1 性质
苹果酸又名2-羟基丁二酸,由于分子中有一个不对称碳原子,有两种立体异构体。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。苹果酸为白色结晶体或结晶状粉末,有较强的吸湿性,易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。易溶于水以及甲醇、乙醇和丙酮等有机溶剂,不溶于苯。
最常见的是L-苹果酸,存在于不成熟的的山楂、苹果和葡萄果实的浆汁中。也可由生物发酵制得。它是人体内部循环的重要中间产物,易被人体吸收,因此作为性能优异的食品添加剂广泛应用于食品、保健品、医疗以及化工等领域。
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,因此可用于酒类、饮料、果酱、口香糖等多种食品的生产中,并有逐渐替代柠檬酸的势头。是目前世界食品工业中用量最大和发展前景广阔的有机酸之一。
2 功能
2.1 抗疲劳
由于苹果酸在物质代谢途径中所处的特殊位置,可直接参与人体代谢,被人体直接吸收,实现短时间内向肌体提供能量,消除疲劳,起到抗疲劳、迅速恢复体力的作用,利用苹果酸的抗疲劳、护肝、肾、心脏作用可以开发保健饮料。
2.2 防止肥胖
代谢的正常运行可以使各种营养物质顺利分解,促进食物在人体内吸收代谢,低热量,可有效地防止肥胖,起到减肥的作用。
2.3 改善记忆
可以改善脑组织的能量代谢,调整脑内神经递质,有利于学习记忆功能的恢复,对学习记忆有明显的改善作用。
2.4 保护牙齿
苹果酸具有酸度大、味道柔和、香味独特的特点,而且苹果酸的腐蚀破坏作用比较弱,相应的牙釉质磨损体积损失较小,不易损害口腔和牙齿。
2.5 防治疾病
L-苹果酸作为治疗心脏病基础液成分之一,用于K+、Mg2+的补充,保持心肌的能量代谢,对心肌梗塞的缺血性心肌层起到保护作用。L-苹果酸可以促进氨代谢,降低血氨浓度,对肝脏有保护作用,是治疗肝功能不全、肝衰竭、肝癌尤其是肝功能障碍导致的高血氨症的良药。L-苹果酸对人体血管内皮细胞有保护作用,对损伤内皮细胞效应具有抵抗作用。
3 应用
3.1 在食品工业中的应用
3.1.1 调节酸度
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,而且不损害口腔与牙齿,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"。目前已广泛用于食品等行业。
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,因此要达到相同的酸味强度使用L-苹果酸可以减少20%的用量,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,因此,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。
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。
3.1.2 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。
3.1.3 保鲜作用
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,而且与无机酸兼有的氧化作用,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。
3.1.4 食品发酵
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,因此可以用作食品发酵剂。比如可以做酵母生长促进剂,也可以加入发酵乳中。
3.1.5抗氧化
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。
3.1.6 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。
3.1.7 面食强化
L-苹果酸可强化面食,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,增强面团的持气性、弹性和韧性。另外在面粉中含有半胱氨酸和胱氨酸,它们是蛋白酶激活剂,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。
3.2在医药行业的应用
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。它的钠盐的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、片剂及糖浆中,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、尿毒症和高血压等多种疾病,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。
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