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【食品技术】柠檬酸、苹果酸、乳酸、食醋、醋酸在食品中的应用！
2023-02-08 15:41:51 点击量:
近些年来，诸如希腊酸奶、韩国泡菜、果汁甜酒（食醋）等这些酸味食品越来越受消费者的欢迎，甚至酸味啤酒也变得备受人们青睐。
为什么酸味食品如此受消费者的欢迎？
烹饪公司edibleeducation的ann butler认为“相较于很多其他食品风味，酸味更加连绵，让人回味无穷，是食品风味的一种发展趋势，如同一种后灼烧感。一旦你迷上这种风味，你就很难再回归平淡的风味”。
同时酸味能够赋予食品一种风味饱满感，而酸味赋予的这种强烈的风味饱满感正是美食家以及大厨们所青睐”。
酸味的原理
酸味是舌粒膜受到氢离子刺激而引起的。因此凡是在溶液中能游离出h 的化合物都具酸味。但酸味的浓度与酸味的强度之间却不是简单的相互关系，各种酸有不同的酸味感，在口腔中造成的酸感与酸根的种类ph值可滴定酸度、缓冲效应及其他物质，特别是与糖的存在有关。
在同样的ph值下，有机酸的酸感要强，最常见的可食酸类在相同浓度下的酸味是不同的。此外，酸感在水溶液中与实际食物中也不同。酸感与缓冲作用有关，在等ph值下弱酸的酸感比矿物质酸感强。唾液与食物中的许多成分都有缓冲作用。
酸味物质的阴离子对食品的风味有影响。多数有机酸具有爽快的酸味，而多数无机酸(如盐酸)却具有苦涩味，会使食品变劣。这主要是阴离子的影响。由于酸味物质的阴离子，常常使食品产生另一种味，这是一种副味。乙醇和糖可以减弱酸味。甜味与酸味的组成是构成水果饮料风味的重要因素。
食品酸味剂的种类
目前，世界上使用的酸味剂约有20余种，需求量年增长率为3%~5%。食品酸味剂分为有机酸味剂和无机酸味剂，还有一些相关的有机盐和无机盐，也可作为酸味剂使用。
常见的酸味剂一般是有机酸，如柠檬酸、苹果酸、乳酸、酒石酸以及醋酸等，这些都是广泛使用在现代食品工业中的酸味剂。
其中，柠檬酸是食品工业中用量最大的酸味剂，在所有有机酸市场中，柠檬酸市场占有率70%以上。无机酸味剂使用较多的一般是磷酸。
食品中的酸味物质, 主要是溶于水的一些有机酸和无机酸。在果蔬及其制品中，以苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和醋酸为主；在肉、鱼类食品中则以乳酸为主。
此外，还有一些无机酸，像盐酸、磷酸等。这些酸味物质，有的是食品中的天然成分，像葡萄中的酒石酸, 苹果中的苹果酸；有的是人为的加进去的，像配制型饮料中加入的柠檬酸；还有的是在发酵中产生的，像酸牛奶中的乳酸。
食品酸味剂的作用
3.1 显味剂
不论是哪种途径得到的酸味物质，都是食品重要的显味剂，对食品的风味有很大的影响。其中大多数的有机酸具有很浓的水果香味， 能刺激食欲，促进消化，在维持人体体液酸碱平衡方面也起着重要的作用。
3.2 保持颜色稳定
食品中的酸味物质的存在，即ph值的高低，对保持食品的颜色的稳定性，也起着一定的作用。在水果加工过程中, 如果加酸降低介质的ph值，可抑制水果的酶促褐度；选用ph6.5-7.2的沸水热烫蔬菜，能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色。
3.3 防腐作用
酸味物质在食品中还能起到一定的防腐作用。当食品的ph小于2.5时，一般除霉菌外，大部分微生物的生长都受到了抑制；若将醋酸的浓度控制在6%时，可有效地抑制腐败菌的生长。
一些常用的酸味剂在食品中的应用
食品酸味剂在饮料和发酵等工业都有着广泛的应用，酸味剂不仅可以增进饮料风味，还能起到防腐作用，是饮料生产中十分重要的原料。
酸味剂在发酵工业中的使用包括有发酵辣椒，乳酸饮料等。某些酸味剂还具有多种功能作用，如食品酸味剂中的苹果酸具有保健作用，是目前世界食品工业中用量最大、发展前景较好的有机酸之一。
4.1 柠檬酸在食品中的应用
柠檬酸是水果、蔬菜中分布最广的有机酸，也是在食品工业中使用最广泛的酸味剂，因最初从柠檬中发现和制取而得名。
据统计，全球99%的柠檬酸来自于微生物发酵。柠檬酸为含1分子结晶水的祭斜方晶系三棱晶体，易溶于水及乙醇，难溶于乙醚。在20℃水中可溶100%，有强酸味。含1分子结晶水时，熔点10℃～133℃，在大气中久置则风化。不含结晶水的柠檬酸熔点为153℃，在湿空气中则吸湿而叉能形成结晶。
其特点是在冷水中比在热水中易溶。柠檬酸在柑桔类及浆果类水果中含量最多，并且大都与苹果酸共存。在柠檬酸中可达干重的6%～8%柠檬酸的酸味爽快可口、圆润、滋美，入口后即达到最高酸感。但后味延续短，通常使用量为0.1％～1.0%。
柠檬酸也是糕点制作中常用的酸味剂，其增进风味的同时，可防止糕点的腐败。柠檬酸在食品加工中的作用一般可作为蔗糖转化剂，果蔬护色剂，抗氧化剂的增效剂等。
除此之外，柠檬酸还有更广泛的作用，廖兰等通过试验表明，柠檬酸能够有效地伸展小麦蛋白结构，是一种可以代替盐酸脱酰胺的有效酸原料，有助于拓宽小麦面筋蛋白应用范围。
4.2 苹果酸在食品中的应用
苹果酸是白色针状晶体一般密集成球状物，在空气中易松散，易溶于水及乙醇。在20℃水中的溶解度为55.2%。苹果酸天然存在的都是l-型，几乎一切果实中都含有它，以仁果类含量最多。
苹果酸的酸味较柠檬酸强，酸味爽口，微有涩苦感，在口中后味时间显著地长于柠檬酸。如与柠檬酸合用，在增强酸味方面很有效果。工业上使用的苹果酸是用合成法生产的，通常使用量为0.05%~0.5%。
此外，苹果酸在发酵工业也具有一定的利用价值。苹果酸主要用于葡萄酒二次发酵，一些研究表明，l-苹果酸促进酒类酒球菌生物量的增加，对酿造高质量的葡萄酒起到了促进作用。
4.3 乳酸在食品中的应用
乳酸作为一种重要的有机酸味剂在食品工业占有重要的地位，乳酸能够赋予食品独特的酸味，具有调节ph值，防止食品腐败，延长食品保质期等多方面的作用。乳酸主要应用于饮料、发酵食品、粮食加工和一些调味品的制造中。乳酸菌发酵大量产生乳酸，对于人类健康有一定的帮助。
日本厚生劳动省研究组的一项研究结果显示，如果人们每天都吃乳酸菌食品，在一定程度上可缓解某些过敏性鼻炎症状。此外，乳酸被美国fda确认为安全（gras）优良的防腐剂和和腌渍剂，可以用于清凉饮料、糖果、糕点的生产。
同时，乳酸的水溶液还可以用于延长肉类的货架保质期，其应用前景不可估量。在啤酒生产中，美国禁止使用磷酸等无机酸调节ph，而全部改用乳酸。乳酸能够在一定程度上改变大米淀粉的结构和性质，作为一种食用酸，可以应用于糯米粉的抗老化1%。此外，在烘焙食品加工方面也有一定价值。
4.4 食醋
食醋是我国常用的酸味调味料。普通食醋除含有3%至5%的醋酸外，还含有其他有机酸、氨基酸、糖分、醇类、脂类等。
食醋是用含淀粉或含糖的原料，经发酵制成的。因食醋含酸味比较温和，在烹调中，除用作调料外，还有去腥臭的作用。如烧鱼加醋除腥味，烧牛、羊肉加点醋肉易煮烂等。此外，在日常生活中，我国民间积累了很多妙用食醋的经验。
4.5 醋酸
醋酸又名乙酸，它是无色有刺激性液体。沸点118.2℃，熔点16℃，浓度在98%以上的酸能冻结成冰状固体，故通常称无水醋酸为冰醋酸。
它可与水、酒精、乙醚、甘油以任意比例混合，能腐蚀皮肤，有杀菌作用。酷酸可用来配制合成醋，应用于食品的防腐与调味。
4.6 食品酸味剂的复合应用
酸味剂的复合使用分为不同酸味剂的复配使用以及酸味剂与其他多种食品添加剂搭配使用。
张郁松利用酸味剂发酵辣椒的试验中将多种常用酸味剂复配使用，在一定程度上增加了辣椒的风味。试验表明：单单使用一种酸味剂一般难以达到发酵产品的酸味感要求，需要多种酸味剂的配合使用。
食品酸味剂与其他食品添加剂混合使用在食品工业的应用也十分广泛，不仅使食品的感官特点更为突出，还能达到更好的抑菌防腐效果。
酸味剂与甜味剂之间有拮抗作用，在饮料、糖果等食品的生产加工中，常常将酸味剂与甜味剂搭配使用，控制好一定的甜酸比，可以获得风味更佳的产品。
withers博士认为，在食品或者饮料中，酸味与其他口味的调和更具有挑战性。她指出尽管消费者对具有挑战性的口味持开放的态度，但是对企业来说，必须调配出更加柔和更易于被消费者接受的风味。withers认为消费者对酸味的青睐并非已成定局，未来消费者将更加热衷于酸味与其他风味的复配。
食品中酸度的测定方法及注意事项
5.1 食品中测定酸度的意义
（1）测定酸度可判断果蔬的成熟程度
例如：如果测定出葡萄所含的有机酸中苹果酸高于酒石酸时，说明葡萄还未成熟，因为成熟的葡萄含大量的酒石酸。不同种类的水果和蔬菜，酸的含量因成熟度、生长条件而异，一般成熟度越高，酸的含量越低。
如番茄在成熟过程中，总酸度从绿熟期的0.94%下降到完熟期的0.64%，同时糖的含量曾加，糖酸比增大，具有良好的口感，故通过对酸度的测定可判断原料的成熟度。
（2）可判断食品的新鲜程度
例如：新鲜牛奶中的乳酸含量过高，说明牛奶已腐败变质水果制品中有游离的半乳糖醛酸，说明受到霉烂水果的污染。
（3）酸度反映了食品的质量指标
食品中有机酸含量的多少，直接影响食品的风味、色泽、稳定性和品质的高低。酸的测定对微生物发酵过程具有一定的指导意义。
如：酒和酒精生产中，对麦芽汁、发酵液、酒曲等的酸度都有一定的要求。发酵制品中的白酒、啤酒及酱油、食醋等中的酸也是一个重要的质量指标。
另外，酸在维持人体体液的酸碱平衡方面起着显著的作用。我们每个人对体液ph值也有一定的要求，人体体液ph值为7.3~7.4，如果人体体液的ph值过大就要抽筋，过小则又会发生酸性中毒。
5.2 测定原理
食品中的酸度通常用总酸度（滴定酸度）、有效酸度、挥发酸度来表示。
总酸度是指食品中所有酸性物质的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度，采用标准碱液来滴定，并以样品中主要代表酸的百分含量表示。
有效酸度指样品中呈离子状态的氢离子的浓度（严格地讲是活度）用ph计进行测定，用ph值表示。
挥发性酸度指食品中易挥发部分的有机酸。如乙酸、甲酸等，可用直接或间接法进行测定。
例如：总酸度的测定（滴定法）
食品中的有机酸（弱酸）用标准碱液滴定时，被中和生成盐类。用酚酞作指示剂，当滴定到终点（ph=8.2，指示剂显红色）时，根据消耗的标准碱液体积，计算出样品总酸的含。其应式如下：rcooh naoh——narcoo h20
5.3 样品的处理与制备
（1）固体样品。将样品适度粉碎过筛，混合均匀，取适量的样品，加入少量无二氧化碳的蒸馏水，将样品溶解到250ml容量瓶中，在75-80℃c水浴上加热0.5小时（若是果脯类，则在沸水中加热1小时），冷却、定容，用干燥滤纸过滤，弃去初液，收集滤液备用。
（2）含二氧化碳的饮料、酒类。将样品于45℃水浴上加热30min，除去二氧化碳，冷却后备用。
（3）调味品及不含二氧化碳饮料、酒类。将样品混合均匀后直接取样，必要时也可加适量水稀释，若混浊则需过滤。
（4）咖啡样品。将样品粉碎经40目筛，取10g样于三角瓶，加75ml80%乙醇，加塞放置16小时，并不时的摇动、过滤。
（5）固体饮料。称取5g样品于研钵中，加入少量无co2蒸馏水，研磨成糊状，用无co2蒸馏水移入250ml容量瓶中定容，摇匀后过滤。
5.4 样品滴定
准确吸取制备的滤液50ml，加入酚酞指示剂2~3滴，用0.1mol/l标准碱液滴定至微红色30秒不褪色，记录用量，同时做空白实验。以下式计算样品含酸量。
式中：c——标准氢氧化钠溶液的浓度moll；
v1——滴定所消耗标准碱液的体积ml；
v2——空白所消耗标准碱液的体积ml；
v3——样品稀释液总体积ml；
v4——滴定时吸取的样液的体积ml；
m——样品质量或体积（g或ml）；
k——换算为适当酸的系数，即1mol氢氧化钠相当于主要酸的克数。
因为食品中含有多种有机酸，总酸度测定结果通常以样品含量最多的那种酸表示。例如一般分析葡萄及其制品时，用酒石酸表示，其k=0.075；测柑橘类果实及其制品时，用柠檬酸表示，其k=0.064分析苹果及其制品时，用苹果酸表示，其k=0.067：分析乳品、肉类、水产品及其制品时，用乳酸表示，其k=0.090；分析酒类、调味品，用乙酸表示，k=0.060。
5.5 注意事项
（1）样品浸泡，稀释用的蒸馏水中不能含co2，因为它溶于水生成酸性的h2co3，影响滴定终点时酚酞的颜色变化，一般的做法是分析前将蒸馏水煮沸并迅速冷却，以除去水中的co2，样品中若含有co2也有影响，所以对含有co2的饮料样品，在测定前须除掉co2。
（2）样品在稀释用水时应根据样品中酸的含量来定，为了使误差在允许的范围内，一般要求滴定时消耗0.1mol/lnaoh不小于5ml，最好应在10-15ml左右。
（3）由于食品中含有的酸为弱酸，在用强碱滴定时，其滴定终点偏碱性，一般ph在8.2左右，所以用酚酞做终点指示剂。
（4）若样品有色（如果汁类）可脱色或用电位滴定法也可加大稀释比，按100ml样液加0.3ml酚酞测定。
各类食品的酸度以主要酸表示，但有些食品（如牛奶、面包等）也可用中和100g（ml）样品所需0.1mol/l（乳品）或1mol/l（面包）naoh溶液的ml数表示，符号°t。新鲜牛奶的酸度为16-18°t，面包酸度为3-9°t。
文章来源于食品研发与生产，封面图来源于创客贴会员
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