柠檬酸在食品中的应用

柠檬酸是水果、蔬菜中分布广的有机酸，也是食品中应用广泛的酸味剂。柠檬酸是一种重要的有机酸，又称枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。柠檬酸分无水柠檬酸和一水柠檬酸。同时柠檬酸还有许多其他用途，如作为抗氧化剂增效剂、漂白剂增效剂、果酱凝结剂、水果护色剂、增香剂及鱼类、羊奶的除臭剂等。 自然界中柠檬酸广泛存在于柠檬、橙、桔子等水果中。工业生产主要采用合成法和发酵法，而工业上使用的柠檬酸多由黑曲霉发酵法生产。 二、性状特点 1. 溶解性好 柠檬酸易溶于水、乙醇，溶于乙醚。无水柠檬酸在水中的溶解度很大， 100℃为84%。25℃时政乙醇中的溶解度为58.9%。此外，柠檬酸和其衍生物的丙二醇溶液还可溶于油脂。由于水溶性和脂溶性较好，柠檬酸易于均匀地分散于各类食品中。 2. 酸味纯正 温和芳香，在所有有机酸中是可口的，并能与多种香料混合产生清 爽的酸味，故事用于许多食品。同时由于柠檬酸的弱酸性，在一定pH范围内能抑制细菌繁殖，起到防腐作用。 3. 螯合力强 柠檬酸由于含有三个羧基故可形成三种形式的盐，但除碱金属盐外， 其他盐大多不溶或难溶于水。它还有一种奇特的性质，就是在冷水中比在热水中易溶。 4. 能与碱或盐组成缓冲剂 如与磷酸氢二钠以不同比例混合，可得到2～8的系列 缓冲液。 5. 毒性小 在人体内柠檬酸为三羧酸循环的重要中间体，毒性小。 三、应用 1. 柠檬酸作为酸味剂 广泛应用于各种饮料、果汁、罐头、糖果、果酱、果冻的 生产，使产品的酸味清爽可口，并有果味的香甜。柠檬酸本身是果汁的天然成分之一，不仅赋予饮料水果风味，而且具有增溶、缓冲、抗氧化等作用，能使饮料中的糖、香精、色素等成分交融协调，形成适宜的口味和风味。 2. 柠檬酸作蔗糖转化剂 在蔗糖液中添加适量柠檬酸可使其转化为糖，以提高蔗 糖的饱和度和粘度，增大渗透压，从而有效地防止糖制品的蔗糖返砂，并提高制品的保藏性和改善其质地。 3. 柠檬酸作果蔬原料的护色剂 将果蔬原料放在1%～2%的食盐和0.1%的柠檬酸 混合液中浸渍，可抑制果蔬原料酶褐变引起的变色。
4. 柠檬酸作pH值的调整剂 柠檬酸在罐头、果酱、果冻等制品中使用，可使其 pH值降低，抑制腐败微生物的繁殖。一般当pH值小于5.5时，大部分腐败细菌可被抑制。同时，用柠檬酸调整食品的pH值还可达到改善品质和风味的目的。如当葡萄或其他酿酒原料成熟过度而酸度不足时，可以用柠檬酸调节，以防止所酿造的酒口味单薄，同时还有抗氧化和保护色素的作用，以保护果汁的新鲜感和防止变色。 5. 柠檬酸作抗氧化剂的增效剂 如在切去皮后的果蔬原料中加入浓度为0.1%的 抗坏血酸溶液可防止原料氧化褐变。通常以柠檬酸作为增效剂，以控制酚酶的活力，防止酶褐变。如一分子结晶水柠檬酸可用作食用油的抗氧化剂。如添加柠檬酸可以改善冰激凌的口味，增加乳化稳定性，防止氧化作用。在果酱和果冻中同样可以增进风味，并有抗氧化作用。如各种肉类和蔬菜在腌制加工时，加入或涂上柠檬酸可以改善风味，除腥去臭，抗氧化。 6. 柠檬酸作疏松剂的改良剂 在面食制品中用小苏打作疏松剂时，制品往往碱度 大，口感差。若将柠檬酸和小苏打同时使用，可使小苏打分子在反应过程中产生的二氧化碳被吸收，不致使碳酸钠积累，从而降低面食的碱度，改善风味。 7. 柠檬酸作缓冲剂 蔬菜、水果在加工时由于品种、产地、收获期、存放时间不同 会使它们的含酸量不同，给工业带来不便，为此根据需要在控制溶液酸度，保证产品质量，还可抑制细菌生长、减少杀菌时间及降低杀菌温度。 8. 柠檬酸与脂肪酸单双甘油酯合用作乳化剂 在人造奶油、冰激凌生产中添加 这种乳化剂有利于脂肪的破乳、凝结，从而提高产品质量，使产品口感细腻。参考用量：10g/kg,冷饮10g/kg。 9. 柠檬酸作为香料及除味剂 柠檬酸可添加到软饮料、冷饮、焙烤食品、糖果及 胶姆糖中。柠檬酸还可作为香料稳定剂添加到许多食品包装材料中去，起到保鲜除异味作用，如将添加1%柠檬酸等聚乙烯制成的膜用于包装鱼及其腌制品，三天后能明显降低异味。此外，柠檬酸作为海产品、水产品及羊奶等制品的除腥、除膻剂也被广泛使用，如海带饮料中常用10%的柠檬酸和0.2%的盐酸进行酸煮脱腥，沙丁鱼在加工前浸泡在pH5.5的柠檬酸中30分钟后可除去腥味。 10. 柠檬酸对VC含量的影响 所有甜橙汁样品中储藏过程中，维生素C含量都在 下降，但各自下降的特点有所不同。在对比试验中，柠檬酸对维生素C的下降有一定的减缓作用。在新制备的甜橙汁新鲜样品中，含有柠檬酸的样品菌落总数下降速度比对照样品快，且随柠檬酸浓度的增加而加快。 11. 柠檬酸在早期断奶仔猪日粮中的应用 a)降低日粮pH值，使胃内pH值下降，提高酶活性。柠檬酸可在一定程度上引起 日粮和胃肠道pH值降低，低pH值可使无活性的胃蛋白酶原激活成为有活性的胃蛋白酶，从而为仔猪营养物质的消化和吸收提供了适宜环境。侯永清等（1996）报道，断奶仔猪日粮中添加柠檬酸，小肠内容物质胰蛋白酶和淀粉酶活性明显提高。柠檬酸通过降低胃肠道pH值，改善有害微生物的适宜生存坏境或直接抑菌、杀死有害微生物，同时促进乳酸菌的发酵活动。 b)直接参与体内代谢，提高营养物质消化率 柠檬酸是糖、蛋白质和脂肪代谢中 的一个必经过程，是三羧酸循环的中间产物，被仔猪吸收后在体内合成ATP时对电子传递系统和异柠檬酸脱氢酶活性都有积极作用 ，对ATP形成和生物总量的积累起重要作用，促进仔猪的新陈代谢，增强对能量和氨基酸的利用率。 c)柠檬酸调节胃排空速度 酸性食糜进入小肠后通过对小肠壁的化学刺激，使之分泌异胃素，凡反射性抑制胃运动，减慢胃排空速度和食物在肠道内移动速度，延长了食物 在胃内的停留时间，使食物与胃液和唾液等消化液充分混合，有利于食物中营养物质的消化吸收。
d)柠檬酸促进矿物质的吸收 柠檬酸在降低胃肠道内容物的pH值的同时，还能 与一些矿物质元素形成易被吸收利用的络合物。 e)柠檬酸作为饲料的保护剂 柠檬酸是饲料抗氧化剂的增效剂，其作用机理是对 饲料金属离子有封锁作用，使其不能起催化氧化反应的作用。 12. 罐头食品、豆制品及调味品 柠檬酸还有螯合金属离子的作用，保护器 中的抗坏血酸，使之不被金属离子破坏。柠檬酸添加到植物油中也有类似的作用。柠檬酸可以用于大豆等豆类蛋白、葵花子蛋白的水解，生产出风味别致的调味品。它也可以用于成熟调味品（酱油等）的调味。 13. 其他 柠檬酸在医药、化学等其他工业中也有一定作用。柠檬酸铁铵可以用作补血剂；柠檬酸钠可以用作输血剂；柠檬酸可制造食品包装用薄膜及无公害洗涤剂，如柠檬酸酯的两个主要品种柠檬酸三丁脂（TBC）、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)已获得美国FDA批准作为安全、无毒增塑剂，我国也建议在包装材料中使用。柠檬酸三丁酯(TBC)因具有相容性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、耐候性强等特点而广受关注，成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品。柠檬酸酯类增塑剂具有良好的综合性能，耐寒性好，在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性，又耐光，耐水，耐热，熔封时热稳定性好而不变色，安全经久耐用，抗霉性好，可生物降解，与聚丙烯（PP）、PVC、氯乙烯-偏二氯乙烯（PVDC）、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物和各种纤维树脂等相容性好。柠檬酸酯作为食品级PVC薄膜的主增塑剂，使增塑PVC薄膜透气性好、有效保持保险肉类的红氧肌球蛋白，且熔封性能良好，克服了PVC膜包装肉类后，由于沾油而难以熔封的缺点，尤其适用于包装肉类等高脂肪食品；薄膜表面光泽、透明，内包装食品一目了然；透水性好，二氧化碳透过性高，能减少新鲜蔬菜的脱水现象，延长蔬菜保鲜期。柠檬酸酯增塑剂在食品级PVDC膜中兼起主增塑剂和热稳定剂的作用。