第二章 防腐劑

食品添加劑應(yīng)用技術(shù)

第二章防腐劑與殺菌劑

譚龍飛博士副研究員

1、熟悉常用防腐劑、殺菌劑的特性；2、掌握防腐劑、殺菌劑的應(yīng)用范圍、應(yīng)用方法、合理使用及注意事項(xiàng)。3、了解防腐劑、殺菌劑的作用機(jī)理。

學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)。本單元主要內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)一、食品防腐劑的作用機(jī)理

防腐劑是一類(lèi)抑制微生物增殖或殺死微生物，防止食品腐敗的添加劑。1、微生物引起的食品腐敗變質(zhì)①細(xì)菌造成的食品腐敗；

微生物類(lèi)群：細(xì)菌②食品霉變現(xiàn)象；

微生物類(lèi)群：霉菌③食品發(fā)酵現(xiàn)象。

微生物類(lèi)群：酵母菌群

防腐劑的作用機(jī)理十分復(fù)雜，目前使用的防腐劑一般認(rèn)為對(duì)微生物具有以下幾方面的作用：

（1）破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)或者改變其通透性。微生物體內(nèi)的酶類(lèi)和代謝產(chǎn)物逸出細(xì)胞外，破壞其正常的生理平衡。（2）防腐劑與微生物的酶作用，如酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性，干擾微生物的正常代謝。（3）其他作用：如防腐劑作用于蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、交聯(lián)而引起其他的生理作用不能正常進(jìn)行。2、食品防腐劑的作用機(jī)理二、防腐劑類(lèi)型

①酸類(lèi)：苯甲酸/丙酸/脫氫乙酸/亞硝酸鹽

②酯/醚類(lèi)：羥基苯甲酸酯/聯(lián)苯醚

③醛/酚:桂醛/乙萘酚

④氧化物類(lèi)：二氧化碳/二氧化氯/過(guò)氧化氫

⑤胺類(lèi)：仲丁胺（保鮮）

⑥生物代謝物：乳酸鏈球菌素、納他霉素

⑦表面活性劑：十二烷基二甲基溴化銨三、常用食品防腐劑（一）苯甲酸及其鹽類(lèi)（常用的防腐劑之一）

1、防腐性能

苯甲酸是一種廣譜抗微生物試劑。其抗菌有效性依賴(lài)于食品的pH值。其防腐的最適pH值為2.5~4.0。

苯甲酸鈉的防腐作用與苯甲酸相同，只是作用時(shí)要轉(zhuǎn)化為苯甲酸才有效。這樣便要消耗食品中的部分酸。

苯甲酸對(duì)細(xì)菌抑制效果較強(qiáng)，對(duì)霉菌、酵母菌的效果差一些；在允許使用的最大范圍內(nèi)（2g/kg），在pH值4.5以下，對(duì)各種菌都有效。2、苯甲酸的安全性

被人體吸收后，大部分在9~15小時(shí)之間，在酶的催化下與Gly化合成馬尿酸，剩余部分與葡萄糖醛酸化合形成葡萄糖甙酸而解毒，并全部進(jìn)入腎臟，最后從尿排出。因而苯甲酸是比較安全的防腐劑。

其ADI為0~5mg/kg。3、苯甲酸產(chǎn)品（含量）合格性檢測(cè)方法

酸堿中和滴定法4、苯甲酸的使用方法

苯甲酸常溫下難溶于水，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)食品特點(diǎn)選用熱水溶解或乙醇溶解，或用其鈉鹽。

因苯甲酸易隨水蒸氣揮發(fā)，加熱溶解時(shí)要戴口罩。

有酒味的食品不能用乙醇溶解。5、與其他防腐劑合用

某些情況下，單獨(dú)使用有損食品風(fēng)味，可與對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)、山梨酸及其鹽類(lèi)合用。6、應(yīng)用

醬油、醋等酸性液態(tài)食品的防腐；

低鹽的酸黃瓜、泡菜；

低糖的蜜餞等。7、毒性

比山梨酸大。8、保存

儲(chǔ)存于干燥庫(kù)房中，包裝嚴(yán)密，勿使受潮變質(zhì)，防止有害物質(zhì)污染。（二）山梨酸及其鹽類(lèi)

山梨酸為己二烯-[2，4]-酸，是不飽和脂肪酸，暴露于空氣中易被氧化。難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙二醇、植物油等。

山梨酸鉀易溶于水，易吸潮，易氧化。1、防腐性能

山梨酸及其鹽類(lèi)是使用最多的防腐劑。具有良好的防腐性能。對(duì)霉菌、酵母菌和好氣性細(xì)菌的生長(zhǎng)發(fā)育起抑制作用；對(duì)嫌氣性細(xì)菌幾乎無(wú)效。

酸性介質(zhì)有助于防腐。pH值：5~6以下，范圍比苯甲酸類(lèi)要寬。同樣地，山梨酸鉀要轉(zhuǎn)化為山梨酸才有效。2、抑菌機(jī)理

山梨酸與微生物含巰基的酶結(jié)合，破壞酶的活性；另外，干擾傳遞機(jī)能，如細(xì)胞色素對(duì)氧的傳遞。3、安全性

山梨酸參與人體新陳代謝，主要是脂肪酸的代謝。分子中約85%的碳以二氧化碳的形式在呼氣中排出；分子中的共軛雙鍵不對(duì)人體產(chǎn)生毒害。

ADI為0~25mg/kg（以山梨酸計(jì)）。4、測(cè)定

酸堿中和滴定方法。5、使用

山梨酸難溶于水，使用時(shí)先將其溶于乙醇或碳酸氫鈉、碳酸氫鉀的溶液中，為防止氧化，溶解時(shí)不得使用銅、鐵等容器。

山梨酸鉀易溶于水，使用方便。6、與其他防腐劑復(fù)配使用：

與苯甲酸、丙酸、丙酸鈣等并用可產(chǎn)生協(xié)同作用，提高防腐效果。但并用時(shí)，總量應(yīng)低于山梨酸的最大使用量。7、應(yīng)用酸性不能太強(qiáng)的食品，如肉制品、魚(yú)貝干制品等產(chǎn)品，可選用山梨酸作為防腐劑。8、使用注意（1）易揮發(fā)，避免加熱；（2）勿使其濺入眼內(nèi)，一旦入眼，趕快用水沖洗；（3）避免在有生物活性的動(dòng)植物組織中應(yīng)用；（4）不宜長(zhǎng)期與乙醇共存；（5）儲(chǔ)存時(shí)注意防濕、防熱（低于38℃為宜）。保持包裝完整，防止氧化。（三）丙酸鹽1、防腐性能

丙酸鹽類(lèi)是霉菌的良好防腐劑。對(duì)細(xì)菌作用較小，對(duì)酵母菌無(wú)作用。起作用時(shí)要轉(zhuǎn)化為丙酸才有效。2、安全性

丙酸是人體正常代謝的中間產(chǎn)物，在人體內(nèi)完全可被代謝掉，安全無(wú)毒，其ADI不作限制性規(guī)定。3、種類(lèi)

丙酸鈉，用于加工干酪，最大使用量為3g/kg。在面包、糕點(diǎn)中最大使用量低于2.5g/kg。

丙酸鈣，用于加工干酪，最大使用量為3g/kg。在面包、糕點(diǎn)中使用有效劑量較丙酸鈉小。但可補(bǔ)充食品中鈣質(zhì)。（四）對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)

1、種類(lèi)又叫尼泊金酯，包括：對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯、對(duì)羥基苯甲酸異丁酯。2、防菌效果

對(duì)霉菌、酵母菌與細(xì)菌有廣泛的抗菌作用，對(duì)G-桿菌及乳酸菌作用較差，但總的抗菌作用較苯甲酸和山梨酸要強(qiáng)。

抗菌效果不受pH值變化的影響，在pH值為4~8的范圍內(nèi)抗菌效果均好。

對(duì)羥基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。

主要使用對(duì)羥基苯甲酸乙酯和丙酯。3、作用機(jī)理

抑制微生物細(xì)胞呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性；

破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。

有淀粉存在時(shí)，該類(lèi)防腐劑的抗菌力減弱。4、使用方法

先溶于氫氧化鈉、乙酸、乙醇中，再分散到食品中。

2種或2種以上混合使用，效果更好。也可與苯甲酸合用。

ADI為0~10mg/kg。（五）其他化學(xué)防腐劑1、二氧化硫及亞硫酸鹽類(lèi)

焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀。（1）防腐性能屬于酸性防腐劑，即只在酸性條件下有效。（2）主要效用物質(zhì)

亞硫酸，即要轉(zhuǎn)化為該物質(zhì)才能發(fā)揮防腐作用。（3）防腐微生物類(lèi)型

能抑制霉菌、細(xì)菌的生長(zhǎng)。

（4）使用

一般作為葡萄酒、果酒的防腐劑。

最大用量0.25g/kg（以二氧化硫計(jì)）；

食品中二氧化硫殘留量不得超過(guò)0.05g/kg。2、脫氫醋酸

又稱(chēng)脫氫乙酸，簡(jiǎn)稱(chēng)DHA，分子式為C8H8O4，分子量為168.15，是一種無(wú)色結(jié)晶或淺黃色粉末，難溶于水，溶于苯、乙醚、丙酮及熱乙醇中。主要用途是低毒、高效、廣譜抗菌劑。（1）防腐性能

屬于酸性防腐劑，對(duì)中性食品基本無(wú)效。（2）防腐類(lèi)群

抗細(xì)菌能力較強(qiáng)，而對(duì)霉菌、酵母尤強(qiáng)。（3）使用

用于干酪、奶油和人造奶油，用量為0.5g/kg以下；

腐乳、什錦醬菜、原汁橘漿，最大使用量0.3g/kg。3、雙乙酸鈉

又稱(chēng)雙乙酸氫鈉、二醋酸一鈉，是醋酸和醋酸鈉的復(fù)合化合物。

防腐性能：雙乙酸鈉主要靠分解的分子態(tài)乙酸起抗菌作用，其對(duì)細(xì)菌和霉菌有良好的抑制能力，具有高效防霉、防腐、保鮮等功效。

安全性：被聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織公認(rèn)為“O”毒性物質(zhì)。

應(yīng)用：主要用于糧食、食品的防霉、防腐、保鮮、調(diào)味和改善營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，此外還廣泛用于烘烤食品、調(diào)味品、醬菜、雪菜、榨菜、肉食品、果汁飲料等加工食品之中，是目前替代山梨酸鉀、苯鉀酸鈉、丙酸鈣等防腐劑的理想產(chǎn)品。4、富馬酸

具較強(qiáng)的緩沖能力，適宜維持水溶液的pH值在3.0左右，它是復(fù)配防腐劑主要成分之一。對(duì)酸性防腐劑具有重要意義。

使用：可用于面條、面包、涼拌菜、酸性食品中。5、富馬酸二甲酯

是一種新型防霉保鮮劑?？咕芰Σ皇躳H值的影響。能抑制霉菌和酵母菌。

特點(diǎn)：高效廣譜、安全性高、價(jià)格低廉。其綜合抗菌防腐性能優(yōu)于目前常用的苯甲酸、山梨酸、丙酸及鹽、脫氫醋酸等。

使用：目前未通過(guò)安全性評(píng)價(jià)，不直接加入食品中，制成防霉紙，在糕點(diǎn)、糖果、果蔬的防腐保鮮中使用。6、天然防腐劑（1）乳球菌肽

是一種多肽抗菌素類(lèi)物質(zhì)。

商品名為尼生素。

抑菌范圍：

G+菌、芽孢菌和乳桿菌、金黃色葡萄球菌、肉毒梭菌、芽孢桿菌等。

特點(diǎn)：安全性高。

使用：干酪、奶油制品、罐頭、高蛋白制品。

最大使用量為0.2~0.5g/kg。（2）納他霉素

由一種鏈霉菌經(jīng)生物技術(shù)精練而成的生物防腐劑，商品名霉克。為無(wú)氣味、無(wú)味道的白色粉末。

抑菌作用：對(duì)真菌的抑制作用極強(qiáng)，抗真菌類(lèi)產(chǎn)品。與常用防腐劑相比，pH范圍更寬。

ADI值為0.3mg/kg體重，食物中納他霉素的最大殘留量10mg/kg。是一種高效、安全的新型生物防腐劑。

應(yīng)用于干酪、糕點(diǎn)、醬鹵肉制品、烤肉類(lèi)、油炸肉類(lèi)、西式火腿、發(fā)酵肉制品、果蔬汁。（3）殼聚糖

殼多糖、幾丁質(zhì)。屬于黏多糖之一。

存在于甲殼類(lèi)蝦、蟹及某些甲殼昆蟲(chóng)的外殼和低等植物如菌、藻類(lèi)的細(xì)胞壁中。

抑菌類(lèi)型：大腸桿菌、熒光假單胞菌、普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌等。

使用：用于水果的防腐保鮮。（4）其它

還有溶菌酶、香辛料提取物，如大蒜素。四、防腐劑的合理使用及注意事項(xiàng)1、正確選用防腐劑

防腐劑的理化特性、風(fēng)味是否與食品相容；

防腐劑的抑菌類(lèi)群。不同食品染菌情況不同，選用的防腐劑也不同。2、注意防腐劑有效的pH值范圍

酸性防腐劑的抑菌效果受食品pH值的影響較大。

pH值越低，防腐效果越好。3、防腐劑的溶解和分散

充分溶解并均勻分散于整個(gè)食品中，才能達(dá)到較好的防腐效果。

溶解時(shí)溶劑的選擇要注意：

能有酒味的食品，不能用乙醇作溶劑；

有的食品不能過(guò)酸，就不能用太多的酸溶解。4、食品的熱處理

一般情況下加熱可增強(qiáng)防腐劑的防腐效果。加熱后添加防腐劑可使之防腐效果大增；

加熱前添加防腐劑，可縮短加熱時(shí)間。5、防腐劑并用、交替使用

某些情況下幾種防腐劑并用，具有協(xié)同作用，比單獨(dú)使用更有效。交替使用是為了防止抗藥性。6、減少食品原料染菌的機(jī)會(huì)

防腐劑主要起抑菌作用，殺菌作用很小。若食品已染菌過(guò)多，添加防腐劑