Co to jest kwas jabłkowy (E296) w żywności? Korzyści, zastosowania, bezpieczeństwo, skutki uboczne

Kwas jabłkowy, powszechnie kojarzony z jabłkiem, naturalnie występuje w owocach, wzmacniając smak i kwaśność. Jest stosowany jako środek aromatyzujący i środek kontrolujący pH w żywności z europejskim dodatkiem do żywności o numerze E296. Składnik ten występuje w trzech formach:D-, L- i racemicznej DL-formie (złożone z równych części obu form). Sprzedawany na rynku kwas jabłkowy zwykle odnosi się do jego formy DL.

Co to jest kwas jabłkowy?

Jest to kwas dikarboksylowy o wzorze chemicznym C4H6O5. Jego sole i estry znane są jako jabłczany. Wraz z kolejnymi dwoma środkami zakwaszającymi, kwasem cytrynowym i kwasem fumarowym, wszystkie są kluczowymi produktami pośrednimi w cyklu kwasów trikarboksylowych lub cyklu KREBS w naszych ludziach i większości żywych komórek.

• Źródła naturalne
• Procesy wytwarzania kwasu jabłkowego L, D i DL

Jakie są źródła naturalne?

Kwas L-jabłkowy występuje naturalnie w wielu owocach wraz z innymi substancjami zakwaszającymi, takimi jak kwas cytrynowy, kwas winowy i kwas fumarowy. W większości owoców dominują kwasy L-jabłkowy i cytrynowy.

Następujące owoce zazwyczaj zawierają 0,5-2,0% sumy kwasów i są w nią bogate ():

• Arbuz (99%)
• Jabłko (95%)
• morela (70%)
• Wiśnia (94%) 
• Winogrona (60%)
• Brzoskwinia (73%)
• Gruszka (77%) 

Inne źródła owoców to grejpfrut, limonka, cytryna, mango, pomarańcza, ananas, truskawka i tak dalej.

Jak to się robi?

Procesy wytwarzania kwasu jabłkowego różnią się w zależności od typów:L, D i DL. Ogólnie forma L powstaje w wyniku fermentacji węglowodanów, forma DL jest syntetyzowana z bezwodnika maleinowego, a forma D jest oddzielona od formy DL.

1. Kwas L-jabłkowy

Występuje naturalnie w różnych produktach spożywczych (jak wspomniano powyżej) i może być wytwarzany w wyniku fermentacji glukozy lub innych węglowodanów.

2. Kwas DL-jabłkowy

Nie występuje naturalnie i zgodnie z FDA może być wytwarzany komercyjnie przez uwodnienie kwasu fumarowego lub kwasu maleinowego.

EFSA wspomniał również, że kwas DL-jabłkowy jest syntetyzowany przez uwodnienie bezwodnika maleinowego (bezwodnika kwasowego kwasu maleinowego) w wysokiej temperaturze i ciśnieniu, z wytworzeniem kwasu jabłkowego i fumarowego. ()

Butan, buten lub benzen z ropy naftowej są materiałami wyjściowymi do syntezy bezwodnika maleinowego. ()

3. Kwas D-jabłkowy

Nie występuje naturalnie i może być wytwarzany przez oddzielenie kwasu DL-jabłkowego, proces zwany rozdzielaniem chiralnym.

Specyfikacja

Struktura

Właściwości

Wygląd

Biały lub prawie biały krystaliczny proszek lub granulki o cierpkim, kwaśnym, utrzymującym się smaku.

PKa

Jest słabym kwasem organicznym zawierającym dwie grupy funkcyjne kwasu karboksylowego, dzięki czemu posiada dwie wartości PKa, PKa1 =3,4 i PKa2 =5,2.

PH

Ma dwa kwasowe wodory, więc miałby 2 równania równowagi dysocjacji.

Jak obliczyć jego wartość PH (c=0.1mol/L)?

Krok 1:Napisz równanie salda obciążenia

[H+] =[HA－] + 2[A2－] + [OH－]

Następnie możemy uzyskać poniższe równanie.

[H+] to stężenie hydronu

[HA−] i [A2−] to stężenie sprzężonych zasad

[HA] to stężenie kwasu jabłkowego

Krok 2:Oszacuj stężenie hydronu

Pomnóż wartość stężenia kwasu jabłkowego przez Ka1,

(c*Ka1)^0,5=10^-2,2. Zatem my [OH－] możemy pominąć wraz z Ka1*Ka2 w powyższym równaniu.

Następnie otrzymujemy

Wreszcie możemy uzyskać [H+] i wartość PH 2,21.

Wskazuje się, że jego wartość pH wynosi 2,21 w stężeniu 100 mM (0,1 mol/L). ()

Rozpuszczalność

W wodzie

Ma wysoką rozpuszczalność i może szybko rozpuszczać się w wodzie, a rozpuszczalność wzrasta wraz z temperaturą. Kwas DL-jabłkowy o rozpuszczalności 55,8 g/100g, podczas gdy kwas L-jabłkowy ma rozpuszczalność 36,3 g/100g w wodzie o temperaturze 20°C.

W rozpuszczalnikach organicznych

Lepiej rozpuszczalny w rozpuszczalnikach polarnych niż w rozpuszczalnikach niepolarnych. Rozpuszczalny w metanolu, eterze dietylowym, acetonie i etanolu. Słabo rozpuszczalny w eterze. Nierozpuszczalny w benzenie. ()

Jakie korzyści zdrowotne ma kwas jabłkowy?

Kwas jabłkowy może pomóc naszemu organizmowi zapobiegać kamieniom moczowym, łagodzić fibromialgię, poprawiać suchość w ustach i dobrze dbać o naszą skórę.

• Zapobieganie kamieniom moczowym
• Relief fibromialgii  
• Poprawa odczuwania suchości w ustach
• Korzyści dla skóry

Zapobieganie kamieniom moczowym

Według badań z 2016 roku kwas jabłkowy może być tanim sposobem zapobiegania kamieniom moczowym. ()

Złagodzenie fibromialgii

Badania z 1995 roku wykazały, że wysoki poziom kwasu jabłkowego jest bezpieczny i może być korzystny w leczeniu pacjentów z fibromialgią. ()

Jednak ostatnie badanie opublikowane w Medwave w 2019 roku poinformował, że stosowanie magnezu i kwasu jabłkowego ma niewielki lub żaden wpływ na ból i objawy depresyjne u pacjentów z fibromialgią. ()

Poprawa uczucia suchości w ustach

Badanie z 2018 roku opublikowane w Journal of Oral Science , stwierdzając, że kwas jabłkowy poprawia jakość życia związaną ze zdrowiem jamy ustnej i uczucie suchości w jamie ustnej u pacjentów z suchością jamy ustnej. ()

Korzyści dla skóry

Pełni funkcję alfa-hydroksykwasu (AHA) w produktach do pielęgnacji skóry. Oto zalety alfa-hydroksykwasu dla skóry ():

• Spraw, aby warstwa rogowa naskórka była wilgotna.
• Wspieraj złuszczanie warstwy rogowej naskórka, dzięki czemu warstwa rogowa staje się cieńsza, bardziej miękka i poprawia gładkość skóry.
• Zwiększ jędrność i grubość naskórka i skóry właściwej oraz popraw gładkość skóry i zmniejsz zmarszczki.

Jakie są zastosowania kwasu jabłkowego?

Jego klasa spożywcza jest szeroko stosowanym składnikiem, który może kontrolować PH i poprawiać smak żywności, a także nadaje potrawom cierpki smak. Stosowany w kosmetykach działa jak bufor PH.

Jedzenie

Środek aromatyzujący

Kwas jabłkowy o cierpkim smaku czystego, aksamitnego, gładkiego i długotrwałego nadaje się do dodania wraz z innymi środkami zakwaszającymi, słodzikami o wysokiej intensywności, aromatami i przyprawami.

Zapewnia bardziej naturalny smak i intensyfikuje wpływ wielu smaków w żywności lub napojach, a także poprawia posmak.

Zakwaszanie

Jest również powszechnie dodawany do żywności w celu dostosowania pH i może hamować wzrost niektórych bakterii w celu zachowania.

W przypadku stosowania w żywności ma następujące zalety w porównaniu z innymi kwasami organicznymi:

• Dobra rozpuszczalność i szybkie rozpuszczanie
• Mniejsza higroskopijność niż kwas cytrynowy lub winowy
• Niższa temperatura topnienia niż inne kwasy 
• Większa kwaskowatość przy niskim poziomie pH 

Zwykle możemy zobaczyć z nim następujące jedzenie: 

• Napoje:napoje gazowane, piwo
• Słodycze o obniżonej zawartości energii lub bez dodatku cukru
• Puszkowane lub butelkowane owoce i warzywa
• Dżemy, galaretki i marmolady
• Słodziki stołowe 

Kosmetyki

Zgodnie z „bazą danych Komisji Europejskiej zawierającą informacje o substancjach i składnikach kosmetycznych” działa jako środek buforujący w kosmetykach i produktach do pielęgnacji ciała (). Powszechnie można go znaleźć w kremach i balsamach do pielęgnacji skóry.

Czy kwas jabłkowy jest bezpieczny do spożycia?

Tak, jego bezpieczeństwo stosowane jako dodatek do żywności zostało zatwierdzone przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), Wspólny Komitet Ekspertów FAO / WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA), a także inne organy.

FDA

FDA zatwierdziła stosowanie kwasu jabłkowego L i DL w żywności, z wyjątkiem żywności dla niemowląt, na poziomie nieprzekraczającym dobrej praktyki produkcyjnej.

Jest ogólnie uważany za bezpieczny (GRAS) i może być stosowany w żywności jako wzmacniacz smaku, środek aromatyzujący i adiuwant oraz środek do kontroli pH.

Poniżej przedstawiono zastosowania i maksymalny poziom zatwierdzony przez FDA ():

EFSA

Bezpieczeństwo

Kwas jabłkowy (E296) i jego sole, jabłczan sodu (E350), jabłczan potasu (E351) i jabłczan wapnia (E352) są dopuszczonymi dodatkami do żywności w Unii Europejskiej (UE) do stosowania w wielu produktach spożywczych zgodnie z rozporządzeniem Komisji ( UE) nr 1152/2013 z dnia 19 listopada 2013 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 ustanawiającego unijny wykaz dodatków do żywności.

Zastosowania

Jest klasyfikowany w UE jako „dodatki inne niż barwniki i substancje słodzące”, a konkretny maksymalny poziom E296 to „quantum satis”, co oznacza, że ​​nie ma określonego limitu jego stosowania. Dozwolone są następujące kategorie żywności ():

• Produkty mleczne i analogi
• Tłuszcze i oleje oraz emulsje tłuszczowe i olejowe 
• Lody jadalne
• Owoce i warzywa
• Słodycze
• Zboża i produkty zbożowe
• Wyroby piekarnicze
• Mięso
• Ryby i produkty rybołówstwa 
• Jaja i produkty jajeczne 
• Cukry, syropy, miód i słodziki stołowe
• Sole, przyprawy, zupy, sosy, sałatki i produkty białkowe
• Żywność przeznaczona do szczególnych zastosowań żywieniowych 
• Napoje
• Gotowe do spożycia przysmaki i przekąski
• Desery
• Suplementy diety z wyłączeniem suplementów diety dla niemowląt i małych dzieci
• Żywność przetworzona z wyłączeniem żywności dla niemowląt i małych dzieci

EFSA wskazuje dwa warunki:

1. Tylko forma L(+) może być stosowana w przetworzonej żywności na bazie zbóż i żywności dla niemowląt tylko w celu dostosowania pH.
2. Kwas jabłkowy można dodawać tylko do soku ananasowego o maksymalnym poziomie 3000 mg/kg zamiast do innych soków owocowych.

Brytyjska Agencja ds. Standardów Żywności

W kategorii „Inne” ()

Standardy żywności Australia Nowa Zelandia

Jest zatwierdzonym składnikiem o numerze kodu 296 w Australii i Nowej Zelandii. ()

JECFA

Kwas DL-jabłkowy

Klasa funkcjonalna:środek aromatyzujący, regulator kwasowości. ()

Dopuszczalne dzienne spożycie:ADI „Niespecyficzne” ustalone w 1969 r., w tym jego sole sodowe, potasowe i wapniowe; w przypadku kwasu D(-)-jabłkowego i jego soli, ADI nie ma zastosowania do bardzo małych niemowląt. ()

Kwas L-jabłkowy

Klasa funkcjonalna:środek aromatyzujący. ()

Dopuszczalne dzienne spożycie:Brak obaw o bezpieczeństwo przy obecnym poziomie spożycia, gdy jest stosowany jako środek aromatyzujący. ()

Jakie są możliwe skutki uboczne?

Często zdarza się, że konsumenci mają pytania, czy kwas jabłkowy jest szkodliwy dla naszego zdrowia i jakie są możliwe zagrożenia dla zdrowia. Rozumiemy, że konsumenci preferują naturalne dodatki do żywności i mają obawy dotyczące syntetyzowanych składników w spożywanej przez nas żywności.

Jest ogólnie uważany za bezpieczny, ale niektórzy ludzie mogą być na niego uczuleni lub wrażliwi.

Alergia

Było niewiele doniesień dotyczących jego skutków ubocznych, ale może wywoływać pewne objawy alergii, takie jak bóle głowy, biegunka, nudności i inne reakcje u osób uczulonych na to.

Ciąża i karmienie piersią

Tak, generalnie jest to bezpieczne, ale lepiej skonsultować się z lekarzem w sprawie warunków użytkowania.

Często zadawane pytania

Czy to naturalne?

To zależy od formy kwasu jabłkowego. Kwas DL-jabłkowy jest chemicznie syntetyczny, więc oczywiście nie jest naturalny, podobnie jak kwas D-jabłkowy. Forma L jest naturalna, ponieważ występuje naturalnie w owocach i jest produkowana komercyjnie z fermentacji.

Czy to wegańskie?

Tak, jak wspomniano powyżej, wszystkie trzy rodzaje są wegańskie jako surowiec używany i proces produkcyjny bez użycia materiałów zwierzęcych lub produktów pochodzenia zwierzęcego. Jako składnik żywności jest uważany za wegański, a wegetarianie mogą z nim jeść.

Czy to halal?

Tak, jest powszechnie uznawany za halal, ponieważ jest dozwolony przez prawo islamskie i spełnia warunki halal. I możemy znaleźć niektórych producentów posiadających certyfikat MUI halal.

Czy to koszerne?

Tak, to koszerne pareve. E296 spełnia wszystkie wymagania „kaszruth” i może być certyfikowany jako koszerny. I może być certyfikowany z paschą dla niektórych dostawców.

Czy jest bezglutenowy?

Tak, zazwyczaj jest bezglutenowy i mogą go spożywać osoby z celiakią. Proces produkcyjny jest zgodny z definicją FDA dotyczącą produktów bezglutenowych, która nie zawiera pszenicy, żyta, jęczmienia ani krzyżówek tych zbóż.

Ile kwasu jabłkowego jest w soku jabłkowym?

Jego zawartość waha się od 0,2% do 0,8% w zależności od odmiany jabłek, regionu uprawy, dojrzałości owoców i procesu ekstrakcji soku (). Sok jabłkowy można poddać fermentacji w celu uzyskania octu jabłkowego.

Dlaczego kwas jabłkowy nie może być stosowany w żywności dla niemowląt przez FDA?

Nie jest dopuszczony do żywności dla niemowląt, ponieważ niemowlęta nie mogą szybko metabolizować izomeru D, co może prowadzić do kwasicy.

Jaka jest jego rola w winie?

Główne kwasy organiczne w winogronach to kwas L-winowy i L-jabłkowy, stanowiące ponad 90% zawartości kwasu w winogronach ().

Im bardziej winogrona dojrzewają, tym mniejsze jest jego stężenie, głównie ze względu na oddychanie metaboliczne. Stężenie kwasu L-winowego jest względnie stałe. To zmienne stężenie kwasu L-jabłkowego zwykle stwarza problemy producentom wina.

W winie kwas jabłkowy działa jako środek smakowo-zapachowy dostosowujący smak i środek regulujący pH, który ma głęboki wpływ na stabilność mikrobiologiczną wina, ponieważ determinuje przeżycie i proliferację bakterii i drożdży podczas i po warzeniu. Wino będzie miało płaski smak i będzie bardziej podatne na zepsucie, jeśli nie będzie w nim wystarczającej ilości kwasu jabłkowego.

Jednak wino będzie kwaśne, jeśli będzie go za dużo. Dlatego ilość kwasu jabłkowego powinna być odpowiednia dla producenta wina.

Wniosek

Po przeczytaniu możesz dobrze zrozumieć kwas jabłkowy (E296), z jego trzech rodzajów:L, D i DL; procesy produkcji; cztery korzyści zdrowotne; zastosowanie jako środek smakowo-zapachowy i środek do kontroli PH; zatwierdzone bezpieczeństwo, możliwe skutki uboczne i niektóre często zadawane pytania, takie jak wegańskie, bezglutenowe, syntetyczne lub naturalne itp.

W jakich opakowaniach żywności znalazłeś ten składnik? Daj mi znać w komentarzach.