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1、丙酸钙防腐剂的防腐效果前言各种农产品(包括谷物、豆类等种子、蔬菜、水果)，食品及饲料在贮存期间由于发霉变质而造成的经济损失是目前世界各国，尤其是发展中国家的严重问题之一。因而解决世界范围的食品、农产品在贮存期间的发霉变质具有很重要的现实意义。使用高效低毒的防腐剂抑制霉菌的生长，延长贮存期很有必要。丙酸及其盐类为低毒性的微生物生长抑制剂。对细菌、酵母及霉菌均有一定的抑制作用，它可以应用于很多种食品及饲料中作为防腐剂。在PH偏低条件下使用丙酸钙效果更好。丙酸钙的主要作用可使微生物蛋白质变性，丙酸进入微生物细胞后抑制酶类活动，使酶变性而显示其防腐作用。我国生产的丙酸钙(钠)已经于1983年食品添加剂
2、标准化技术委员会第三次年会(1983年)审核，1984年国家标准局批准列为食品添加剂。半年来对鹤岗农药厂生产的丙酸钙的实验证实，丙酸钙对霉菌等有明显的抑制生长作用，毒性极低。丙酸钙,化学式(CH3CH2COO)2Ca,分子量186.22,为白色、颗粒或粉末状的结晶体,无臭味或有轻微丙酸气味,对光和热比较稳定,分解点在温度400以上,可制成一水合物或三水合物,易溶于水(1g约溶于3mL水),微溶于甲醇和乙醇,几乎不溶于丙酮和苯。质量分数为10%的丙酸钙水溶液的pH值为7.4。丙酸钙是一种新型食品添加剂,其毒性远低于我国广泛应用的苯甲酸钠,被认为是食品的正常成分,也是人体内代谢的中间产物。加之又较
3、山梨酸钾便宜得多,故可在食品中较多地添加,可延长食品保鲜期,防止食物中毒。丙酸钙属酸性物质,对霉菌、好气性芽孢杆菌和革兰氏阴性菌均有很好的杀灭作用,对酵母菌无害。丙酸钙不仅对人体无毒、无副作用,而且还有抑制产生黄曲霉素的作用,其防腐作用良好,可广泛用于面包、糕点等食品的防腐。在国外(如英国、加拿大、意大利等),丙酸钙已先后被批准使用。近年来鸡蛋的消耗量大幅度增加。由于人们仅利用了可食的蛋清和蛋黄部分,而大量蛋壳却被废弃,特别是蛋粉厂和蛋类制品加工厂,每天都要产生成吨的蛋壳,对环境造成很大污染。然而蛋壳中含有93%的CaCO3,1.0%的MgCO3,2.8%的Mg3(PO4)2和3.2%的有机物
4、,如以蛋壳为主要原料,加入丙酸生产丙酸钙,既可节省资源,降低成本,又可解决蛋壳对环境所造成的污染。我国贝类资源极为丰富，对牡蛎等海产贝类资源的开发主要是加工其可食用部分，大量的海产品壳则作为垃圾被丢弃，对环境造成严重污染。目前国内对牡蛎壳的资源化利用亟待提高。由于牡蛎壳中含有95%的碳酸钙，因此，牡蛎壳也可以作为钙源来生产丙酸钙。一、仅丙酸钙单一防腐剂的防腐效果（一）丙酸钙对各种菌类抑制作用1.实验方法:采用试管稀释法配制含有不同浓度的丙酸钙的液体培养液，接种上各种检测菌或抱子悬浮液后，于不同温度的恒温箱中培养一定时间(细菌12-18小时，酵母及霉菌14-48小时)后，凡丙酸钙最大稀释倍数的试
5、管中无菌体生一长者，就将该管的丙骏钙浓度定为菌的抑制生长的最低浓度(URIC)。2.实验结果:丙酸钙旧蒸馏水稀释后的pH为8.0在这种情况下，对细菌及酵母的抑制能力很明显，如再降低pH则抑菌的效果更好。对霉菌的抑制作用在pH=5.0以下最佳。（二）丙酸钙对霉菌生长的抑制作用1.实验方法:采用扩展青霉、特异青霉、娄地青霉、黑曲霉等作为检测菌。将在马铃薯一葡萄糖琼脂斜面上生长的各种毒菌用5mL蒸馏水洗下泡子，再取1mL抱子悬浮掖加上99mL的生理盐水(pH=z.2)，使芽胞悬浮液中含芽抱10个/ml，作为实验用的抱子悬浮液。2.试验内容及结果:（1）在葡萄糖-牛肉汁液体培养基中丙酸钙对霉菌生长的抑
6、制作用:将丙酸钙用葡萄糖-牛肉汁液体培养基配成四种浓度的液体培养基(0.50%,0.80%,1.00%,1.40%)分别装入250mL的小三角瓶中(每种三个重复)。对照管中只加100mL培养基，待丙酸钙溶解后，塞上棉塞，经高压灭菌后，冷却。接入各种霉菌抱子悬浮液1mL，将三角瓶于28下保温7天，然后将培养基用新华1号滤纸过滤，收集菌丝体，将滤纸及菌丝体在105土5烘干24小时，称重测得菌体重量。采用了食品中常见的三种霉菌为对象，进行了丙酸钙抑菌实验，在PH为中性条件下，一般丙酸钙为i.5%以上才能达到70%以上的抑菌效果，完全抑制要使用2.6肠的丙酸钙才有效。（2）在马铃薯一葡萄糖琼脂培养基上
7、丙酸钙对几种霉菌生长的抑制作用:将不同浓度的丙酸钙加入到马铃薯一葡萄糖培养基中(pH=6.0)，灭菌后分别倒在平皿上，然后将霉菌的抱子悬浮液各0.1mL涂于平皿上，在26保温箱中培养4-7天，分别观察霉菌生长状况。由图中可见在pH=的情况下，丙酸钙对霉菌的抑菌力是不够理想的，在肠浓度下才抑制到1级生长，但若降低pH就会大大增强抑菌效力。(3)pH值、温度对丙酸钙抑菌效果的影响:霉菌寄生环境的酸度对丙酸钙的作用有直接的影响，pH=5.0下时，丙酸钙对四种霉菌的抑制最低浓度可比pH=5.0时下降0.8%到1.2%左右。因在酸性条件下，氢离子浓度增加，丙酸钙的电离作用受到抑制，而以未电离分子状态存在
8、。因为酸型防腐剂主要靠未电离形式的分子聚集在细咆膜表面.使微生物正常代谢受阻，因此pH低的情况下.丙酸钙抑菌效力高。温度的影响:将葡萄糖一牛肉汁培养基制成含不同浓度丙酸钙的培养液(0%,1%,1.5%)，然后将pH值调至6.0，分为三组分别接种上扩展青霉的泡子悬浮液，将三个组放在不同温度条件下(30,25,14),培养4天后，用滤纸过滤收集菌体，于105烘干12小时，恒重后称量菌体重量，以测定抑菌力大小。在同一浓度下，温度越低抑菌效果越好。而在同一温度条件下又以1.5%的抑菌效果优于的。因此使用丙酸钙时其浓度要根据周围环境的浓度及pH值来决定。（三）丙酸钙对面包的防腐作用1.实验方法:本实验也
9、采用了两种方法来进行，一种是将市场上买来的面包采用湿室挂片法进行防霉力实验;即将未加防腐剂烘烤好的面包切成片，用钢丝穿上，悬挂在保持一定湿度及温度的玻璃容器中，定期观察发霉情况。富强粉面包喷洒丙胶钙后，可比对照组延迟2-4天生霉，而咸味比甜味效果更好一些。标准粉面包喷洒丙酸钙后均可延迟2-3天生霉，如将丙酸钙在烘烤前混入面团中再进行烘烤，经实验证实，在面团中加入0.25克/斤面粉-0.50克/斤面粉的丙酸钙，烘烤后的面包在夏季最高温的几天可比对照组面包延迟3-5天生霉。丙酸钙在发酵前或后添加效果一致。丙酸钙在160下破坏较少，不影响其防霉效果。（四）丙酸钙防止豆腐发粘发酸的作用1.实验材料及方
10、法:将买来的豆腐切成6X5厘米大小的块放在不同浓度的丙酸钙溶液中浸泡10-15分后，放在消过毒的平皿中逐日观察豆腐发粘、发黄、发酸的情兄。2.实验结果:(1)经实验证实用0.5%丙酸钙溶液浸泡豆腐10分钟后，可保持在35室温下一晚上不发粘;用0.7%浸泡的可保持2天不变质:而用1.0%浸泡的可保持3天不变质。（2)丙酸钙对豆腐中分离的菌株蛋白酶活力的抑制作用:将不同菌株接种在豆腐块上，于30培养6i小时后，取2克豆腐用8mLPH=r.5磷酸缓冲溶液于40下保温1小时后，提取蛋f7酶测定其对酪蛋白的水解作用。由表10中可见三种菌中，以细菌的蛋白酶活性最高，酵母菌次之，乳酸杆菌酶活最低。进一步将产
11、蛋白酶活性最高的细菌接种于豆腐上，分别用0.7%及1.0%的丙酸钙溶液浸泡1小时后，于室温下再放置42小时，分别测定丙酸钙对蛋白酶活性的抑制作用及豆腐品质的变化。经丙酸钙处理后，田于抑制了细菌蛋白酶活性，因而延迟了变质时间。豆腐经内酸钙溶液处理后，在品质上除总糖少了些，其它指标与对照组接近，变化不大。二、复合防腐剂防腐的效果（以面包防腐为例）(一)单一防腐剂对面包的防腐效果随着防腐剂添加量的增加，面包保质期随之延长，不加防腐剂的面包，保质期为4d，而添加最大剂量防腐剂时，丙酸钙使面包的保质期延长至8.5d，山梨酸钾使面包的保质期延长至8d，脱氢乙酸钠使面包的保质期延长至9d。其中脱氢乙酸钠的防
12、腐效果最好，其次为丙酸钙和山梨酸钾。按照GB2760-2011中的规定，在面包中丙酸钙添加范围为00.628g/100g，山梨酸钾添加范围为00.134g/100g，脱氢乙酸钠添加范围为00.05g/100g，丙酸钙添加量比山梨酸钾和脱氢乙酸钠添加量多很多，但是防腐效果并没有明显区别，如果单独使用丙酸钙，则成本相对其他2种高。（二)复合防腐剂对面包防腐的影响复合防腐剂使面包保质期延长至8d以上，其中面包保质期延长至10d，也比单一防腐剂的保质期长。其他复合防腐剂也使面包保质期延长至8.5d。这说明，有的复合防腐剂比单一防腐剂的防腐能力强，有的复合防腐剂比单一防腐剂的防腐能力弱。从试验得出，7号
13、即丙酸钙，山梨酸钾与脱氢乙酸钠的比例为0.250.250.5时，该复合防腐剂的防腐能力最强。每一种防腐剂的都有一定的抗菌选择性，丙酸钙是酸型食品防腐剂，抑菌作用受环境pH的影响较大，对细菌、霉菌、酵母菌都有抑制作用。山梨酸钾属于酸性食品防腐剂，在接近中性的食品中，山梨酸钾仍有较好的防腐作用。山梨酸钾能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌，葡萄球菌，沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖。脱氢乙酸钠抑菌能力在食品pH48范围内较强，对食品中的酵母菌，腐败菌，霉菌有着较强的抑菌作用，是新型广谱抑菌剂。因此，将单一防腐剂按照一定比例复合使用，将会起到优势互补的协同效果，防腐能力比单一防腐剂强。结语丙酸钙防腐性较好, 作为食品防腐剂在我国有着广阔的应用前景。利用鸡蛋壳、牡蛎制备丙酸钙,防腐效果好，无毒。丙酸钙防腐剂开发不仅可使产品具有竞争力,而且有着广阔的发展前景。参考文献1汪锦邦 高学敏.丙酸钙对食品中霉菌生长的抑制作用J.北京营养源研究所2豆康宁 王飞 程谦伟.对面包防腐剂防腐效果的研究J.食品工业，2014，35（4）：57-583王翀 张春红 赵前程. 防腐剂强化大豆分离蛋白和谷朊粉复合膜保鲜鸡蛋作用研究J.食品科学，2009，30（4）：273-2764高新 杨德玉. 无毒食品防腐剂丙酸钙的制备J.食品科学，2009，30（16）：89-93
