Пищевые кислоты представляют собой разнообразную по своим свойствам группу веществ органической и неорганической природы.

Основные источники пищевых кислот – растительное сырье и продукты его переработки. Органические пищевые кислоты содержатся в большинстве видов растительных пищевых объектов – ягодах, фруктах, овощах, в том числе в корнеплодах, лиственной зелени. Наряду с сахарами и ароматическими соединениями они формируют вкус и аромат плодов и, следовательно, продуктов их переработки.

В большинстве растительных объектов обнаружены нелетучие моно- и трикарбоновые кислоты, предельные и непредельные, в том числе гидрокси- и оксикислоты.

В продуктах переработки плодов, например в мезге, могут быть выявлены летучие кислоты – муравьиная и уксусная.

Кислотность молока и молочных продуктов формируется как за счет молочной кислоты, образуемой в результате биохимических превращений лактозы молока, так и за счет других, содержащихся в молоке кислот и кислых солей, а также кислотных групп казеина.

Разнообразие пищевых кислот в составе растительных объектов иллюстрирует табл. 1.

Таблица 1. Некоторые пищевые кислоты фруктов, ягод и овощей

Наиболее типичными в составе различных плодов и ягод являются лимонная и яблочная кислоты. Из числа других кислот часто обнаруживаются хинная, янтарная и щавелевая. К распространенным относятся также шикимовая, гликолевая, фумаровая, глицериновая и винная кислоты.

Концентрации отдельных органических кислот в различных плодах и ягодах неодинаковы.

Цитрусовые плоды содержат преимущественно лимонную кислоту и небольшие количества яблочной. Содержание последней в апельсинах составляет 10–25 %, в мандаринах – до 20, в грейпфрутах и лимонах – до 5 % по отношению к общей кислотности. В отличие от плодов, в кожуре апельсинов содержится значительное (примерно 0,1 %) количество щавелевой кислоты.

Лимонная кислота оказывается основной также в кислотном спектре ананасов, где ее содержание достигает 85 %. На долю яблочной кислоты в этих плодах приходится около 10 %.

Доминирующей кислотой в составе семечковых и косточковых плодов является яблочная, содержание которой в их кислотном спектре колеблется от 50 до 90 %.

В кислых сортах яблок яблочная кислота составляет свыше 90 % общей кислотности, в черешне и вишне ее концентрация достигает 85–90 %, в сливах (в зависимости от сорта) – от 35 до 90 %. В числе других кислот в этих плодах – лимонная и хинная.

В большинстве видов ягод, за исключением винограда, крыжовника, черники и ежевики, преобладает лимонная кислота. Например, в землянике на ее долю приходится 70–90 %, в смородине – 85–90 %. Содержание яблочной кислоты в этих ягодах – 10–15 %. В ежевике 65–85 % составляет изолимонная кислота, а в составе крыжовника – 45 % яблочной и лимонной и 5–10 % – шикимовой.

Некоторое количество кислот в плодах и ягодах может находиться в виде солей (лимоны –3 %, отдельные виды груш – 20–30 %).

Кислотный спектр овощей представлен теми же органическими кислотами, соотношение которых колеблется в значительных пределах. Наряду с уже известными, в составе овощей обнаруживаются янтарная, фумаровая, пироглутаминовая и некоторые другие кислоты различного строения.

Отличительной особенностью томатов является присутствие в них неорганических кислот – фосфорной, серной и соляной.

В составе молока и молочных продуктов основной органической кислотой является молочная кислота, образование которой связано с биохимическим превращением молочного сахара – лактозы под действием молочнокислых бактерий, происходящим в соответствии с уравнением реакции:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4CH₃ – CH(OH) – COOH.

Пищевые кислоты в составе продовольственного сырья и продуктов выполняют различные функции, связанные с качеством пищевых объектов.

Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в составе продукта, – кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов Н⁺ (с учетом различий в активности веществ, вызывающих одинаковое вкусовое восприятие). Например, пороговая концентрация (минимальная концентрация вкусового вещества, воспринимаемая органами чувств), позволяющая ощутить кислый вкус, составляет для лимонной кислоты 0,017 %, для уксусной – 0,03 %.

Кислый вкус пищевого продукта обусловливают ионы водорода, образующиеся в результате электролитической диссоциации содержащихся в нем кислот и кислых солей. Активность ионов водорода (активная кислотность) характеризуется показателем pH (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов). Значения pH для некоторых жидких пищевых продуктов представлены в табл. 2.

Таблица 2. Значения pH для некоторых жидких пищевых продуктов

Практически все пищевые кислоты являются слабыми и в водных растворах диссоциируют. Кроме того, в пищевой системе могут находиться буферные вещества, в присутствии которых активность ионов водорода будет сохраняться примерно постоянной из-за ее связи с равновесием диссоциации слабых электролитов. Примером такой системы является молоко.

Участие органических кислот в образовании аромата в различных продуктах неодинаково.

В состав ароматообразующего комплекса кисломолочных продуктов входят молочная, лимонная, уксусная, пропионовая и муравьиная кислоты.

Формирование качества продукта осуществляется на всех этапах технологического процесса его получения. При этом многие технологические показатели, обеспечивающие создание высококачественного продукта, зависят от активной кислотности (pH) пищевой системы.

В общем случае величина pH оказывает влияние на следующие технологические параметры:

• образование компонентов вкуса и аромата, характерных для конкретного вида продукта;
• коллоидная стабильность полидисперсной пищевой системы (коллоидное состояние белков молока или комплекса белководубильных соединений в пиве);
• термическая стабильность пищевой системы (термоустойчивость белковых веществ молочных продуктов, зависящая от состояния равновесия между ионизированным и коллоидно распределенным фосфатом кальция);
• биологическая стойкость (пиво и соки);
• активность ферментов;
• условия роста полезной микрофлоры и ее влияние на процессы созревания (пиво или сыры).

Значение пищевых кислот в питании человека определяется их энергетической ценностью (табл. 3) и участием в обмене веществ. Обычно они не вызывают дополнительной кислотной нагрузки в организме, окисляясь при обмене веществ с большой скоростью.

Таблица 3. Коэффициенты энергетической ценности основных пищевых кислот

Основная функция органических кислот, входящих в состав пищи, связана с участием в процессах пищеварения.

К таким функциям органических кислот относятся:

• активация перистальтики кишечника;
• стимуляция секреции пищеварительных соков;
• влияние на формирование определенного состава микрофлоры путем снижения pH среды;
• торможение развития гнилостных процессов в толстом кишечнике.