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1、.,第二章 食品防腐剂,.,第二章 食品防腐剂,本章学习目标与要求： 熟悉常用食品防腐剂的特性，掌握防腐剂的应用范围、应用方法、合理使用及注意事项。,.,1. 食品防腐剂的定义,食品腐败变质：是指食品受微生物污染，在适宜的条件下，微生物繁殖导致食品的外观和内在品质发生劣变而失去食用价值。 食品腐败变质的原因（广义而言）：因微生物的繁殖引起食品腐败变质；因空气中氧的作用，引起食品成分的氧化变质；因食品内部所含氧化酶、过氧化酶、淀粉酶、蛋白酶等的作用，致使食品变质；因昆虫的侵蚀繁殖和有害物质间接或直接污染，致使食品腐败。,.,1. 食品防腐剂的定义,食品防腐剂：是能防止食品由微生物所引起的腐败变质
2、，以延长食品保存期的食品添加剂，又称为抗微生物剂，它的主要作用是抑制食品中微生物的繁殖，故也可称为抑菌剂。,具有杀死微生物作用的物质称为杀菌剂，一般不直接加到食品中。如环氧乙酸。杀菌剂与防腐剂的区别是能在较短时间内杀死微生物，且主要起杀菌作用。,.,2.食品防腐剂的作用机理,2.1 微生物引起的食品腐败变质,细菌造成的食品腐败：细菌作用于各类食品，使食品原有的色泽丧失，呈现各种颜色，发出腐臭气味，产生不良滋味。 食品霉变：霉菌在代谢过程中利用食品中的碳水化合物、蛋白质为碳源和氮源生长繁殖，同时使食品外层长霉或颜色改变，且产生明显霉味； 食品发酵：微生物代谢所产生的氧化还原酶使食品中的糖发生不完
3、全氧化而引起的变质现象。常见的食品发酵有酒精发酵、醋酸发酵、乳酸发酵和酪酸发酵。,.,2.食品防腐剂的作用机理,2.2 食品防腐剂的作用机理,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。 其他作用包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其他的生理作用不能进行等。,.,2.食品防腐剂的作用机理,2.2 食品防腐剂的作用机理,各种防腐剂并不是具有上述全部的作用，但这些作用是相互关联的、
4、相互制约的。 防腐剂的最重要的作用可能是抵制一些酶的反应，或者是抑制细胞重要成分的合成。如影响蛋白质的合成或核酸的合成。 原则上说，防腐剂也能对人体细胞有同样的抑制作用，但决定的因素是防腐剂的使用浓度。,.,3. 食品防腐剂分类,杀菌剂与抑菌剂,杀菌剂 具有杀死微生物作用的物质,抑菌剂 具有抑制微生物生长、繁殖作用的物质，又称保藏剂（又称狭义防腐剂）。,.,3. 食品防腐剂分类,杀菌剂和抑菌剂的最大区别是，杀菌剂在其使用限量范围内能通过一定的化学作用杀死微生物，使之不能侵染食品，造成食品变质。 杀菌剂按其灭菌特性可分为三类：氧化型杀菌剂、还原型杀菌剂和其它杀菌剂。 抑菌剂在使用限量范围内，其抑
5、菌作用主要是通过改变微生物生长曲线，使微生物的生长繁殖停留在缓慢繁殖期，而不进入急剧增殖的对数期，从而延长微生物繁殖一代所需要的时间，即起到所谓的“静菌作用”。,.,3. 食品防腐剂分类,按来源和性质分为：,（1）天然防腐剂（动、植物中的抗菌物质及微生物防腐剂）,（2）合成类防腐剂 有机化学防腐剂：苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸盐类等； 无机化学防腐剂 还原型：二氧化硫、亚硫酸及其盐类、硝酸盐及亚硝酸盐类等。 氧化型：氯气,.,4. 常用食品防腐剂,美国允许使用的食品防腐剂有50余种，日本40余种。,苯甲酸及苯甲酸钠、山梨酸及山梨酸钾、丙酸钙、丙酸钠、对羟基苯甲酸乙酯、
6、对羟基苯甲酸丙酯、脱氧乙酸、乙氧基喹、仲丁胺、桂醛、双乙酸钠、二氧化碳、过氧化氢、过碳酸钠、乙萘酚、二氧化氯等。,我国公布允许使用的食品防腐剂有15种：,.,常用合成食品防腐剂种类与使用范围,.,4.1.苯甲酸及苯甲酸钠,苯甲酸是最常用的防腐剂之一，苯甲酸又称为安息香酸，由于苯甲酸难溶于水，因而多使用其钠盐。苯甲酸分子式C7H502。 苯甲酸的结构式为： 苯甲酸及其盐类一般在低pH范围内抑菌效果显著，是一种广谱抗微生物试剂，最适宜pH值为2.54.0，高于5.4则失去对大多数霉菌和酵母的抑制作用。,.,苯甲酸及苯甲酸钠的溶解度,4.1.苯甲酸及苯甲酸钠,.,苯甲酸钠,4.1.苯甲酸及苯甲酸钠,
7、.,抑菌作用机理,苯甲酸类防腐剂是以其未离解的分子发生作用的，未离解的苯甲酸亲油性强，易透过细胞膜，进入细胞内，酸化细胞内的储碱，并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。 在人体内的代谢机理：苯甲酸被人体吸收后，9-15h内大部分在酶的催化下与甘氨酸合成马尿酸，剩余部分与葡萄糖醛酸形成葡萄糖甙酸而解毒，并全部进入肾脏，最后随尿排出。,4.1.苯甲酸及苯甲酸钠,.,.,使用时需要注意下列事项,苯甲酸加热到100时会升华。在酸性环境中易随水蒸汽一起蒸发，因此操作人员需要有防护措施如戴口罩、手套等。 苯甲酸及其钠盐在酸性条件下防腐效果良好，但对产酸菌的抑制作用却较弱，所以
8、该类防腐剂最好在pH值为2.5-4.0时使用，以便充分发挥防腐剂的作用。 严格控制用量，保证食品的卫生安全性,4.1.苯甲酸及苯甲酸钠,.,4.2.山梨酸及其盐类,山梨酸又称为花楸酸，盐类常用的有山梨酸钾和钙。 山梨酸及其钾盐和钙盐的防腐效果同样也和被保存食品的pH值有关。pH值升高，抑菌效果降低。山梨酸及其钾盐和钙盐的抗菌力在pH值低于56时最佳。 由于山梨酸是不饱和脂防酸，长期暴露在空气中则易被氧化而失效。,.,4.2.山梨酸及其盐类,山梨酸钾,.,山梨酸及山梨酸钾的溶解度,4.2.山梨酸及其盐类,.,山梨酸的抑菌作用机理,与微生物的有关酶的巯基相结合，从而破坏许多重要酶的作用，此外它还能
9、干扰传递机能，如细胞色素C对氧的传递，以及细胞膜表面能量传递的功能，抑制微生物增殖，达到防腐的目的。 山梨酸参与人体新陈代谢，在人体中无特异的代谢效果，不对人体产生毒害。,4.2.山梨酸及其盐类,.,是国际上公认的无害食品防腐剂，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（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。,4.2.山梨酸及其盐类,.,山梨酸及山梨酸钾毒性,山梨酸大鼠经口LD50为10.5g/kg，MNL为2.5g/kg。 山梨酸钾的大鼠经口LD50为4.2-6.17g/kg 山梨
10、酸及其盐的ADI为0-25mgkg（以山梨酸计）,4.2.山梨酸及其盐类,.,山梨酸参与人体新陈代谢，在人体中无特异的代谢效果，不对人体产生毒害。山梨酸及其盐的ADI为0-25mgkg(以山梨酸计)。,4.2.山梨酸及其盐类,应该注意的是山梨酸易被氧化，储藏期过长的产品及不合格产品中的山梨酸的氧化中间产物，会产生异味，甚至损伤机体细胞，影响细胞膜的渗透性。,山梨酸难溶于水，使用时先将其溶于乙醇或碳酸氢钠、碳酸氢钾的溶液中。,.,山梨酸钾较山梨酸易溶于水，且溶解状态稳定，使用方便，其1%水溶液的酸碱度为PH值78，所以在使用时有可能引起食品的碱度升高，需加以注意。,4.2.山梨酸及其盐类,为防止
11、氧化，溶解山梨酸时不得使用铜、铁等容器，因为这些离子的溶出会催化山梨酸的氧化过程。,与其他防腐剂复配使用：山梨酸与苯甲酸、丙酸、丙酸钙等防腐剂可产生协同作用，提高防腐效果。,.,山梨酸及山梨酸钾的应用 酱油、醋、果酱类、人造奶油、琼脂软糖，最大使用量为 1.0 gkg； 低盐酱菜、蜜饯类、山植糕、果味露、罐头的最大使用量为 0.5 gKg； 果汁类、果子露、葡萄酒、果酒类最大使用量为0.6g/kg；汽酒、汽水，最大使用量为 0.2 gkg；浓缩果汁不得超过2.0gkg。,4.2.山梨酸及其盐类,.,山梨酸与山梨酸钾的使用标准,4.2.山梨酸及其盐类,.,山梨酸及其盐使用时应注意下列事项,山梨酸
12、易被加热时的水蒸汽带出，所以在使用时，应该将食品加热冷却后再按规定用量添加山梨酸类抑菌剂，以减少损失； 山梨酸及其钾盐和钙盐对人体皮肤和粘膜有刺激性，要求操作人员佩戴防护眼镜； 山梨酸对微生物污染严重的食品防腐效果不明显，因为微生物也可以利用山梨酸作为碳源。在微生物严重污染的食品中添加山梨酸不会起到防腐作用，只会加速微生物的生长繁殖。,4.2.山梨酸及其盐类,.,丙酸盐类属于脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钙和丙酸钠。丙酸盐作为一种霉菌抑制剂，必须在酸性环境中才能产生作用。,4.3 丙酸盐类,.,性能及作用,对各类霉菌、需氧芽抱杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用。 属酸型防腐剂，抑菌作用受环境
13、PH值影响。 丙酸是食品中正常成分，也是人体代谢的中间产物，不存在毒性作用，ADI“不需要规定”。,4.3 丙酸盐类,.,我国规定： 丙酸盐用于面包等焙烤制品、巧克力制品、西式糕点、果冻、蜜饯、果酱、酱油等的防霉。 丙酸钙可用于面包，醋、酱油、糕点和豆制素食品中，丙酸钠可用于糕点，两者的最大使用量均为2.5gkg。丙酸钠可用于浸泡杨梅，最大使用量50gkg,4.3 丙酸盐类,.,4.4 对羟基苯甲酸酯类,对羟基苯甲酸酯又称为对羟基安息香酸酯或尼泊金酯。 由于对羟基苯甲酸的羧基与不同的醇发生酯化反应而生成不同的酯，通常在食品中使用的有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和异丙酯、丁酯和异丁酯、庚酯等(我
14、国目前仅限用乙酯和丙酯),.,对羟基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影响较小，适用的pH值范围为48。 属于广谱抑菌剂，对霉菌和酵母作用较强，具有抑制细菌增殖和杀菌能力。对细菌中的革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。其结构式中R的碳链越长则抑菌效果越强，但溶解度下降 除丁酯延期规定ADI值外，其它酯类ADI值均为010mgkg-1(FAO/WHO，1994)。,4.4 对羟基苯甲酸酯类,.,抗菌机理及作用 抑菌机理：是作用于细胞质膜，使膜的传输系统受阻。,4.4 对羟基苯甲酸酯类,作用：对霉菌、酵母、细菌有广谱抗菌作用。作用范围比苯甲酸和山梨酸广，一般PH48的范围内效果较好。,.,我国规定 对羟基苯甲
15、酸乙酯可用于酱油、醋的防腐，最大使用量分别为 0.25 gkg和 0.10 g/kg 对羟基苯甲酸丙酯可用于清凉饮料、果汁、果酱、水果蔬菜表皮，最大使用量：清凉饮料为 0.10 gkg，果汁、果酱为0.20 gkg水果、蔬菜表皮为 0.012 gkg。,4.4 对羟基苯甲酸酯类,.,4.5.双乙酸钠,是一种广普、高效、无毒的防腐剂 对细菌和霉菌有很好的抑制能力,.,性能及作用,渗透微生物的细胞壁，干扰细胞间酶的相互作用使细胞内蛋白质变性，起到有效的抗菌作用。 用于粮食、谷物、米面及豆制品、肉制品、果冻、软糖、调味料。,4.5.双乙酸钠,.,脱氢乙酸的学名为，一二乙酰基乙酰乙酸，简称DHA。 在
16、中性溶液中防腐作用效果最好。,4.6 脱氢乙酸及脱氢乙酸钠,.,我国规定： 脱氢乙酸可用于腐乳、什锦酱菜、原汁桔浆，最大使用量为0.30gkg。 脱氢乙酸钠主要用于干酪、奶油、人造奶油，使用量为061gkg以下，为乳制品的主要防腐剂。 使用：一般喷洒在制品表面或包装材料上,4.6 脱氢乙酸及脱氢乙酸钠,.,4.7 其它,二氧化硫及亚硫酸盐类 通过形成亚硫酸来抑制微生物生长，能抑制霉菌、酵母、细菌的生长。 醇类 包括乙醇、乙二醇、丙二醇等。其中乙醇较为常用。 二氧化碳CO2 是一种能影响生物生长的气体之一。高浓度的CO2能阻止微生物的生长，因而能保藏食品。高压下CO2的溶解度比常压下大。生产饮料时常用CO2作为防腐剂。运用CO2保存食品是一种环境友好的方法，具有较大的发展前途。,.,4.8 常用天然防腐剂种类与使用范围,.,1.植物提取物,植物中具有抗菌活性的代谢产物大致可以分为四类：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类。 但是目前天然植物中存在的抗菌物质并不能大规模商业化使用，原因之一可能是杀菌有效性和大剂量使用时的特殊气味的矛盾，即必须做到在有效的前提下，产生的气味最小。,4
