無水クエン酸の応用

2025,10,31

無水クエン酸は、果物や野菜に最も広く分布している有機酸であり、食品に最も広く使用されている酸味料です。クエン酸としても知られる無水クエン酸は、重要な有機酸です。それは無色の結晶として発生し、多くの場合 1 分子の結晶水が含まれています。無臭で酸味が強く、水によく溶けます。そのカルシウム塩は熱水よりも冷水に溶けやすく、この特性はクエン酸の同定と単離によく使用されます。無水クエン酸は、結晶化中の適切な温度を制御することによって得ることができます。

プロパティ

1. 優れた溶解性: 無水クエン酸は、水、エタノール、エーテルに容易に溶解します。水への溶解度は非常に高く、100℃で84%に達します。 25℃におけるエタノールへの溶解度は58.9%です。さらに、クエン酸およびその誘導体のプロピレングリコール溶液も油脂に可溶です。クエン酸は水溶性と脂溶性が高いため、さまざまな食品に簡単かつ均一に分散させることができます。

2.純粋な酸味：穏やかな香りがあり、すべての有機酸の中で最も口当たりが良く、さまざまなスパイスとブレンドしてさわやかな酸味を生み出すことができるため、多くの食品に人気があります。クエン酸の弱酸性は、特定の pH 範囲内で細菌の増殖を抑制し、防腐剤としても機能します。

3. 強力なキレート力：無水クエン酸は、3 つのカルボキシル基により 3 つの塩の形を形成できます。しかし、アルカリ金属塩を除いて、他のほとんどの塩は水に不溶性または難溶性です。また、熱水よりも冷水の方が溶けやすいという特徴もあります。

4. アルカリまたは塩と緩衝液を形成する可能性があります。たとえば、これをリン酸水素二ナトリウムとさまざまな割合で混合すると、濃度が 2 ～ 8 の一連の緩衝液が得られます。

5. 低毒性: クエン酸は人体のトリカルボン酸回路の重要な中間体であり、毒性が低い。

無水クエン酸には、抗酸化相乗剤、漂白剤、ジャム凝固剤、果物の色保存剤、風味増強剤、魚やヤギ乳の消臭剤など、他にも多くの用途があります。無水クエン酸は、レモン、オレンジ、みかんなどの果物に天然に含まれています。工業生産は主に合成と発酵に依存しており、工業的に使用される無水クエン酸のほとんどは黒色アスペルギルスを用いた発酵によって生産されます。

無水クエン酸は、さまざまな飲料、ジュース、缶詰、キャンディー、ジャム、ゼリーの製造において酸味料として広く使用されており、爽やかでフルーティーな風味を与えます。ジュースの天然成分である無水クエン酸は、飲料にフルーティな風味を与えるだけでなく、可溶化剤、緩衝剤、酸化防止剤としても機能し、飲料中の砂糖、香料、色素をブレンドして調和のとれたブレンドと風味を作り出します。

スクロース転化剤としての無水クエン酸: 適切な量の無水クエン酸をスクロース溶液に添加すると、それが糖に変換され、スクロースの飽和度と粘度が増加し、その浸透圧が上昇します。これにより、砂糖製品のスクロース逆戻りが効果的に防止され、保存期間と質感が向上します。

果物や野菜の色保存剤としての無水クエン酸: 1% ～ 2% の塩と 0.1% 無水クエン酸の混合物に果物や野菜を浸漬すると、酵素による褐変による変色を抑制できます。

pH調整剤としての無水クエン酸: 無水クエン酸は、pHを下げて腐敗微生物の増殖を抑制するために、缶詰、ジャム、ゼリーなどの製品に使用されています。一般に、pH 5.5 未満では、ほとんどの腐敗菌が抑制されます。無水クエン酸で食品の pH を調整すると、品質と風味が向上します。たとえば、ブドウやその他のワイン製造材料が熟しすぎて酸味が不足している場合、無水クエン酸を使用して pH を調整し、得られるワインの味が淡白になるのを防ぐことができます。また、抗酸化作用があり、色素を保護し、ジュースの鮮度を保ち、変色を防ぎます。

抗酸化相乗剤としての無水クエン酸: たとえば、皮をむいた果物や野菜に 0.1% アスコルビン酸溶液を加えると、酸化による褐変を防ぐことができます。無水クエン酸は、フェノラーゼの活性を制御し、褐変を防ぐための相乗剤としてよく使用されます。たとえば、単一分子の結晶水、無水クエン酸は、食用油の酸化防止剤として使用できます。たとえば、無水クエン酸を添加すると、アイスクリームの風味が向上し、乳化安定性が高まり、酸化を防ぐことができます。また、ジャムやゼリーの風味を高め、抗酸化作用もあります。たとえば、肉や野菜を漬ける場合、無水クエン酸を加えたり、コーティングしたりすると、風味が向上し、生臭みが除去され、抗酸化効果が得られます。

膨張剤としての無水クエン酸: パスタの膨張剤として重曹を使用すると、アルカリ性が高くなって食感が悪くなることがよくあります。無水クエン酸と重曹を一緒に使用すると、反応中に重曹分子が生成する二酸化炭素を吸収し、炭酸ナトリウムの蓄積を防ぎます。こうすることでパスタのアルカリ性が下がり、風味が良くなります。

緩衝剤としての無水クエン酸: 野菜や果物は、品種、産地、収穫時期、保存期間により加工中の酸含有量が異なるため、業界に不便をもたらしています。したがって、必要に応じて溶液の酸性度を制御することで、製品の品質が保証されます。また、細菌の増殖を抑制し、滅菌時間を短縮し、滅菌温度を下げます。

無水クエン酸は、乳化剤として脂肪酸モノグリセリドおよびジグリセリドと組み合わせて使用されます。この乳化剤をマーガリンやアイスクリームの製造に添加すると、脂肪の解乳化と凝固が促進され、それによって製品の品質が向上し、より滑らかな食感が生まれます。参考用量：10g/kg、冷たい飲み物の場合は10g/kg。

香味料および消臭剤としての無水クエン酸: 無水クエン酸は、ソフトドリンク、冷たい飲み物、焼き菓子、キャンディー、グミに添加できます。無水クエン酸は、風味安定剤として多くの食品包装材料に添加することもでき、鮮度を保ち、臭気を除去します。たとえば、魚や保存品の包装に無水クエン酸を 1% 含むポリエチレンフィルムを使用すると、3 日後の臭いが大幅に軽減されます。無水クエン酸は、魚介類、水産物、ヤギ乳の消臭剤としても広く使用されています。たとえば、昆布飲料は生臭みを取り除くために 10% 無水クエン酸と 0.2% 塩酸で煮ることがよくあります。イワシは、加工前に pH 5.5 の無水クエン酸に 30 分間浸して生臭みを取り除くことができます。

ビタミン C 含有量に対する無水クエン酸の影響: すべてのオレンジジュースサンプルのビタミン C 含有量は保存中に減少しましたが、減少のパターンは異なりました。比較実験では、無水クエン酸はビタミン C の減少を遅らせるのに中程度の効果がありました。作りたてのオレンジジュースサンプルでは、無水クエン酸を含むサンプルの総コロニー数は対照サンプルよりも早く減少し、無水クエン酸濃度が増加するにつれて減少速度は加速しました。

離乳初期の子豚の飼料への無水クエン酸の適用: a) 食事の pH を下げると、胃の pH が低下し、酵素活性が高まります。無水クエン酸は、食事と胃腸管の pH をある程度まで下げることができます。この低い pH は不活性ペプシノーゲンを活性ペプシンに活性化し、それによって子豚の栄養素の消化と吸収に好ましい環境を作り出します。侯永清ら。 (1996) は、離乳した子豚の飼料に無水クエン酸を添加すると、小腸内のトリプシンとアミラーゼの活性が大幅に増加したと報告しました。

また、無水クエン酸は缶詰、大豆製品、調味料中の金属イオンをキレート化し、アスコルビン酸を金属イオンによる損傷から保護します。無水クエン酸を植物油に添加すると、同様の効果があります。無水クエン酸を使用すると、大豆や他のマメ科植物のタンパク質、さらにはヒマワリの種のタンパク質を加水分解して、独特の風味の調味料を製造できます。熟成調味料（醤油など）の風味付けにも使用できます。

その他

無水クエン酸は、医学や化学などの他の産業でも役割を果たしています。無水クエン酸第二鉄アンモニウムは強血剤として使用できます。無水クエン酸ナトリウムは輸血剤として使用できます。無水クエン酸は、食品包装フィルムや無公害洗剤の製造に使用できます。例えば、無水クエン酸エステルの 2 つの主な種類、無水クエン酸トリブチル (TBC) とアセチルクエン酸トリブチル (ATBC) は、米国 FDA によって安全で毒性のない可塑剤として承認されており、我が国も包装材料への使用を推奨しています。

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