苹果酸即2-羟基丁二酸,是一个二羧酸,化学式为C4H6O5。白色结晶体或结晶状粉末,有较强的吸湿性,易溶于水、乙醇。分子中含有一个不对称碳原子,因此有两种旋光异构体和一种外消旋体。大自然中,以三种形式存在,即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。存在于苹果、葡萄、山楂等果实中,苹果酸首先从苹果汁中分离出来,是苹果汁酸味的来源,并因此得名。它也用作食品添加剂。
按日本食品添加剂标准,苹果酸应符合下列质量指标:含量≥99.0%(质量),溶状、水溶液澄清,熔点127~130℃,重金属≤0.002%(质量),氯化物≤0.0035%(质量),铁≤0.004%(质量),灼烧残留物≤o.05%(质量)。
按美国食用化学品法典(1983)规定,苹果酸应符合下列质量指标:含量≥99.5%(质量)。熔点130~132℃,灰分≤0.1%(质量),重金属(以Pb计)≤0.002%(质量),砷(以As计)≤0.0003%(质量),铅≤0.001%(质量),富马酸≤0.5%(质量),顺丁烯二酸≤0.05%(质量),水不溶≤o.1‰(质量)。
食品行业应用
L—苹果酸为天然果汁之重要成份,与柠檬酸相比具有酸度大(酸味比柠檬酸强20%),但味道柔和(具有较高的缓冲指数),具特殊香味,不损害口腔与牙齿,代谢上有利于氨基酸吸收,不积累脂肪,是新一代的食品酸味剂,被生物界和营养界誉为“最理想的食品酸味剂。”,在老年及儿童食品中正取代柠檬酸。
L—苹果酸是人体必需的一种有机酸,也是一种低热量的理想食品添加剂.当50%L-苹果酸与20%柠檬酸共用时,可呈现强烈的天然果实风味。
饮料(各种清凉饮料):应用L—苹果酸配制的软饮料解渴爽口,有苹果酸味,接近天然果汁。国内一些大型食品公司,如娃哈哈集团、健力宝集团开始在饮料中使用L-苹果酸。
L-苹果酸是生物体三羧酸的循环中间体,口感接近天然果汁并具有天然香味,与柠檬酸相比,产生的热量更低,口味更好,因此广泛应用于酒类、饮料、果酱、口香糖等多种食品中,并有逐渐替代柠檬酸的势头。是世界食品工业中用量最大和发展前景较好的有机酸之一。
L-苹果酸中含有天然的润肤成分,能够很容易地溶解粘结在干燥鳞片状的死细胞之间的“胶粘物”,从而可以清除皮肤表面皱纹,使皮肤变得嫩白、光洁而有弹性,因此在化妆品配方中备受青睐;L-苹果酸可以配制多种香精、香料,用于多种日用化工产品,如牙膏、洗发香波等;与柠檬酸相比,L-苹果酸其酸味柔和别致,因此国外将其用于替代柠檬酸作为新型洗涤助剂,用于合成高档特种洗涤剂。
L-苹果酸可用于药物制剂、片剂、糖浆中,还可以配入氨基酸溶液中,能明显提高氨基酸的吸收率;L-苹果酸可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病,并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用;还可用于制备和合成驱虫剂、抗牙垢剂等。另外L-苹果酸还可以作为工业清洗剂、树脂固化剂、合成材料增塑剂、饲料添加剂等。
功能一:酸味调节剂
L—苹果酸口感接近天然苹果的酸味,与柠檬酸相比,具有酸度大、味道柔和、滞留时间长等特点,已广泛用于高档饮料、食品等行业、已成为继柠檬酸、乳酸之后用量排第三位的食品酸味剂。用L—苹果酸配制的饮料更加酸甜可口,接近天然果汁的风味。苹果酸与柠檬酸配合使用,可以模拟天然果实的酸味特征,使口感更自然、协调、丰满。清凉饮料、粉末饮料、乳酸饮料、乳饮料、果汁饮料中均可添加苹果酸改善其口感和风味,苹果酸常与人工合成的二肽甜味剂阿斯巴甜(ASPARTME)配合使用,作为软饮料的风味固定剂添加。100克苹果酸比添加100克柠檬酸几乎要强1.25倍,或者说80克的苹果酸和100克的柠檬酸形成的酸味强度是相当的,因此要达到相同的酸味强度使用L—苹果酸可以减少用量20%,对于一些食品加苹果酸可以节省白糖10%~20%,由于它的酸味刺激效果优于柠檬酸,而且美国FDA(食品和药物管理局)已限制柠檬酸在儿童和老年食品中的应用所以,近几年来L-苹果酸在食品工业上的应用已逐渐取代柠檬酸。
发酵
L—苹果酸是生物体三羧酸循环的中间体,可以参与微生物的发酵过程,可以作为微生物生长的碳源,因此可以用于食品发酵剂。比如可以做酵母生长促进剂,也可以加入发酵乳中。
凝胶作用
当有一定量的果胶和糖时,酸是凝胶形成的关键条件。浓缩果汁的生产要防止产生絮凝和凝块,就要控制有果胶引起的凝动的条件。所以L—苹果酸可以使果胶产生凝胶作用,因此可以用来制作果糕、果冻凝胶态的果酱和果泥等。
功能二:保鲜剂
苹果酸可广泛的用于食品保鲜剂。微生物需要在一定酸碱度的环境中才能正常地进行生长繁殖,如果环境中的pH值不适宜,则可能影响细胞表面的带电性质,从而引起膜的通透性能的变化,影响细胞的正常代谢。酸类对微生物的作用不仅决定氢离子的浓度成正比,而且与有机酸兼有的抗氧化作用、酸的阴离子及未电离的分子有关,苹果酸在中性条件下电离而在酸性条件下不电离,但酸性条件下的杀菌能力却比中性条件大100倍以上,主要是因为分子状态的有机酸更容易透过细胞膜起作用,而离子状态的酸不易透过细胞。另外他还可以促进蛋白质的热变性。
抑制 酶促褐变
切割蔬菜是近年来国外兴起的一种新型蔬菜加工产品,因其具有方便性,快捷性等特点,日益受到人们的青睐。尤其在美国,据估计到2005年,切割蔬菜将在美国零售市场上占总销售的30%,马铃薯是我国一种重要的经济作物,它的褐变引起人们的关注。苹果酸可以降低pH值,产生螯合作用,以抑制酚氧酶的活力,防止褐变。另外也对其他一些原因的褐变起抑制作用。
功能三:除腥脱臭剂
用于除臭剂,可去除鱼腥,体臭及用于食品贮藏,在牛奶中加入L—苹果酸,还可改善质量。
功能四:面食强化剂
L—苹果酸对面食具强化效果,他可以使面筋蛋白质中的二硫基团增多,蛋白质分子变大,形成大分子网络结构,增强面团的透气性、弹性和韧性。另外在面粉中含有半胱氨酸和胱氨酸,他们是蛋白酶激活剂,L—苹果酸可以使他们丧失激活蛋白酶的能力,阻止蛋白酶分解面粉中的蛋白质。另外还可以对面粉进行漂白,提高蛋白质的黏结作用。
功能五:减盐作用
L—苹果酸可用于制作咸味食品,减少食盐用量。比如苹果酸钠咸度适中,常可用来制作带盐咸味的食物。苹果酸可形成许多衍生物,日本近几年已成功地将苹果酸盐应用于减糖、减盐食品中,应用苹果酸某些盐类代替食盐浸渍咸菜时,其咸味仅有食盐1/5-1/7情况下,而浸渍效果却是食盐的两倍,同时可以做为肾炎患者的食盐代用品,在豆浆中添加苹果酸钙盐,可有效地改善其口感和风味。
功能六:保护维生素C、保色作用
果蔬中所含的色素的色调,往往受到酸碱度的影响,在一些变色反应中,往往酸是起到很重要作用的成份。如叶绿素在酸性情况下会变成黄褐色的脱镁叶绿素,花色素在酸性到中性的范围变化时,会由红色逐渐趋向紫色,单宁物质在酸性下会形成粉红色的“红粉”等等。因此L—苹果酸可以用作一些食品的保色剂,比如可以做天然果子露保色剂。
功能七:抗氧化、抑制油脂酸败
L—苹果酸有较好的抗氧化能力,食品中脂类的氧化会导致酸败、蛋白质破坏和色素氧化,使食品的感官性质下降、营养价值降低、货架期缩短。添加食品抗氧化剂可延缓氧化、延长货架期、保持食品的色香味和营养价值。
医药行业
在各种片剂、糖浆中配以苹果酸可以呈现水果味,并有利于在体内吸收、扩散,它常配入复合氨基酸注射液中,以提高氨基酸的利用率。它的钠盐是治疗肝功能不全特别是高血压症的有效药物。L—苹果酸钾是良好的钾补充药,它能保持人体水分平衡,治疗水肿、高血压和脂肪积聚症等。
L-苹果酸可用于药物制剂、片剂、糖浆中,还可以配入氨基酸溶液中,能明显提高氨基酸的吸收率;L-苹果可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病,并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用,还用于制备与合成驱虫剂、抗牙垢剂等。另外L-苹果酸还可以作为工业清洗剂、树脂固化剂、合成材料增塑剂、饲料添加剂等。