Органічні кислоти як регулятори рН харчових систем. Хімічна природа та фізико-хімічні властивості найважливіших харчових кислот

Харчові кислоти є різноманітними за своїми властивостями групою речовин органічної та неорганічної природи. Склад і особливості хімічної будови харчових кислот різні та залежать від специфіки харчового об'єкту, а також природи кислотоутворення.

У більшості рослинних об'єктів виявлені нелеткі моно- та трикарбонові кислоти, насичені та ненасичені, зокрема гідрокси- та оксокислоти.

У продуктах переробки плодів, наприклад, в виноградних вичавках, можуть бути виявлені летючі кислоти - мурашина та оцетова.

Кислотність молока та молочних продуктів формується як за рахунок молочної кислоти, що утворюється в результаті біохімічних перетворень лактози молока, так і за рахунок інших кислот, що містяться в молоці, та кислих солей, а також кислотних груп казеїну.

До групи органічних харчових кислот, у принципі, належать також амінокислоти, що входять до складу білків, і вищі жирні кислоти, що є структурними компонентами ліпідів.

Основні джерела харчових кислот - рослинна сировина та продукти її переробки. Органічні харчові кислоти містяться в більшості видів рослинних харчових об'єктів - ягодах, фруктах, овочах, зокрема в коренеплодах, листяній зелені. Разом із цукрами та ароматичними сполуками вони формують смак та аромат плодів і, отже, продуктів їх переробки.

Загальне уявлення про різноманітність харчових кислот у складі рослинних об'єктів ілюструє табл. 38.

Таблиця 38.

Деякі харчові кислоти фруктів, ягід та овочів

Найбільш типовими у складі різних плодів і ягід є лимонна та яблучна кислоти. Серед інших кислот часто виявляються хінна, бурштинова та щавлева. До поширених належать також шикімова, фумарова, гліколєва, гліцеринова і винна кислоти.

Концентрації окремих органічних кислот у різних плодах і ягодах неоднакові.

Цитрусові плоди містять переважно лимонну кислоту та невеликі кількості яблучної. Вміст останньої в апельсинах складає 10-25%, у мандаринах - до 20%, в грейпфрутах і лимонах - до 5% щодо загальної кислотності. На відміну від плодів, у шкірці апельсинів міститься значна (приблизно 0,1 %) кількість щавлевої кислоти.

Лимонна кислота виявляється основною також у кислотному спектрі ананасів, де її вміст досягає 85%. На частку яблучної кислоти в цих плодах припадає близько 10%.

Домінуючою кислотою у складі плодів насінних та кісточкових є яблучна, вміст якої в їх кислотному спектрі коливається від 50 до 90%.

У кислих сортах яблук яблучна кислота складає понад 90% загальної кислотності, в черешнях і вишнях її концентрація досягає 85-90%, в сливах (залежно від сорту) - від 35 до 90%. Серед інших кислот у цих плодах - лимонна та хінна.

Більше 90% кислотності припадає на яблучну, лимонну та хінну кислоти в таких плодах, як персики і абрикоси, причому співвідношення яблучної та лимонної кислот може коливатися в широкому діапазоні, що в деяких випадках пов'язують із зміною вмісту цих кислот у плодах в процесі дозрівання. Встановлено, наприклад, що при дозріванні персиків кількість яблучної кислоти в них значно зростає, а лимонної зменшується.

На відміну від інших видів плодів, у винограді основною є винна кислота, яка становить 50-65% загальній кислотності. Крім неї у винограді ще є яблучна (25-30%) та лимонна (до 10%) кислоти. У процесі дозрівання винограду вміст яблучної кислоти знижується інтенсивніше, ніж винної.

У більшості видів ягід, за винятком винограду, агрусу, чорниці та ожини, переважає лимонна кислота. Наприклад, у суниці на її частку припадає 70-90%, у смородині - 85-90%. Вміст яблучної кислоти в цих ягодах - 10-15%. В ожині 65-85% складає ізолимонна кислота, а у складі агрусу - 45% яблучної та лимонної і 5-10% шикімової.

Деяка кількість кислот у плодах і ягодах може знаходитися у вигляді солей. Їх вміст, наприклад, у лимонах, складає до 3%, а в окремих видах груш - 20-30%.

На відміну від більшості органічних кислот у складі плодів і ягід, молочна кислота утворюється, очевидно, тільки мікробіологічним шляхом.

Кислотний спектр овочів представлений, переважно, тими ж органічними кислотами, співвідношення яких коливається в значних межах. Разом з вже відомими, у складі овочів виявляються бурштинова, фумарова, піроглутамінова та деякі інші кислоти різної будови.

Відмітною особливістю томатів є присутність у них неорганічних кислот - фосфорної, сульфатної та хлоридної.

У складі молока та молочних продуктів основною органічною кислотою є молочна кислота, утворення якої пов'язано з біохімічним перетворенням молочного цукру - лактози під дією молочнокислих бактерій, що відбувається відповідно до рівняння реакції:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4CH₃ – CH(OH)–COOH

За участю в цьому процесі гомоферментативних молочнокислих бактерій молочна кислота є практично єдиним продуктом реакції. У разі дії гетероферментативних молочнокислих бактерій разом з молочною з'являються оцетова та пропіонова кислоти, а також інші продукти бродіння - етанол, діацетил, етилоцтовий ефір.