食品工藝學之食品化學保藏

1、1本章主要內(nèi)容l概述l食品防腐劑 防腐劑應具備的條件 常用化學防腐劑及其作用機理 天然防腐劑及其應用l食品抗氧化劑 作用機理 防止酸敗用的抗氧化劑 防止食品褐變的抗氧化劑2Q:食品添加劑與食品配料的區(qū)別？ 食品添加劑：食品添加劑：為改善食品的色、香、味以為改善食品的色、香、味以及為防腐和加工工藝的需要而加入到食品及為防腐和加工工藝的需要而加入到食品中的中的化學合成物質(zhì)或天然物質(zhì)化學合成物質(zhì)或天然物質(zhì)。需要經(jīng)過。需要經(jīng)過毒理學檢驗毒理學檢驗，并有一定的，并有一定的ADIADI值值，用量比較用量比較小。小。 食品配料：食品配料：是公認安全的物質(zhì)，無需進行是公認安全的物質(zhì)，無需進行毒理評價，用量比較

2、大，一般在毒理評價，用量比較大，一般在3%3%以上，以上，如鹽、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉等。如鹽、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉等。3 Q:Q:提及食品防腐劑，人們常常會聯(lián)想到“有毒、有害、不健康”。許多消費者在購買食物時，首先會選擇那些標注了“不含防腐劑”的商品。你怎么看待食品中添加防你怎么看待食品中添加防腐劑？腐劑？4l糧食由于儲藏上的損失約占總量的14.8%。食品、蔬菜、水果達25%-30%。l食品保存不當引起的腐敗變質(zhì)、產(chǎn)生毒素等嚴重影響身體健康。l其他加工方式對產(chǎn)品品質(zhì)造成的劣變影響，可通過添加化學物質(zhì)來改善第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、化學保藏的相關概念一、化學保藏的相關概念l 食品化學保藏

3、：食品化學保藏：就是在食品生產(chǎn)和儲運過程中適當采就是在食品生產(chǎn)和儲運過程中適當采用用化學制品化學制品來提高食品的來提高食品的耐藏性耐藏性和盡可能保持和盡可能保持食品原食品原有品質(zhì)有品質(zhì)的一種方法，也就是的一種方法，也就是防止食品變質(zhì)和延長保質(zhì)防止食品變質(zhì)和延長保質(zhì)期期（shelf-lifeshelf-life）。）。l 化學制品化學制品：指成分明確，結(jié)構清楚，從化學工業(yè)中生：指成分明確，結(jié)構清楚，從化學工業(yè)中生產(chǎn)出來的制品。產(chǎn)出來的制品。56l 化學防腐劑：化學防腐劑：能抑制微生物生長，延續(xù)食品能抑制微生物生長，延續(xù)食品腐敗變質(zhì)的一類食品添加劑。腐敗變質(zhì)的一類食品添加劑。 如：苯甲酸、山梨酸、

4、丙酸、亞硝酸鹽。如：苯甲酸、山梨酸、丙酸、亞硝酸鹽。l 抗氧化劑：抗氧化劑：為了防止或延續(xù)食品氧化變質(zhì)的為了防止或延續(xù)食品氧化變質(zhì)的一類食品添加劑。一類食品添加劑。 如：抗壞血酸、兒茶酚、生育酚等。如：抗壞血酸、兒茶酚、生育酚等。二、化學保藏的原理二、化學保藏的原理l 化學保藏就是在食品中添加化學防腐劑和化學保藏就是在食品中添加化學防腐劑和抗氧化劑來抑制微生物的生長和推遲化學抗氧化劑來抑制微生物的生長和推遲化學反應的發(fā)生，從而達到保藏的目的。反應的發(fā)生，從而達到保藏的目的。l 并不能改善低質(zhì)食品的品質(zhì)并不能改善低質(zhì)食品的品質(zhì)，即如果食品，即如果食品腐敗變質(zhì)和氧化反應已經(jīng)開始，則決不能腐敗變質(zhì)和

5、氧化反應已經(jīng)開始，則決不能利用防腐劑和抗氧化劑將已經(jīng)腐敗變質(zhì)的利用防腐劑和抗氧化劑將已經(jīng)腐敗變質(zhì)的食品變成優(yōu)質(zhì)食品。食品變成優(yōu)質(zhì)食品。7三、化學保藏的優(yōu)缺點l優(yōu)點：優(yōu)點：量少、用法簡單、經(jīng)濟、對品質(zhì)影響小。量少、用法簡單、經(jīng)濟、對品質(zhì)影響小。l缺點：缺點：屬于一種屬于一種暫時性的或輔助性暫時性的或輔助性的保藏方法；的保藏方法；添加到食品中的化學制品在添加到食品中的化學制品在用量上受到限制用量上受到限制；化學保藏的方法并不是全能的，它化學保藏的方法并不是全能的，它只能在一定只能在一定時期內(nèi)防止食品變質(zhì)時期內(nèi)防止食品變質(zhì)。8四、防腐劑在使用過程中應注意的問題l 不同防腐劑具有不同的抑菌范圍及作用酸

6、度9防腐劑防腐劑抑菌譜抑菌譜適宜的適宜的pHpH條件條件應用范圍應用范圍苯甲酸酵母、霉菌最佳pH2.5-4.0酸性食品、飲料山梨酸霉菌、酵母、好氣性菌pH5-6以下醬油、醋、果醬Nisin革蘭氏陽性菌適用范圍較廣乳制品、肉制品對羥基苯甲酸乙酯霉菌、酵母菌、細菌最佳pH4.0-8.0醬油、醬菜防腐劑在使用過程中應注意的問題l防腐劑的溶解和分散 水果: 用量少、溶解度要求不高。 飲料、乳制品等：需要均勻分散和溶解 水溶性:山梨酸鉀 脂溶性：對羥基苯甲酸甲酯不同酸度條件下溶解度不同：如在一般水中（pH=7）溶解度為49mg Nisin / ml；若在0.02M HCl中，溶解度增加為118mg Ni

7、sin / ml10防腐劑在使用過程中應注意的問題防腐劑的并用增效和協(xié)同作用 有機酸+抗壞血酸 Nisin+山梨酸鉀相加效應拮抗作用 氯化鈣能輕微地減少山梨酸的抗菌效果另外加熱和防腐劑并用可增強殺菌效果11抗氧化劑在使用過程中應注意的問題l了解抗化劑的性能l正確掌握抗氧化劑添加的時機l抗氧化劑及增效劑的復配使用l選擇適當?shù)奶砑恿縧控制影響抗氧化劑作用效果的因素12自身氧化；抑制氧化酶；防止酸敗；防止褐變抗氧化劑與檸檬酸、抗壞血酸復配抗氧化劑與乳化劑復配油溶性0.02%水溶性0.1%加熱：促進抗氧化劑分解揮發(fā)而失效；氧氣：抗氧化劑迅速失效。金屬離子：促進氧化。會使抗氧化劑顏色變深第二節(jié)第二節(jié) 食

8、品防腐劑食品防腐劑一、食品防腐劑應具備的條件一、食品防腐劑應具備的條件 性質(zhì)較穩(wěn)定：加入到食品中后在一定的時期內(nèi)性質(zhì)較穩(wěn)定：加入到食品中后在一定的時期內(nèi)有效，在食品中有很好的有效，在食品中有很好的穩(wěn)定性穩(wěn)定性 ； 低濃度下低濃度下具有較強具有較強的抑菌作用的抑菌作用 ； 本身本身不應具有刺激氣味和異味不應具有刺激氣味和異味 ； 不應阻礙消化酶的作用不應阻礙消化酶的作用，不應影響腸道內(nèi)有，不應影響腸道內(nèi)有益菌的作用益菌的作用 ； 價格合理，價格合理，使用較方便使用較方便。13二、食品防腐劑的作用機理14影響細胞壁的合成，使細胞溶解使蛋白質(zhì)變性抑制或干擾酶的活性影響微生物的遺傳作用三、常用化學防腐

9、劑l有機酸及其鹽類 苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、丙酸鹽、雙乙酸鈉l無機物及無機鹽類 二氧化硫、焦亞硫酸鈉、脫氫醋酸l酯類防腐劑 對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯15（一）苯甲酸及其鹽類（一）苯甲酸及其鹽類l苯甲酸：苯甲酸：又稱為安息香酸和安息香酸鹽，鹽類包括又稱為安息香酸和安息香酸鹽，鹽類包括有鉀鹽和鈉鹽。有鉀鹽和鈉鹽。ADI值為值為05mgkg-1(FAO/WHO) .l作用作用 pHpH范圍：范圍：一般在低一般在低pH范圍內(nèi)抑菌效果顯著，范圍內(nèi)抑菌效果顯著，最適宜的最適宜的pH值為值為2.54.0，pH值高于值高于5.4則失去對大則失去對大多數(shù)霉菌和酵母的抑制作用多數(shù)霉菌和酵母的抑制

10、作用。l抑菌譜：抑菌譜：對對霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌抑菌作用強，抑菌作用強，對細菌抑菌對細菌抑菌效果差效果差，尤其是乳酸菌。，尤其是乳酸菌。l溶解性：溶解性：常溫難溶于水，可加熱或溶于乙醇溶液常溫難溶于水，可加熱或溶于乙醇溶液l應用范圍：應用范圍：乳酸飲料、軟飲料、番茄醬等。乳酸飲料、軟飲料、番茄醬等。16苯甲酸鈉l溶解性：溶解性： 苯甲酸鈉易溶于水，較苯甲酸方便。l作用作用 pHpH范圍：范圍： 也是酸性防腐劑，在堿性介質(zhì)中無抑菌作用；其防腐最佳pH是2.5-4.0，在pH5.0時5的溶液抑菌效果也不是很好。l抑菌譜和應用范圍：同苯甲酸17l苯甲酸及其鹽類防腐機理苯甲酸及其鹽類防腐機理 苯甲

11、酸可非選擇性地干擾細胞中的酶： 阻礙三羧酸循環(huán)中a-酮戊二酸和琥珀酸脫氫酶；對細菌、霉菌、酵母菌醋酸代謝和氧化磷酸化作用的酶。 苯甲酸鈉親油性較大： 干擾細胞膜通透性，抑制細胞膜對氨基酸的吸收； 破壞細胞內(nèi)的堿基； 抑制細胞的呼吸酶系的活性，阻止CoA的縮合反應。18（二）山梨酸（二）山梨酸l山梨酸：山梨酸：又稱為花楸酸和花楸酸，鹽類常用山梨酸又稱為花楸酸和花楸酸，鹽類常用山梨酸鉀。鉀。ADI值值025mgkg-1(以山梨酸計，以山梨酸計，F(xiàn)AO/WHO) l作用作用 pHpH范圍：范圍：抗菌力在抗菌力在pH值低于值低于56時最佳時最佳。 pH值升高，抑菌效果降低。值升高，抑菌效果降低。l抑菌

12、譜：抑菌譜：對霉菌和腐敗菌抑菌作用強。對霉菌和腐敗菌抑菌作用強。l溶解性：溶解性：難溶于水，難溶于水，可事先溶于乙醇可事先溶于乙醇、碳酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀溶液。碳酸氫鉀溶液。l應用范圍：應用范圍：肉類、蛋制品、果蔬制品。肉類、蛋制品、果蔬制品。19山梨酸鉀l 抑菌譜：抑菌譜：很強的很強的抑制腐敗菌和霉菌抑制腐敗菌和霉菌的作用，其毒性遠低的作用，其毒性遠低于其他防腐劑，于其他防腐劑，l 作用作用 pHpH范圍：范圍：在酸性介質(zhì)中能充分發(fā)揮防腐作用，在在酸性介質(zhì)中能充分發(fā)揮防腐作用，在中性條件下防腐作用小。中性條件下防腐作用小。l 溶解性：溶解性：易溶于水易溶于水，且溶解狀態(tài)穩(wěn)定，使用方便，

13、但是，且溶解狀態(tài)穩(wěn)定，使用方便，但是會引起食品的會引起食品的堿度升高堿度升高。l 應用范圍：應用范圍：主要用于乳制品主要用于乳制品(0.05-0.30)、焙烤食品、焙烤食品等中抑制真菌。在等中抑制真菌。在肉制品肉制品中不僅可以中不僅可以抑制真菌抑制真菌，也可抑制，也可抑制肉毒梭菌及一些肉毒梭菌及一些病原菌病原菌(沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌氣莢膜桿菌)。20山梨酸及鹽類防腐機理l山梨酸與微生物酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，破壞微生物的許多重要的酶；l干擾傳遞機能，如細胞色素C對氧的傳遞，以及細胞膜表面的能量傳遞，從而抑制微生物的增殖，達到防腐的目的。21山梨酸及其鹽

14、在食品中使用時應注意下列事項：山梨酸及其鹽在食品中使用時應注意下列事項：l 山梨酸容易被加熱時產(chǎn)生的水蒸汽帶出，所以在使用時，應該將食品加熱冷卻后再按規(guī)定用量添加山梨酸類抑菌劑，以減少損失；l 山梨酸及其鉀鹽對人體皮膚和粘膜有刺激性，要求操作人員佩戴防護眼鏡；l 山梨酸對微生物污染嚴重的食品防腐效果不明顯，因為微生物也可以利用山梨酸作為碳源。22（三）焦亞硫酸鈉l焦亞硫酸鈉：亦稱偏重亞硫酸鈉。ADI為0-7mg/kgl溶解性：它易溶于水，30g100g(常溫)，50g100g(100)，微溶于乙醇。焦硫酸鈉水溶液呈酸性l抑菌機理：焦亞硫酸鈉具有強還原性，能消耗食物組織中的氧，抑制好氧菌的活性及

15、微生物體內(nèi)的酶的活性。l適用范圍：淺色蔬菜的保鮮，如蘑菇、蓮藕、馬蹄、白蘆筍、山藥等產(chǎn)品中。23（四）對羥基苯甲酸乙酯l 對羥基苯甲酸乙酯：對羥基苯甲酸乙酯：別名尼泊金乙酯。 ADI為0-10mgkg(體重）。l 理化性質(zhì)：理化性質(zhì)：幾乎無味，稍有麻舌感的澀味，耐光和熱，微溶于水，易溶于乙醇。l 抑菌譜：抑菌譜：霉菌、酵母有較強的抑制作用，對細菌特別是革蘭氏陰性桿菌和乳酸菌的抑制作用較弱。l 作用作用 pHpH范圍：范圍：在pH為4-8范圍內(nèi)均有良好效果，對細菌最適pH為7.0。l 作用機理：作用機理：抑制微生物細胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性，以及破壞微生物的細胞膜結(jié)構。24四、天然防腐劑

16、 乳酸鏈球菌素（Nisin） 納他霉素 殼聚糖 溶菌酶25NisinlNisinNisin：別名乳鏈球菌素、乳鏈菌肽。l溶解度：溶解度：pH為2.5時溶解度為12，pH為8.0溶解度為4。l毒性：毒性：是肽類物質(zhì)，食用后可被體內(nèi)蛋白酶消化分解成氨基酸，無微生物毒性或致病作用，因此其安全性較高。ADI為0-0.875mg/kg。l抑菌譜抑菌譜：抑制大部分革蘭氏陽性菌及其芽孢的生長和繁殖，對酵母菌和霉菌及革蘭氏陰性菌等無作用。l作用機理：作用機理：影響細胞膜的穿透性，引起細胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，導致細胞解體死亡。26Nisin的應用l主要用于蛋白質(zhì)含量高的食品中 乳制品(1-10mg/kg) 肉制品（0.

17、5g/kg） 罐頭制品 27納他霉素納他霉素：別名匹馬菌素、游鏈霉素，其商品名稱為霉克。溶解度：不溶于水，微溶于甲醇，溶于稀酸、稀堿?？咕V：高效廣譜的抗霉菌、酵母菌抗菌機理：在于它能與細胞膜上的固醇化合物反應，由此引發(fā)細胞膜結(jié)構改變而破裂，使細胞內(nèi)容物滲漏，導致細胞死亡。28真菌含有麥角固醇真菌含有麥角固醇納他霉素的應用奶酪：防止其表面發(fā)霉酸奶：抑制霉菌和酵母菌，而不殺死有益的細菌水果：可有效防止真菌引起的有氧降解。醬油、食醋等調(diào)味品：有效地抑制酵母菌的生長和繁殖，防止白花的出現(xiàn)，且對醬油的口感和風味無任何影響。肉類保鮮：采用納他霉素浸泡或噴涂肉類食品，來達到防止霉菌生長的目的。29殼聚糖l

18、殼聚糖：又名甲殼素；一種堿性氨基多糖。l溶解性：微溶于水，溶于酸。l抑菌：主要對細菌有良好的抑菌作用，對真菌有抑菌作用。l抑菌機制：結(jié)合DNA，抑制mRAN和蛋白質(zhì)的合成。l應用：由于具有良好的抗菌活性和成膜性，目前主要應用于果蔬的涂膜保鮮3031 請問能適用于果汁飲料的防腐劑有哪些？適用于中性乳飲料的防腐劑又有哪些呢？l果汁飲料：苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸鈉、雙乙酸鈉、對羥基苯甲酸丙酯等l中性乳飲料：Nisin、那他霉素、對羥基苯甲酸乙酯等32 請問適用于防治霉菌的防腐劑有哪些？ 適用于防治G+的防腐劑有哪些？ 適用于防治G-的防腐劑有哪些?l霉菌：納他霉素、山梨酸、苯甲酸、丙酸鈣等l酵母菌：

19、納他霉素、山梨酸、苯甲酸等lG+細菌：Nisin、溶菌酶、對羥基苯甲酸乙酯、山梨酸等lG-細菌：單一防腐劑作用效果差，一般復配使用第三節(jié)第三節(jié) 食品抗氧化劑食品抗氧化劑l 食品抗氧化劑：食品抗氧化劑：為了防止或延緩食品氧化變質(zhì)的一類物質(zhì)。目前常用主要用于防止酸敗和褐變。l 抗氧化作用機理：抗氧化作用機理： 自由基清除劑 （生育酚、茶多酚生育酚、茶多酚） 氧清除劑（抗壞血酸抗壞血酸） 酶抑制劑（亞硫酸鹽類、二氧化硫亞硫酸鹽類、二氧化硫） 金屬離子螯合劑（EDTAEDTA） 增效劑（如檸檬酸、酒石酸等如檸檬酸、酒石酸等）33氧化作用的催化和抑制因素氧化作用的催化和抑制因素l溫度：溫度：反應速率隨物

20、料溫度升高而加快。l光線：光線：紫外線是氧化作用的強激化劑和催化劑。l堿堿：堿性條件和堿土金屬離子能催化自由基的氧化。l油脂不飽和度：油脂不飽和度：有兩個雙鍵的亞油酸比只有一個雙鍵的油酸更易被氧化。34氧化作用的催化和抑制因素氧化作用的催化和抑制因素l色素：色素：植物油中殘存的色素能催化氧化反應。如葉綠素能使各種油脂受氧原子的作用而氧化。l氧的有效量：氧的有效量：氧是氧化的供體，其有效含量越高越易促進氧化。l重金屬：重金屬：一般只要有mg/kg數(shù)量級的鐵、銅等金屬溶于油脂中，就會成為有效的氧化催化劑。只有具有氧化-還原電位的兩價和多價金屬離子才對油脂的氧化有催化作用。 35常用的抗氧化劑l 防

21、止食品酸敗防止食品酸敗 丁基羥基茴香醚（丁基羥基茴香醚（BHABHA） 二丁基羥基甲苯（二丁基羥基甲苯（BHTBHT） 叔丁基對苯二酚（叔丁基對苯二酚（TBHQTBHQ） 沒食子酸沒食子酸酯類酯類 （PGPG） 生育酚生育酚l 防止食品褐變的抗氧化劑防止食品褐變的抗氧化劑 抗壞血酸（維生素抗壞血酸（維生素C C）及其衍生物及其衍生物 茶多酚茶多酚 植酸植酸36丁基羥基茴香醚（丁基羥基茴香醚（BHABHA）BHABHA：白色或微黃色蠟樣結(jié)晶性粉末，帶有酚類的刺激性氣味。溶解性：溶解性：不溶于水，易溶于乙醇、甘油等BHA除抗氧化作用外，還有相當強的抗菌力。3-BHA的抗氧化效果比2-BHA強1.5

22、倍，兩者合用有增效作用。過量使用會致癌，ADI為0-0.5mg/kg.37二丁基羥基甲苯（二丁基羥基甲苯（BHTBHT）l物理特性：物理特性：無臭味或有很淡的特殊氣味。穩(wěn)定性好，抗氧化效果好。它不溶于水和丙二醇，易溶于大豆油，棉子油等。l ADI為0-0.3mg/kg，基本無毒，對長期貯藏的食品和油脂有良好的抗氧化作用。38叔丁基對苯二酚（叔丁基對苯二酚（TBHQTBHQ）l TBHQTBHQ：白色或淺黃色的結(jié)晶粉末，微溶于水，溶于乙醇和油脂，不與鐵或銅形成絡合物。l 特性：特性：TBHQ對大多數(shù)油脂，較其他抗氧化劑有更有效的抗氧化穩(wěn)定性。 對蒸煮和油炸食品有良好的持久抗氧化能力，因此適用于土豆之類的生產(chǎn)，但它在焙烤制品中的持久力不強，應與BHA合用。 在植物油、膨松油和動物油中，TBHQ一般與檸檬酸結(jié)合使用。l ADIADI為0-0.2mg/kg（FAOWHO，1991）39生育酚l生育酚：生育酚：又稱維生素E，為黃色至褐色無臭透明黏稠液，溶于乙醇，不溶于水，能與油脂完全混溶。l特性：特性：熱穩(wěn)定性強