Среди натуральных пищевых антиоксидантов аскорбиновая кислота (витамин C) является давно устоявшимся и широко используемым водорастворимым антиоксидантом, а также необходимым питательным веществом для человеческого организма. Благодаря своим природным свойствам, высокой растворимости в воде и двойной функции, аскорбиновая кислота стала классическим выбором в пищевой промышленности как для сохранения, так и для обогащения питательных веществ. Она удовлетворяет спрос потребителей на натуральные, полезные и многофункциональные пищевые добавки и играет важную роль в напитках, фруктах и овощах, мясных продуктах и многих других категориях пищевых продуктов.

 

I. Аскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота, также известная как витамин C, — это естественно растворимая в воде кислота с шестью углеродными сахарами. Это незаменимый водорастворимый витамин для человеческого организма, а также классический натуральный водорастворимый антиоксидант, широко используемый в пищевой промышленности [1]. Пищевая аскорбиновая кислота может быть получена как естественной экстракцией, так и промышленным синтезом, оба из которых соответствуют национальным стандартам безопасности пищевых добавок.

 

Производство аскорбиновой кислоты в основном включает два индустриализированных метода:

1. Естественная экстракция: Аскорбиновая кислота может быть извлечена из свежих фруктов и овощей, а также из побочных продуктов переработки фруктов и овощей с помощью таких процессов, как водная экстракция, очистка и кристаллизация [12]. Продукты, полученные таким методом, имеют сильное естественное расположение и подходят для премиальных натуральных пищевых применений.

 

2. Биоферментационное производство: глюкоза используется в качестве сырья и преобразуется в процессах микробной ферментации, преобразования и очистки [7]. В настоящее время это основной метод промышленного производства, обеспечивающий высокую чистоту и хорошую себестоимость, при этом чистота продукции превышает 99%.

 

Кроме того, производные аскорбиновой кислоты, такие как аскорбат натрия, кальций аскорбат и аскорбил пальмитат, обеспечивают улучшенную стабильность и растворимость липидов после модификации [4], что ещё больше расширяет применение аскорбиновой кислоты в пищевой промышленности.

 

Источник изображения: ChemSpider

 

II. Основные свойства

Источник изображения: Baidu Encyclopedia (Baidu Baike)

 

1. Физические свойства: Аскорбиновая кислота — это белое или слегка желтое кристаллическое вещество или кристаллический порошок. Она не имеет запаха и имеет кислый вкус. Она хорошо растворима в воде, с растворимостью примерно 330 г/л при 25°C, слабо растворима в этаноле и нерастворима в неполярных растворителях, таких как эфир и хлороформ, что делает её типичным водорастворимым антиоксидантом [9]. Её водный раствор слабо кислый, с pH примерно 2,5–3,5. При добавлении в пищу он также помогает корректировать кислотность без нежелательных запахов.

 

2. Антиоксидантный механизм: Как сильный восстановитель, аскорбиновая кислота может эффективно поглощать реактивные виды кислорода, такие как супероксидные анионы и гидроксильные радикалы, в пищевых системах, отдавая электроны и атомы водорода [3], тем самым напрямую прерывая цепную реакцию перекисления липидов [11]. Она также может восстанавливать окисленные антиоксиданты, такие как витамин E и чайные полифенолы, обратно до их активной формы, что способствует регенерации антиоксидантов и улучшает общую антиоксидантную эффективность системы [8].

 

3. Ключевые преимущества: Аскорбиновая кислота обладает отличной водорастворимостью и является одним из самых часто используемых натуральных водорастворимых антиоксидантов в пищевой промышленности, что делает её подходящей для широкого спектра водных пищевых систем [2]. Она обеспечивает антиоксидантную защиту и обогащение питательных веществ. Помогая сохранять качество пищи, она также обеспечивает витамин C — жизненно важный питательный элемент для человеческого организма, тем самым повышая их питательную ценность. Кроме того, она помогает подавлять подрумянение фруктов и овощей и улучшает цвет мясных продуктов, выполняя множество функций в одном ингредиенте.

 

4. Стабильность: Аскорбиновая кислота демонстрирует хорошую стабильность в кислотных условиях с pH ниже 4 и сохраняет относительно высокую антиоксидантную активность в таких условиях. Однако она чувствительна к теплу, кислороду и ультрафиолетовому свету и может легко окисляться и разлагаться при высокотемпературной обработке, воздействии света или в условиях с высоким содержанием кислорода. Её стабильность значительно снижается в щелочных условиях, где может происходить изомеризация и потеря активности. Контакт с ионами металлов, такими как железо и медь, может ускорить окисление, поэтому прямой контакт с этими металлами должен быть минимизирован [9].

 

5. Другие функции: Помимо антиоксидантной роли в пищевых продуктах, аскорбиновая кислота важна для синтеза коллагена в организме человека и связана с физиологическими функциями, такими как поддержка иммунной функции, стимулирование усвоения железа и защита от окислительного стресса [3]. В пищевых приложениях её также можно использовать как регулятор кислотности, средство защиты цвета и помощь в системах разрыхления, что делает её многофункциональным пищевым ингредиентом.

 

III. Широко признан во всем мире с зрелыми стандартами применения

Аскорбиновая кислота выполняет двойную функцию: пищевую добавку и укрепляющий вещества. Её функциональность, безопасность и практическая ценность официально признаны в большинстве стран и регионов мира:

• Китай: Аскорбиновая кислота включена в Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов GB 2760-2024 — Стандарт применения пищевых добавок и может использоваться как антиоксидант, средство защиты цвета и регулятор кислотности. Соответствующие показатели ЦНС включают 04.014 для аскорбиновой кислоты и 04.015 для аскорбата натрия.

 

• Европейский союз: Аскорбиновая кислота и её производные признаны для различных функций, включая E300 (L-аскорбиновая кислота), E301 (натрий аскорбат), E302 (кальций аскорбат) и E305 (аскорбил пальмитат). Их использование соответствует Регламенту ЕС (EC) No 1333/2008 о пищевых добавках и охватывает широкий спектр категорий пищевых продуктов.

 

• Соединённые Штаты: FDA признаёт аскорбиновую кислоту как вещество, признанное безопасным (GRAS). Она может использоваться как антиоксидант, усилитель питательных веществ и средство защиты цвета в различных продуктах. Натуральная аскорбиновая кислота особенно популярна на рынке натуральных продуктов.

 

• Япония: Аскорбиновая кислота и её производные широко разрешены для использования в напитках, фруктах и овощах, мясных продуктах, маслах и жирах, а также других продуктах. Её питательные и природные свойства делают их отлично подходящими для здоровья потребностей японского пищевого рынка.

 

IV. Безопасность

Аскорбиновая кислота — это незаменимый водорастворимый витамин для организма человека. Её безопасность подтверждена десятилетиями токсикологических исследований и долгосрочным опытом употребления по всему миру. При нормальном употреблении она не проявляет острой или хронической токсичности и не проявляет канцерогенных, тератогенных или мутагенных эффектов [13]. Избыточные количества, которые не усваиваются, могут выводиться через мочу без значительного риска накопления в организме.

JECFA оценила АДИ аскорбиновой кислоты в составе 0–15 мг/кг массы тела, при этом токсикологический порог не установлен.

 

V. Приложения и максимальные уровни использования

Согласно Национальному стандарту безопасности пищевых продуктов GB 2760-2024 — Стандарту использования пищевых добавок, основные категории применения и максимальные уровни использования аскорбиновой кислоты и её часто используемых производных в качестве пищевых антиоксидантов следующие:

VI. Меры предосторожности

1. Совместимость: Аскорбиновую кислоту не следует смешивать с сильно щелочными веществами, такими как бикарбонат натрия и гидроксид натрия, а также с ионами металлов, такими как железо и меди. Щелочные условия ускоряют её окисление и потерю активности, в то время как ионы металлов могут катализировать реакции окисления и значительно снижать антиоксидантную активность [6]. Её можно комбинировать с лимонной кислотой, токоферолами, чайными полифенолами, экстрактом розмарина и другими антиоксидантами. Такие комбинации могут вызывать синергетические антиоксидантные эффекты, одновременно помогая компенсировать ограничения стабильности отдельных антиоксидантов [5].

 

2. Условия хранения: Аскорбиновая кислота должна храниться в плотно запечатанной ёмкости в прохладном, сухом месте, защищённом от света. Рекомендуется температура хранения ≤25°C и относительная влажность ≤60%. Аскорбиновая кислота обладает высокой гигроскопичностью и может легко застывать и окисляться после поглощения влаги. Рекомендуется упаковка с кислородом и светоизоляцией, например, пакеты из алюминиевой фольги или вакуумная упаковка. После открытия продукт следует использовать как можно скорее, а оставшийся материал повторно запечатать. Во время обработки и хранения следует избегать контейнеров из железа, меди или подобных металлов. Рекомендуется использовать контейнеры из нержавеющей стали, стекла или пищевого класса, чтобы предотвратить ускорение окисления ионами металлов.

 

3. Метод растворения: водорастворимую аскорбиновую кислоту и её производные можно растворить непосредственно в холодной или тёплой воде, а затем добавить в водную фазу пищевой системы при тщательном смешивании. Растворение при высоких температурах следует избегать, так как при температурах выше 80°C окисление может ускорить окисление.

 

4. Применение для защиты цвета: в мясных продуктах аскорбиновая кислота может использоваться вместе с нитритами для снижения необходимого уровня нитритов и одновременно подавления образования нитрозаминов, тем самым повышая безопасность мясных продуктов [10]. Для защиты цвета фруктов и овощей можно приготовить водный раствор 0,1–0,5%. Фрукты и овощи можно погружать в раствор на несколько минут, а затем удалять, что эффективно помогает предотвратить потемнение.

 

Аскорбиновая кислота — классический натуральный, водорастворимый и многофункциональный антиоксидант в пищевой промышленности. Благодаря богатому сырью, зрелым технологиям производства и широкому спектру применений, она эффективно удаляет свободные радикалы, задерживает окислительную прогоркнутость, помогает предотвратить потемнение фруктов и овощей и улучшает цвет мясных продуктов. В то же время она обеспечивает необходимый витамин C, обеспечивая интегрированное сочетание сохранения, питательной обогащения и защиты цвета.