Мнение эксперта

Лимонная кислота – она же Е330 – старейший и один из самых экологичных пищевых ингредиентов. Ее открыли в XVIII веке, одной из первых кислот, и сейчас производят в огромных масштабах – 2,2 млн тонн в год! – при этом не задействуя ни одного лимона. Причина популярности лимонной кислоты – ее универсальность как пищевого ингредиента, хотя это соединение находит применение и в других индустриях.
Лимонную впервые выделил шведский химик Карл Вильгельм Шееле из натурального лимонного сока в 1784 году. Он конденсировал лимонный сок, обработал его известью, получил осадок цитрата кальция, а затем обработал серной кислотой, получив знакомые нам белые кристаллы. Шееле принадлежат открытия многих других кислот – щавелевой, молочной, серной, синильной и пр. – а также ряда химических веществ, например, кислород и хлор.
До начала XX века лимонную кислоту получали из цитрусовых, процесс был дорогим и неэффективным – из центнера лимонов получали не более 3 кг продукта. Ситуацию изменил американский исследователь Джеймс Карри, который в 1917 году обнаружил, что грибок Aspergillus niger может выделять лимонную кислоту в промышленных масштабах. Более ста лет – с двадцатых годов прошлого века – этот метод стал основным в производстве Е330. Коммерциализировала этот процесс фирма Phizer, известная многими другими революционными разработками – от пенициллина до виагры.
Как производят лимонную кислоту
Процесс производства отработан. Сырьем служит источник углеводов: меласса (отходы сахарного производства), кукурузный крахмал или глюкоза из целлюлозы.
Проводят ферментацию при температуре 28-32 °C, pH ~5 и с доступом воздуха, в ходе которой грибок Aspergillus niger начинает «дышать» и выделять лимонную кислоту как побочный продукт метаболизма. Длительность процесса – 5-14 дней.
После ферментации биомассу фильтруют и обрабатывают гидроксидом кальция, получая нерастворимый цитрат кальция. Его промывают, затем «растворяют» серной кислотой, получая лимонную кислоту и осадок гипса (сульфата кальция), как побочный продукт – его используют при строительстве, в дизайне и т.д.
Финальная стадия – очистка и кристаллизация Е330. На выходе – безводная форма лимонной кислоты, белые кристаллы более стабильны и лучше подходят для хранения.
Лимонная кислота в природе…
Важно: лимонная кислота не равноценна натуральному лимону. Е330 обеспечивает узнаваемую кислинку, но натуральный вкус лимона создает ансамбль многих компонент: лимонен, присутствующий в цедре, отвечает за цитрусовый аромат и за ощущение свежести, ощущение свежести усиливает витамин C, яблочная и малоновая кислоты смягчают резкость, а флавоноиды (гесперидин, эриоцитрин) – создают легкую горечь (и дополнительный антиоксидантный эффект).
Е330 присутствует в разных продуктах. Кроме лимонов и других цитрусовых (лаймы, апельсины, грейпфруты) ее содержат фрукты (ананасы, гранат, абрикосы, персики, сливы, яблоки и др.). ягоды (клюква, черная смородина, малина, брусника, вишня, рябина, земляника, клубника, крыжовник) и овощи (например, помидоры, болгарский перец, морковь, ревень).
…и в пищевой индустрии
Основной потребитель лимонной кислоты – индустрия продуктов питания. E330 – один из самых «чистых индексов»: не вызывает аллергий, организм ее не накапливает, а полностью метаболизирует в цикле Кребса (как и природная цитрат-ион в клетках). В России, ЕС, США, Китае и даже в «ограничительных» юрисдикциях (например, Израиле) E330 разрешен без оговорок.
В качестве пищевого ингредиента лимонная кислота нужна для трех основных задач:
1. Регулятор кислотности (pH-контроль) – стабилизирует вкус, продлевает срок годности, подавляет рост патогенных микроорганизмов.
2. Антиоксидантный синергист – не являясь антиоксидантом усиливает действие витамина C и других консервантов, связывает ионы железа и меди, которые катализируют окисление жиров.
3. Усилитель вкуса и аромата, который в газированных напитках активирует «кислые рецепторы» потребителя, при этом не перебить сладость, в безалкогольных энергетиках – маскирует горечь кофеина и таурина.
Полностью дублировать свойства лимонной кислоты сложно: она дешева, безопасна, нейтральна по аромату и универсальна. Когда бывает все же нужно заменить лимонную кислоту на другие ингредиенты, выбор варианта замены зависит от задачи:

Задача	Альтернативы Е330	Особенности замены
Регулирование pH	Яблочная, винная или уксусная кислоты	Яблочная – мягче, чем лимонная, но дороже; винная тоже дорогая, а уксусная обладает резким запахом
Консервация	Сорбиновая или бензойная кислоты	Эффективнее против грибков, чем Е330, но к ним строже регуляторные требования
Улучшение вкуса	Сукциновая или молочная кислоты	Особенности восприятия: например, молочная кислота дают «кремовую» кислинку, но обладает нецитрусовым профилем, а сукционовая – солоновато-кислая, поэтому хороша в некоторых ситуациях, например, для морепродуктов

За пределами «пищевки»: где еще применяют лимонную кислоту
Пищевая промышленность – основной, но не единственный потребитель лимонной кислоты. Соединение активно используют в чистящих и моющих средствах – «лимонка» хелатирует ионы кальция и магния, смягчая воду и усиливая действие поверхностно-активных веществ. Лимонной кислотой заменяют фосфаты в «эко-средствах», например, в таблетках для посудомоечных машин. Также лимонную кислоту применяют в косметической продукции (например, как регулятор pH в шампунях или как компонент пилингов), в текстильном производстве, электронике и даже в строительстве.
Возможно, лимонная кислота произведет революцию в аккумуляторах. «Цитратные батареи», в которых лимонная кислота служит основой для биоразлагаемых электролитов, могут стать экологичной альтернативой литий-ионным аккумуляторам. Пока эффективность цитратных батарей невелика, но над этой задачей работают инженеры.
Вместо заключения
E330 – не «злая химия», а один из самых древних и безопасных метаболитов на Земле. Мы производим её в каждой клетке при расщеплении глюкозы. Научились этому давно: в таком качестве лимонную кислоту начали использовать для внутренних биохимических процессов еще первых аэробные прокариоты. Процесс остается неизменным по структуре и функциям уже около двух миллиардов лет.
Наш организм непрерывно синтезирует лимонную кислоту (в виде её аниона – цитрата) и потребляет её в огромных количествах – в организме взрослого человек порядка двух килограммов в сутки. Соответствующие процессы идут каждую секунду в каждой клетке, способной к аэробному дыханию. Поэтому организм не отторгает Е330 как чужеродное вещество, это соединение – наше, родное.