第九章 食品的化学保藏 食品加工与保藏原理教学课件

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1、食品加工与保藏原理第九章 食品的化学保藏参考文献 凌关庭主编，凌关庭，唐述潮，陶民强编，食品 添加剂手册(第二版)，北京：化学工业出版社， 1997.2 凌关庭主编，天然食品添加剂手册，北京：化学 工业出版社，2000.1 袁惠新，陆振曦，吕季章等编著，食品加工与保 藏技术，北京：化学工业出版社，2000.2 曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编，食品加工 与保藏原理，北京：化学工业出版社，2002.11 杜荣标，谭伟棠编，食品添加剂使用手册，北京 ：中国轻工业出版社，2003.1食品化学保藏技术是食品科学研究中的一个 重要领域。它有着悠久的历史，如前所述的 盐腌、糖渍、酸渍和烟熏都可算是化学保藏

2、 方法，因为它们实际上就是利用盐、糖、酸 及熏烟等化学物质来保藏食品的。不过人们 真正利用人工化学制品于食品保藏则时间还 不长，始于二十世纪初期，后来，随着化学 工业和食品科学的发展，天然提取的和化学 合成的食品保藏剂逐渐增多，食品化学保藏 技术也获得新的进展，成为食品保藏不可少 的一部分。 食品的化学保藏的定义和特点 食品防腐剂 抗氧剂 食品保鲜剂第一节 食品的化学保藏的定义和特点 一、食品添加剂及其使用食品添加剂是指为改善食品的品质和色 香味以及防腐和加工工艺的需要而加入 食品中的天然和化学合成物质。二、化学保藏食品化学保藏就是在食品生产和储运过 程中使用化学保藏用添加剂提高食品的 耐藏性

3、和达到某种加工目的。优点属于一种暂时性的或辅助性的保藏方法 。三、化学保藏的卫生与安全第一，添加到食品中的化学制品在用量 上受到限制。 第二，化学保藏的方法并不是全能的， 它只能在一定时期内防止食品变质。 第三，化学保藏剂添加的时机需要掌握 ，时机不当就起不到预期的作用。第二节 食品防腐剂 从广义上讲，凡是能抑制微生物的生长 活动，延缓食品腐败变质或生物代谢的 制品都是食品防腐剂，有时也称抗菌剂 。防腐剂可分为杀菌剂和抑菌剂。抑菌剂抑菌剂在使用限量范围内，其抑菌作用 主要是通过改变微生物生长曲线(见图9- 1)，使微生物的生长繁殖停止在缓慢繁 殖的缓慢期，即图中的AB段，而不进 入急剧增殖的对

4、数期，即图中的CD段 ，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”。 杀菌剂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 。 防腐剂又可分为无机类和有机类两大类 。 一、无机类(一) 氧化型防腐剂的种类和特性 氧化型杀菌剂包括过氧化物和氯制剂两类。 在食品保藏中常用的有过氧化氢、过氧乙酸 、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其他的氧 化型杀菌剂。氧化型防腐剂使用时应注意以下事项： 过氧化物和氯制剂都是以分解产生的新生态氧或游 离氯进行

5、杀菌消毒的。这两种气体对人体的皮肤、 呼吸道粘膜和眼睛有强烈地刺激作用和氧化腐蚀性 ，要求操作人员加强劳动保护，配戴口罩、手套和 防护眼睛，以保障人体健康与安全。 根据杀菌消毒的具体要求，配制适宜浓度，并保证 杀菌剂足够的作用时间，以达到杀菌消毒的最佳效 果。 根据杀菌剂的理化性质，控制杀菌剂的贮存条件， 防止因水分、湿度、高温和光线等因素使杀菌剂分 解失效，并避免发生燃烧、爆炸事故。 (二) 还原型防腐剂的种类和特性还原型防腐剂主要是亚硫酸及其盐类， 国内外食品贮藏中常用的品种有二氧化 硫、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、保险粉 和焦亚硫酸钠等。还原型防腐剂使用时应注意以下事项： 亚硫酸及其盐类的水

6、溶液在放置过程中容易分解逸散 二氧化硫而失效，所以应现用现配制。 在实际应用中，需根据不同食品的杀菌要求和各亚硫 酸杀菌剂的有效二氧化硫含量确定杀菌剂用量及溶液 浓度，并严格控制食品中的二氧化硫残留量标准，以 保证食品的卫生安全性。 亚硫酸分解或硫磺燃烧产生的二氧化硫是一种对人体 有害的气体，具有强烈的刺激性和对金属设备的腐蚀 作用，所以在使用时应做好操作人员和库房金属设备 的防护管理工作，以确保人身和设备的安全。 (三) 二氧化碳(CO2)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

7、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。 (四) 其它无机类防腐剂硝酸盐和亚硝酸盐类包括硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钾 、亚硝酸钠，主要作为护色剂使用，但同时也具有 防腐作用。其用量可参考GB2760-86、GB2760-89，硝酸盐类ADI值05mgkg-1(FAO/WHO，1994)亚硝酸盐类ADI值00.2mgkg-1(FAO/WHO，1994)欧盟儿童保护集团(HACSG)建议在婴幼儿食品中限 制使用硝酸钠，而亚硝酸钠则不得用于儿童食品。 二、有机类(一) 苯甲酸及其盐类苯甲酸和苯甲酸盐又称为安息香酸和安息香 酸盐，盐类包括有钙盐和钠盐。苯甲酸及其盐类一般在低pH

8、范围内苯甲酸钠 抑菌效果显著，最适宜的pH值为2.54.0， pH值高于5.4则失去对大多数霉菌和酵母的抑 制作用。使用该类抑菌剂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，所以该类 防腐剂最好在时食品pH值为2.54.0时使用， 以便充分发挥防腐剂的作用； 严格控制用量，以保证食品的卫生安全性。ADI值为05mgkg-1(FAO/WHO，1994) (二) 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 泊尼金酯，由于对羟基苯甲

9、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。该防腐剂属于广 谱抑菌剂，对霉菌和酵母作用较强，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)。(三) 山梨酸及其盐类山梨酸及其盐类又称为花楸酸和花楸酸盐，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

10、和 被保存食品的pH值有关，pH值升高，抑菌 效果降低。试验证明山梨酸及其钾盐和钙盐 的抗菌力在pH值低于56时最佳。ADI值025mgkg-1(以山梨酸计，FAO/WHO ，1994)根据山梨酸及其钾盐和钙盐的理化性质，在 食品中使用时应注意下列事项： 山梨酸容易被加热时产生的水蒸汽带出，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

11、生物的生长 繁殖。(四) 丙酸盐丙酸盐属于脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙 酸钙和丙酸钠。丙酸钙： C6H10O4Ca(CH3CH2COO) 2Ca丙酸钠： C3H5O2Na CH3CH2COONa 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。(五) 醇类包括乙醇、乙二醇、丙二醇等。其中乙 醇较为常用。(六) 其它有机类防腐剂除了上述几种常用的以外，还有许多种 其它类型的防腐剂在食品保藏中用到。1. 脱氢醋酸及其钠盐脱氢醋酸： C8H8O4 脱氢醋酸钠： C8H8O4NaH2O 2. 双乙酸钠双乙酸钠，别名二乙酸一钠，C4H7O4NaxH2O 。三、生物提取物 (一) 微生物代谢产物

12、微生物在生长时能产生一些影响其它微 生物生长的物质抗菌素。目前我国食品防腐剂标准只允许乳酸链 球菌素、纳他霉素等用于食品的防腐。 1. 乳酸链球菌素乳酸链球菌素又名乳链菌素、尼生素(Nisin) 、乳酸菌素，是某些乳酸链球菌产生的一种 多肽物质，由34个氨基酸组成。肽链中含有5 个硫醚键形成的分子内环。氨基末端为异亮 氨酸，羧基末端为赖氨酸。活性分子常为二 聚体、四聚体等，相对分子质量3348。 分子式为： C143H228N42O37S7 结构式为 ：式中：Abu-氨基丁酸，Dha脱氢丙氨酸，Dhb脱氢三丁酸甘油酯 乳酸链球菌素能有效抑制革兰氏阳性菌，如 对肉毒杆菌、金黄素葡萄球菌、溶血链球

13、菌 及李斯特氏菌的生长繁殖，尤其对产生孢子 的革兰氏阳性菌和枯草芽孢杆菌及嗜热脂肪 芽孢杆菌等有很强的抑制作用。但乳酸链球 菌素对革兰氏阴性菌、霉菌和酵母的影响则 很弱。国标(GB2760-1996)ADI值33000IUkg-1(FAO/WHO，1994) 2. 纳他霉素纳他霉素呈白色或奶油黄色结晶性粉末。几 乎无臭无味。熔点280(分解)。几乎不溶于 水、高级醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰 醋酸和二甲基亚砜。相对分子质量为： 665.75。 分子式为： C33H47NO13结构式为： 纳他霉素可用于防霉。喷淋在霉菌容易增值 、暴露于空气中的食品表面时，有良好的抗 霉效果。用于发酵干酪可选择

14、性地抑制霉菌 的繁殖而让细菌得到正常的生长和代谢。国标GB2760-1997ADI值00.3mgkg-1(FAO/WHO，1994) 3. 枯草杆菌素枯草杆菌素是枯草杆菌的代谢产物，也为一 种多肽类物质，在酸性条件下比较稳定，而 在中性或碱性条件下，即迅速被破坏。枯草 杆菌素对革兰氏阳性菌有抗菌作用。对于耐 热性的芽孢菌能促使它们的耐热性降低，能 抑制厌氧性芽孢菌生长。因此，有人认为枯 草杆菌素应用于罐装食品是合适的。同时， 枯草杆菌素在消化道中可很快地被蛋白酶完 全破坏，对人体无害，但并未列入我国食品 添加剂标准中。 (二) 酶类溶菌酶是已使用的防腐剂之一。早在1907年 就有了关于细菌溶解

15、因子的报告，到了1922 年Alexander Fleming正式把具有溶菌作用的 因子命名为溶菌酶。以后人们便开始了对溶 菌酶的研究，到现在已对溶菌酶有了比较彻 底的了解。 (三) 蛋白质类这类蛋白质属碱性蛋白质，主要包括精 蛋白(protamine)和组蛋白(histon)。(四) 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。第三节 抗氧剂在食品保藏中常常添加一些化学制品 ，

16、以延缓或阻止氧气所导致的氧化变 质。这类化学制品包括有抗氧化剂和 脱氧剂。一、食品抗氧化剂食品抗氧化剂是为了防止或延缓食品氧 化变质的一类物质。(一) 食品抗氧化剂的作用机理(二) 食品抗氧化剂的种类和特性 1. 脂溶性抗氧化剂脂溶性抗氧化剂易溶于油脂，主要用于防止 食品油脂的氧化酸败及油烧现象，常用的种 类有丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔 丁基对苯二酚，没食子酸酯类及生育酚混合 浓缩物等。(1) 丁基羟基茴香醚丁基羟基茴香醚又称为特丁基-4-羟基茴香醚 ，简称BHA，由3-BHA和2-BHA两种异构体 混合组成，分子式为C11H16O2，结构式分别 为： 3-BHA 2-BHA ADI值为00.5mgkg-1(FAO/WHO，1994)欧盟儿童保护集团(HACSG)规定不得用于婴 幼儿食品，除非同时增加维生素A。 (2) 二丁基羟基甲苯二丁基羟基甲苯又称为2,6-二特丁基对羟基甲 苯，或简称BHT，分子式为C15H24O，结构