سوربیک اسید
اسید سوربیک نام خود را از Sorbus aucuparia گرفته است، زیرا اولین بار از این درخت توت به دست آمد. هفتاد سال بعد، پتانسیل آن به عنوان یک عامل ضد میکروبی کشف شد. اسید سوربیک و نمکهای آن (که عموماً سوربات نامیده میشوند) اکنون به عنوان مواد نگهدارنده در طیف گستردهای از مواد غذایی در بسیاری از کشورها استفاده میشوند.
کاربردهای اسید سوربیک
اسید سوربیک و نمکهای آن، سوربات سدیم و سوربات پتاسیم به عنوان نگهدارنده در مواد غذایی، لوازم آرایشی و محصولات دارویی موضعی استفاده میشوند. این نگهدارندهها متابولیسم طبیعی چربی در بدن انسان شرکت میکنند و به دی اکسید کربن و در نهایت آب اکسید میشوند؛ بنابراین در بدن انسان تجمع نمییابند. سورباتها کاربرد گستردهای در مواد غذایی مختلف از جمله محصولات لبنی، نانوایی، میوه و سبزیجات، گوشت و ماهی، نوشیدنی، امولسیونهای غذایی و شیرینی پیدا کردهاند.
مشتقات اسید سوربیک
اسید سوربیک عمدتاً در غذاها به شکل سورباتهای کلسیم، سدیم یا پتاسیم استفاده میشود. اسید سوربیک، سوربات پتاسیم، سوربات کلسیم و سوربات سدیم بسیار کارآمد و ایمن هستند و به نوعی جایگزین اسید بنزوئیک (نوعی نگهدارنده سنتی) محسوب میشوند. نمکهای سدیم و پتاسیم اسید سوربیک (به عنوان مثال، سوربات سدیم و سوربات پتاسیم) به اندازه کافی موثر نیستند شکل اسید آزاد به عنوان یک ضد میکروبی موثرتر است. سایر مشتقات با قابلیت ضد میکروبی (سوربویل پالمیتات، سوربامید، اتیل سوربات، سوربیک انیدرید) کاربرد محدودی دارند؛ زیرا نامحلولتر و سمیتر هستند و طعم نامطلوب دارند. سوربات سدیم، سوربات کلسیم و سورباتهای پتاسیم بیشتر از اسید سوربیک در آب حل میشوند. بنابراین، آنها بیشتر در غذاها استفاده میشوند. با این حال، ممکن است pH را کمی افزایش دهند، بنابراین ممکن است برخی تنظیمات متوسط لازم باشد. متداولترین محصولات مورد استفاده از این خانواده عبارتند از:
- اسید سوربیک (E200)
- سوربات پتاسیم (E202)
سوربات پتاسیم اغلب همراه با بنزوات سدیم استفاده میشود. نمک پتاسیم سوربیک اسید معمولاً کاربرد صنعتی دارد زیرا پایدارتر است و تولید آن آسانتر است. علاوه بر این، حلالیت خوب آن برای غوطهوری و پاشش مناسب است. مانند بنزوئیک اسید، اسید سوربیک فقط به طور ضعیفی در آب محلول است. بنابراین، شکلی که بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد، سوربات پتاسیم محلول در آب است.
- سوربات سدیم (E201)
سوربات سدیم از سوربیک اسید محلولتر است و از سوربات پتاسیم حلالیت کمتری دارد. سوربات سدیم به شکل جامد ناپایدار است و در مواجهه با اکسیژن اتمسفر به سرعت تحت اکسیداسیون قرار میگیرد. بنابراین در مقیاس صنعتی تولید نمیشود.
- سوربات کلسیم (E203)
سوربات کلسیم بیمزه و بیطعم است. اسید سوربیک و به ویژه سوربات کلسیم را میتوان به عنوان مواد فعال در لفافهای قارچکش استفاده کرد.
کارکردهای سوربیک اسید در صنایع غذایی
اسید سوربیک در برابر مخمرها، کپکها و بسیاری از باکتریها فعال است. فعالیت ضد میکروبی اسید سوربیک با کاهش pH محیط افزایش مییابد. افزایش فعالیت در pH پایین ناشی از پروتونه شدن کامل اسید (یونیزه شدن) و در نتیجه جذب آسان توسط میکروارگانیسم است. اسید سوربیک و سورباتها در برابر مخمرها و کپکها مؤثرتر هستند. عمل آنها در برابر باکتریها بسیار انتخابی است.
- عامل ضد قارچ
سورباتها عمدتاً به عنوان ضد قارچ در محصولاتی مانند پنیر، محصولات نانوایی، آب میوهها، نوشیدنیها و سس سالاد استفاده میشوند. سورباتها در برابر مخمرها و کپکها، طیف وسیعی از باکتریها، به ویژه کوکسیهای کاتالاز مثبت، باکتریهای هاگ ساز و هوازی موثر هستند. سورباتها زایش ال-آلانین و ال سیستئین القا شده اسپورهای در حال رشد را مهار میکنند.
- عامل آنتی باکتریال
ترکیب اسید سوربیک و اسید لاکتیک از رشد پاتوژن سالمونلا جلوگیری میکند. در فرآوردههای گوشتی میتوانند به عنوان عوامل آنتی بوتولینال عمل کنند و نیاز به نیتریت را کاهش دهند.
- عامل ضد میکروبی
مهار میکروبی توسط سوربات متغیر است و به گونهها، سویهها، ترکیب غذا، pH، تیمارهای فرآوری غذا، دمای ذخیرهسازی و غلظت سوربات بستگی دارد. اثر ضد میکروبی سوربات به pH بستگی دارد و اثر بازدارندگی خوبی در pH بالای 6.5 تا 7 دارد. این یک مزیت نسبت به سایر نگهدارندهها مانند اسیدهای بنزوئیک و پروپیونیک است که اثربخشی خود را درpH 4.5 تا 5.5 از دست میدهند.
خواص فیزیکوشیمایی سوربیک اسید
اسید سوربیک یک اسید چرب مونو کربوکسیلیک راست زنجیر آلیفاتیک غیراشباع است. سورباتها در pH بین 4.0 تا 6.0 معمولاً مؤثرتر از بنزواتها هستند. اسید سوربیک در pH کمتر از 6 بهترین عملکرد را دارد و به طور کلی بالای pH 6.5 بی اثر است
- فرمول مولکولی: C6H8O2
- جرم مولی: 13 g/mol
- پودر سفید یا کرمی
- نقطه ذوب: 132 تا 135 درجه سانتیگراد
- نقطه جوش: 228 درجه سانتیگراد
- محلول در اتانول
- حلالیت در آب حدود 16 گرم در 100 میلی لیتر (با دما افزایش، در حضور قندها کاهش)
نحوه تاثیر سورباتها بر آنزیمها
مکانیسم کار اسید سوربیک مبتنی بر مهار آنزیمهای چرخه کربوهیدرات و چرخه اسید سیتریک است. اسید سوربیک با گروههای SH آنزیمها پیوندهای کووالانسی ایجاد میکند و در نتیجه آنها را غیرفعال میکند. تعدادی از آنزیمها به طور خاص توسط سورباتها مهار میشوند: انولاز، لاکتات دهیدروژناز، مالات دهیدروژناز، ایزوسیترات دهیدروژناز، آلفا کتوگلوتارات دهیدروژناز، سوکسینات دهیدروژناز، فوماراز و آسپارتاز.
تولید تجاری اسید سوربیک
مشابه اسیدهای بنزوئیک و پروپیونیک، اسید سوربیک محصول تخمیر شیر، رازیانه و آلو است. چندین مسیر برای تولید تجاری اسید سوربیک شناخته شده است که واکنش کروتونالدئید و کتن است، روش غالب و پر استفاده است. مجموع کل تولید سوربیک اسید در سال 2023 در حدود 150 هزار تن بود.
