В 100 г воды растворяется винно- каменной кислоты, г	Темпе- ратура, С	В 100 г воды растворяется винно- каменной кислоты, г
0	115	35	165	70	244
5	120	40	176	75	258
10	126,7	45	185	80	273
15	133	50	195	85	290
20	139,4	55	206	90	307
25	148	60	218	95	325
30	156,2	65	230	100	343

Винная кислота и ее соли проявляют стойкость при хранении, только если они хорошо высушены. Во влажном состоянии и в раст-воре они разрушаются микроорганизмами.

Промышленное производство винной кислоты складывается из следующих основных процессов:

1) переработки всех видов сырья в винно-кислую известь, которую получают из отходов на заводах первичного виноделия: из дрожжевых осадков после сбраживания виноградного сока и выжи-мок после прессования мезги; винного камня, образующегося на стенках и днищах бочек, цистерн во время брожения сусла и выдержки вин, а также при упаривании виноградного сока в вакуум-аппаратах;

2) выделения из винно-кислой извести винной кислоты путем расщепления серной кислотой, отфильтровывания осадка, упаривания фильтрата, кристаллизации и центрифугирования неочищенных крис-таллов;

3) адсорбционной и химической очистки растворов винной кис-лоты;

4) упаривания очищенного раствора, кристаллизации, центрифугирования, сушки и упаковки готовой виннокаменной кислоты.

Все показатели качества винной кислоты регламентирует ГОСТ 21205–83.

В качестве подкислителя и регулятора кислотности винную кис-лоту применяют в производстве джемов, цитрусовых мармеладов, варенья, консервированных фруктов и овощей, томата-пасты, безалкогольных напитков, вин, фруктово-ягодного мороженого.

Особенность винной кислоты – очень малая гигроскопичность – обусловливает ее предпочтительность в производстве шипучих таблеток и быстрорастворимых порошкообразных напитков.

Для пищевой винной кислоты (Е 334) установлено допустимое суточное поступление на уровне 30 мг/кг массы тела в день.

Пищевая добавка Е 353 (метавинная кислота) также разрешена в России, но сфера ее применения весьма ограничена. В основном ее используют для снижения или исключения выпадения винного камня и помутнения вин (не более 100 мг/дм³ вина).

Яблочная кислота известна в двух оптически деятельных и одной рацемической формах. В природе распространена L(–)-яблочная кислота. Присутствие в натуральных соках D-яблочной кислоты рассматривается как его фальсификация.

Яблочная кислота может быть получена различными методами: синтетическим, методом извлечения из растительного сырья и микробиологическим. В основе химических методов лежат реакции присоединения воды к малеиновой и фумаровой кислотам, восстановления D,L-винной кислоты (виноградной кислоты), замена гидроксилом брома в D,L-бромянтарной кислоте. В этих случаях образуется рацемическая яблочная кислота. Яблочную кислоту и ее соли можно выделить из листьев хлопчатника и отходов хлопкоочистительной промышленности, плодов рябины и барбариса. Микробный синтез яблочной кислоты осуществляют с помощью иммобилизованных на силикагеле клеток микроорганизмов Brevibacterium ammoniag в колонне с фиксирующим слоем.

В промышленном масштабе рацемическую кислоту (пищевую добавку Е 296) получают синтетическим путем из малеиновой кислоты. Она представляет собой белый кристаллический порошок, мало гигроскопичный, с температурой плавления 130–132 С, хорошо растворимый в холодной воде и нерастворимый в жиросодержащих растворителях.

Яблочная кислота относится к разрешенным в России пищевым подкислителям. Допустимое суточное поступление для нее не ограничено.

Как подкислитель яблочная кислота имеет сильный кислый вкус с небольшим оттенком вкуса недозрелых плодов, поэтому в рецептуры пищевых изделий ее вносят в значительно меньших количествах (на 10–20 %), чем лимонную.

Область применения яблочной кислоты: кондитерские изделия, фруктовые консервы, безалкогольные напитки.

Фумаровая кислота яляется ненасыщенной двухосновной кис-лотой. В природе она встречается в сорном растении дымянке и во многих грибах. Промышленный способ получения фумаровой кисло-ты основан на каталитической изомеризации малеиновой кислоты.

Фумаровая кислота – белое кристаллическое вещество, которое, не плавясь, возгоняется при 200 С; в запаянном капилляре имеет температуру плавления 287–288 С. Фумаровая кислота имеет низкие степень растворимости и скорость растворения в воде: 7 г/дм³ при 20 С. Хорошо растворима в спиртах.

Фумаровая кислота как пищевая добавка разрешена к примене-нию в пищевой промышленности России, но ввиду токсичности имеет ограничения. Для нее допустимое суточное поступление установлено на уровне 6 мг/кг массы тела человека. Кроме того, причинами ограничения ее применения в качестве подкислителя являются и технологические факторы: плохие растворимость, смачиваемость и скорость растворения.

Обычно фумаровую кислоту используют в составе комплекс-ных пищевых добавок, предназначенных для производства конди-терских изделий (карамели, мармелада), безалкогольных напитков, а также для подкисления теста, в сухих смесях для гелеобразных продуктов и десертов.

Янтарная кислота также является двухосновной предельной кислотой. Представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 182,8 С, хорошо растворимый в горячей воде (1:1), хуже – в холодной и спирте. Имеет незначительный солоновато-горький привкус. В природе янтарная кислота содержится во многих растениях: водорослях, грибах, лишайниках. Может быть выделена из янтаря путем сухой перегонки. В промышленности янтарную кислоту получают гидрированием малеиновой кислоты.

Янтарная кислота является подкислителем, разрешенным к применению в РФ. Допустимое суточное поступление для нее не определено.

Применяют янтарную кислоту в производстве порошкообразных продуктов длительного хранения. В определенной степени янтарная кислота стабилизирует цвет и усиливает вкус рыбы.

Адипиновая кислота является двухосновной предельной кислотой. Представляет собой белое кристаллическое вещество с темпера-турой плавления 153 С. Характеризуется низкой растворимостью в спирте и средней – в воде (15 г/дм³ при 20 С). Адипиновую кислоту получают окислением циклогексана (или циклогексанола, или циклогексанона) азотной кислотой. Производство адипиновой кислоты пищевого назначения незначительно, так же как и потребление. Допустимое суточное поступление – 5 мг/кг массы тела в день в пересчете на адипат-ион.

Сфера применения: производство жевательной резинки, порошкообразных смесей напитков, смесей для выпечки.

Ортофосфорная кислота (синоним – фосфорная кислота) пред-ставляет собой прозрачную вязкую жидкость без запаха с температурой плавления 42,35 С и температурой разложения 150 С, смешивается с водой и этанолом.

Получают ортофосфорную кислоту химическим синтезом из природного сырья – фосфатов (ГОСТ 10678–76Е, марка А, пищевая). Разрешена к применению в РФ, но допустимая суточная доза фосфорной кислоты в составе пищевых продуктов ограничена – не более 15 мг/кг массы тела, так как избыточное количество может привести в организме человека к нарушениям баланса фосфора и кальция.

В качестве подкислителя фосфорная кислота в основном используется в производстве безалкогольных напитков и плавленых сыров.

Пищевые кислоты обладают одной общей вкусовой характеристикой – кислым вкусом, но различаются по его интенсивности и вкусовым характеристикам во времени (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Интенсивность и продолжительность действия кислого вкуса пищевых кислот (Х. Хамелийинк, 1999 г.)

Кислый вкус пропорционален концентрации ионов Н⁺. Однако на ощущение кислого вкуса органических кислот влияет и анион, за счет чего возникают различные вкусовые ощущения. Если сравнивать вкусовые характеристики наиболее часто используемых пищевых кислот, то вкусовая характеристика молочной кислоты описывается как мягкая и длительная. Лимонная и винная кислоты дают быстрый кисловатый начальный импульс. Яблочная кислота по вкусовым характеристикам занимает промежуточное положение между молочной и лимонной кислотами. Вкус яблочной кислоты сохраняется дольше, чем лимонной, давая замедленную кислую ноту. Она обладает приятным кислым привкусом, который дополняет фруктовый аромат.

Интенсивность восприятия человеком кислого вкуса органиче-ских кислот зависит не только от титруемой кислотности, она также связана со степенью диссоциации пищевых кислот. В связи с этим различен порог ощущения пищевых кислот. В табл. 6.14 приведены данные константы диссоциации и порога чувствительности пищевых кислот.

Таблица 6.14