07食品工艺学导论——食品防腐剂

nullnull第二篇 食品添加剂的应用null第一节食品防腐剂Antimicrobial Preservationsnull 是指能够防止食品由微生物所引起的腐败变质，延长食品保藏期的一类食品添加剂。食品防腐剂食品保存剂一、食品防腐剂的作用机理 一、食品防腐剂的作用机理 null ① 破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性，使微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外，导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。防腐剂对微生物的作用null ② 防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰辅酶A缩合酶、脱氢酶、电子转递酶系等。防腐剂对微生物的作用null ③ 防腐剂作用于微生物蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其它的生理作用不能进行等。 防腐剂对微生物的作用另外还有人认为：防腐剂可以干扰微生物 细胞的遗传机制，某些防腐剂能与微生物 细胞染色体上的碱基发生交联、置换等反 应，从而干扰微生物细胞的正常生长。二、食品防腐剂的种类二、食品防腐剂的种类食品防腐剂狭义null食品防腐剂的种类食 品 防 腐 剂苯甲酸 苯甲酸钠 山梨酸 山梨酸钾 对羟基苯甲酸酯类 丙酸盐类二氧化硫 焦亚硫酸钾 焦亚硫酸钠等亚硫酸类， 亚硝酸类乳酸链球菌素（Nisin） 溶菌酶三、常用的食品防腐剂三、常用的食品防腐剂 （一） 苯甲酸及其盐 1. 苯甲酸（Benzoic Acid） 俗称安息香酸，分子结构式为： null 苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，干扰了微生物细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收。进入细胞体内能抑制细胞的呼吸酶系的活性，对乙酰辅酶A缩合反应有很强的阻止作用，从而起到食品防腐作用。 苯甲酸防腐机理null 大鼠经口LD50为2530mg/kg体重。 FAO/WHO(1994)规定：ADI为0～5mg/kg体重（以苯甲酸计）。用C14示踪证明，苯甲酸在人体内不产生蓄积，大多数在9-15h内与甘氨酸结合成马尿酸（苯甲酰甘氨酸），通过尿排出体外。苯甲酸毒 性2. 苯甲酸钠（Sodium Benzoate）2. 苯甲酸钠（Sodium Benzoate） 苯甲酸钠亦称安息香酸钠，分子结构式为： null 苯甲酸钠为结晶性粉末或白色颗粒或片状，无臭或略带安息香气味，有甜涩味。在空气中稳定，露置空气中可吸潮。极易溶于水，53.0g/100mL(25℃)其水溶液的pH值为8。溶于乙醇，1.4g/100mL(25℃)。 苯甲酸钠性状与性能苯甲酸与食用级小苏打反应制成苯甲酸钠： 苯甲酸与食用级小苏打反应制成苯甲酸钠： 苯甲酸钠苯甲酸及苯甲酸钠的溶解度苯甲酸及苯甲酸钠的溶解度null ADI为0～5mg/kg体重（FAO/WHO,1985）。大鼠经口LD50为2.7g/kg体重。 在食品中使用苯甲酸钠时，可以与苯甲酸混合使用，也可以单独使用。在使用中，1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸。按GB2760-1996规定，苯甲酸钠和苯甲酸同时使用时，以苯甲酸计不得超过最大使用量。苯甲酸钠毒 性苯甲酸、苯甲酸钠的使用范围与最大用量苯甲酸、苯甲酸钠的使用范围与最大用量(二)山梨酸及其盐 (二)山梨酸及其盐 1.山梨酸（Sorbic Acid） 山梨酸为2，4-己二烯酸，亦称花楸酸，结构式为：null 为无色或白色晶体粉末，无臭或微带刺激性臭味，耐光、耐热性能好。微溶于水（溶解度0.16g/100ml）,溶于多种有机溶剂，乙醇中溶解度10g/100ml；花生油中0.9g/100ml；甘油中0.3g/100ml等。沸点228℃（分解），熔点132-135℃，在140℃下加热3h无明显变化，长期露置则会被氧化而变色。 山梨酸 性 质null 山梨酸是使用最多的防腐剂，大多数国家都使用。1945年美国Gooding发现山梨酸具有良好的防霉性能，山梨酸对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育起抑制作用，而对嫌气性细菌几乎无效。 山梨酸防腐性能null 大鼠经口LD50为10.5mg/kg体重。 ADI为0～25mg/kg体重（FAO/WHO,1985） 山梨酸是一种经过最充分的毒性试验的防腐剂之一。山梨酸在体内极易氧化分解而排出体外。毒 性山梨酸null 山梨酸可用于绿色食品加工和保藏，是目前被认为最安全的食品防腐剂之一。 山梨酸应避光、密闭保存。在需要加热的产品中使用山梨酸时，为防止山梨酸受热挥发，最好在加热过程的后期添加。山梨酸2. 山梨酸钾（Potassium Sorbate）2. 山梨酸钾（Potassium Sorbate） 山梨酸钾，分子结构式为： 山梨酸钾及山梨酸钠等盐是由山梨酸与相应的碱或碳酸盐水溶液反应制备，经精制而成，其操作过程与苯甲酸钠的制备类似。 null 为结晶性粉末或无色至浅黄色鳞片，无臭或稍有臭味。露置空气中能吸湿和被氧化而着色。1g山梨酸钾约溶于1.7ml水，16.1ml 95％乙醇和1000ml乙醚中。因此具有良好的水溶性，在山梨酸盐系列中应用最广泛。山梨酸盐在酸性食品中有效形式山梨酸起抑菌作用。山梨酸钾 性 质山梨酸及山梨酸钾的溶解度（g/100ml） 山梨酸及山梨酸钾的溶解度（g/100ml） null 大鼠经口LD50为4920mg/kg体重。ADI为0～25mg/kg体重（以山梨酸计，FAO/WHO,1994）。山梨酸钾在贮存时应注意遮光、防湿，包装完整，不破不漏，严禁毒物污染。山梨酸钾毒 性山梨酸山梨酸钾的使用范围与使用量山梨酸山梨酸钾的使用范围与使用量（三） 丙酸盐（三） 丙酸盐 1. 丙酸钠（Sodium propionate） 分子式CH3CH2COONa 丙酸钠为无色或白色结晶颗粒或结晶性粉末。无臭或稍有特意臭味。溶于水，在25℃和100℃水中的溶解度分别为100％和150％，在95％乙醇中的溶解度4.4％（13℃） ，有吸湿性 。 10％的丙酸钠水溶液pH值为8～10.5。对光稳定性好。 null 丙酸是一元羧酸，它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。 丙酸钠对防霉菌有良好的效能，而对细菌抑制作用较小，如对枯草杆菌、八叠球菌、变形杆菌等杆菌只能延迟它们发育5日，对酵母菌无作用。防腐性能丙 酸null 大鼠经口服LD50为6300mg/kg体重。小鼠经口LD50为5.1g/kg体重（丙酸及其钠、钾、钙盐之和，以丙酸计）。 丙 酸 钠毒 性2. 丙酸钙（Calcium Propionate）2. 丙酸钙（Calcium Propionate） 分子式：(CH3CH2COO)2CaO·1H2O 为白色的结晶颗粒或粉末。无臭或稍有特意臭味。可制成一水物或三水物，为无色单斜晶系片状结晶。水中的溶解度为39.86％，不溶于乙醇、乙醚。10％的水溶液PH值7.4。 null 大鼠经口LD50为5.16mg/kg体重，小鼠经口服LD50为3340mg/kg体重，ADI为0～10mg/kg体重。其余参照丙酸钠。 丙 酸 钙毒 性（四）对羟基苯甲酸酯类（四）对羟基苯甲酸酯类 对羟基苯甲酸酯类能在较宽pH值范围内对各种霉菌，酵母菌具有抑制作用。 一般来说，构成对羟基苯甲酸酯的醇的碳原子数越多，抗菌作用越强；而毒性相反，醇的碳原子数越少，毒性越大。不过总体相比毒性较苯甲酸要小得多，且在代谢过程中几乎从肾脏全部排出，而且没有刺激性。1. 对羟基苯甲酸乙酯(Ethyl-p-hydroxybenzoate )1. 对羟基苯甲酸乙酯(Ethyl-p-hydroxybenzoate ) 亦称尼泊金乙酯，分子式C9H10O3。 null 为无色的小结晶体和结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，对热和光均稳定，不宜吸湿，熔点为116～118℃。易溶于乙醇，而微溶于水，能溶于丙二醇，室温下稍溶于花生油（1g/kg）。 性状与性能null 对霉菌、酵母有较强的抑制作用；对细菌，特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌的抑制作用较弱。其抗菌作用较苯甲酸和山梨酸强。 防腐性能2. 对羟基苯甲酸丙酯 Propyl-p-hydroxybenzoate2. 对羟基苯甲酸丙酯 Propyl-p-hydroxybenzoate 俗名尼伯金丙酯，分子式C10H12O3null 为无色细小结晶或结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，其熔点为95～98℃。 微溶于水（0.04g/100ml,25℃）,易溶于乙醇（95g/100ml,25℃），能溶于丙二醇（26g/100ml）、乙醚（1g/3ml）。 性状与性能苹果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐渗压酵母3. 对羟基苯甲酸丁酯（Butyl-p-hydroxybenzoate）3. 对羟基苯甲酸丁酯（Butyl-p-hydroxybenzoate） 俗名尼泊金丁酯，分子式C11H14O3。 （五）乳酸链球菌素（Nisin）（五）乳酸链球菌素（Nisin） 羊毛硫氨酸、β-甲基羊毛硫氨酸 脱氢丙氨酸、β-甲基脱氢丙氨酸乳链菌肽乳酸链球菌null 为白色或略带黄色的结晶粉末或颗粒，略带咸味，不溶于非极性溶液。在水中的溶解度随pH的下降而提高，即pH值大于7.0时溶解度约为0，pH值在5.0时溶解度为4g/100ml，pH在2.5时溶解度为12g/100ml。 性状与性能null 对许多革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌以及利斯特氏菌等多种腐败菌和食物病原菌有强烈的抑制作用。防腐性能它作为阳离子表面活性剂影响细菌孢膜 和抑制革兰氏阳性菌的孢壁质的合成， 但在一般情况下它不能杀死细菌孢子。抑菌机理（六）其它天然防腐剂（六）其它天然防腐剂等电点10.7～11.0 作用适宜的温度为45～50℃胞壁质酶N-乙酰细胞质聚糖水解酶1．溶菌酶（Lysozme）129个氨基酸 碱性蛋白质2、壳聚糖（Chitin）2、壳聚糖（Chitin） 壳聚糖为含氮多糖类物质，也称壳多糖，为聚乙酰氨基葡糖，又称几丁质，分子量770.73。其化学结构与纤维素相似，是粘多糖类之一。 四、低毒、高效、广谱天然防腐 剂(新型）的研究四、低毒、高效、广谱天然防腐 剂(新型）的研究α-（2-羟基乙胺）-β-苯甲酰丙酸乙酯盐酸盐（一）了解使用食品防腐剂考虑的因素 （一）了解使用食品防腐剂考虑的因素 五、食品防腐剂的合理使用 （二）影响防腐剂防腐效果的因素。（三）合理使用。null六、食品杀菌剂六、食品杀菌剂漂白粉 过氧乙酸 过氧化氢 漂粉精 高锰酸钾 null