第六章食品的化学保藏03

1、第六章 食品的化学保藏第一节 食品化学保藏的定义和特点一、食品化学保藏的定义食品化学保藏（chemical preservation）：指的是在生产和贮运过程中使用食品添加剂提高食品的耐藏性和尽可能保持它原来品质的措施方法。化学保藏剂（又称保鲜剂）指的是任何添加到食品中用于防止或延迟食品变质的添加物质。食品化学保藏的优点：简便易行；经济实用使用中需要注意的几点：u用量上受到限制u化学保藏剂添加的时机要恰当u化学保藏剂的使用并不能改善低质食品的品质二、食品添加剂及其使用1、定义根据中华人民共和国食品卫生法，食品添加剂指的是：为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品的化学合成或

2、者天然物质。为了增强营养成分而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂称为食品强化剂。u食品添加剂与食品配料的区别：食品配料一般是公认安全的物质，无需进行毒理学评价，用量比较大，一般在3%以上食品添加剂需要经过毒理学检验，并有一定的ADI值，一般用量较小2、食品添加剂的作用u增强食品的保藏性、保持或提高食品的营养价值u改善食品的感观性状u适应生产的机械化和连续化u满足其他特殊要求3、食品添加剂的分类及应用现状食品添加剂种类繁多，我国列入 GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准的品种已达1150多种。依照GBI2493-90食品添加剂分类和代码，我国将食品添加剂分为2

3、2类。三、化学保藏的卫生与安全性作为食品添加剂使用的物质，人们在使用的过程中最为关心的其实是其安全性，然后才是工艺效果。一般要求：食品添加剂本身应经过充分的毒理学评价，证明在一定的使用范围内对人体无害。要求：u最好能参与人体正常的物质代谢；u经正常解毒过程解毒后排出体外；u因不吸收排出体外；u不能在人体内因分解或反应形成对人体有害的物质。第二节 食品防腐剂及其应用一、防腐剂的作用和特点定义：防腐剂是指能抑制微生物引起的腐败变质、延长食品保存期的一类食品添加剂，有时也被称为抗菌剂。其主要作用是抑制食品中微生物的繁殖。1、防腐剂的抗菌谱与作用模式一般来说，防腐剂的选择首先是基于其抗菌谱或者其抗菌范

4、围。少数一些防腐剂具有同时抑制几类微生物的功能，绝大多数的防腐剂只能针对霉菌、细菌和酵母中的一类或者两类有效，或者对其中的一些比较有效而对其它的效果比较弱，或者只是在一定pH条件下才起作用。防腐剂的防腐原理：u干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶的活性；u破坏微生物的遗传物质，干扰其生存和繁殖；u与细胞膜作用，使细胞通透性上升，导致细胞内物质逸出而失活。2、防腐剂的理化性质u极性：要具有两亲性u沸点：直接影响穿透能力u解离性：通常分子状态防腐效果好u与食品中脂类、蛋白质、糖类等物质的反应能力：反应导致防腐性能降低3、食品性质对防腐剂作用的影响u蛋白质与防腐剂的结合会使防腐剂失效u纤维

5、也会与一些防腐剂结合而使其失效u脂类也能显著影响一些防腐剂，一些亲油性比较强的防腐剂可能会转移到食品的脂相中，而远离微生物生长繁殖的水相环境，因此导致防腐剂的活性下降u另外pH也会影响其活性u一些防腐剂还会水解和氧化4、食品中微生物种类和量对防腐剂作用的影响u原始菌数很低，防腐剂才有效果。u不同的防腐剂的抗菌谱不同，选择防腐剂就必须注意二、常用防腐剂及其性质和应用1、有机酸及酯类u苯甲酸、其钠盐及其酯类苯甲酸和苯甲酸盐又称为安息香酸和安息香酸盐，盐类主要是钠盐，还有钙盐和钾盐。苯甲酸具有以下特点：价格低廉、容易生产、无颜色、毒性较低。苯甲酸结构式抗菌机理目前认为主要是干扰微生物细胞膜的通透性，

6、导致底物传递以及电子传递系统的氧化磷酸化作用脱节，进而引起细胞新陈代谢紊乱而死亡。对微生物有强烈的毒性，但其钠盐的毒性则很低。OHCOOHCONHCHHCCOOHNHCHCOOHHC22562256苯甲酸甘氨酸马尿酸苯甲酸的衍生物，通常情况下，苯基烷酸烷基支链越长，其防腐能力越强。这类防腐剂的抑菌机理与苯甲酸类似，都是使微生物呼吸系统酶和电子传递系统的酶活性受到抑制，并破坏微生物细胞膜结构，达到防腐作用。但是目前，对于羟基苯甲酸酯类的毒理性存在一定的争议！香港消费者委员会称于多款护肤品面膜中检出可能导致过敏的防腐剂“对羟基苯甲酸酯”，其中涉及多款知名品牌。美国食品药品管理局(FDA)表示，pa

7、rabens是美国最常使用于包括洗发精和化妆品在内的防腐剂。许多动物或实验室研究显示 parabens 与雌激素的作用类似，可能使其具有导致乳腺癌的潜在危险。英国瑞丁大学Reading University研究发现，妇女因使用保养品、化妆品、除臭剂、止汗剂等，因而造成parabens在体内累积，可能增加患癌症的机会。（2004/01/13）瑞丁大学研究总共分析了二十名乳腺癌患者的肿瘤细胞样本，结果发现这些病变细胞组织内都含有parabens的成份。研究小组根据parabens累积的形态分析，认为这种抗微生物剂并非以口服的方式进入人体，而是从皮肤表面渗入，然后累积在这些妇女的肌肉组织内。通过HP

8、LC 和MS，共分析了 20 个人类的乳房肿瘤。其中四个样品的 parabens含量大于平均值两倍之多。研究人员表示，此化学物质应是经身体表面局部吸收，而非口服摄入 。(摘自Journal of Applied Toxicology 2004 Vol 24, P5-13)我国于2011年12月20日禁止使用对羟基苯甲酸丙酯！u山梨酸及其盐类一种天然化合物，具有较好的防腐性能。目前山梨酸及其盐类是国际上公认的最为安全有效的防腐剂。山梨酸为白色晶体或无色粉末，对光、热稳定，但久置空气中易氧化变色。难溶于水，微溶于乙醇，而山梨酸钾则易溶于水，难溶于乙醇。抗菌机理：主要认为是涉及到细菌芽孢的膜通透性或

9、者发芽时蛋白酶系统的改变有关，也有认为是在微生物细胞新陈代谢过程中通过遗传物质、细胞膜通透性、酶系统或传输系统的破坏来抑制。山梨酸可以和其它天然不饱和脂肪酸一样在机体内同化生成二氧化碳和水。对霉菌、酵母以及好氧性微生物具有较强的抑制作用，对形成芽孢的厌氧微生物和嗜酸乳酸杆菌无效。其防腐特性也与食品的pH有关，pH值越低，抗菌作用越强。但在微生物数量过高的情况下，发挥不了作用。u丙酸及其盐类丙酸及其盐类也属于脂肪类抑菌剂，常用的主要有丙酸钙和丙酸钠。丙酸及其盐类的毒性很低，可以认为是食品的正常成分，也是人体内代谢的正常中间产物，因此被认为是安全的食品防腐剂。但其抑菌作用相对较弱，使用量较高。u双

10、乙酸钠双乙酸钠是完全安全的无毒物质，也不是致癌物质。作为饲料添加剂，对人畜无毒无害，不致癌，无残留，适口性好，并且具有增加营养价值，提高饲养质量的功能。双乙酸钠的抗菌作用来源于乙酸，主要是单分子乙酸。u脱氢醋酸及其钠盐由于脱氢醋酸水溶性较差，故常用脱氢醋酸钠。该类防腐剂可用于果蔬保鲜防霉及酱菜防腐。H3CCOCH3OOO2、无机类u臭氧（O3）对细菌、霉菌、病毒均有强杀灭能力，能使水中微生物有机质进行分解。臭氧可用于瓶装饮用水、自来水等的杀菌。臭氧气体难溶于水，含臭氧的水一般浓度控制在5mg/kg以下。u过氧化氢过氧化氢是活泼的氧化剂，易分解成水和新生态氧，具有杀菌作用。有机物存在时会降低其杀

11、菌效果。但在有些国家不允许使用。u卤素（Cl）：食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用次氯酸钙（钠）或直接加氯进行消毒。pH较低时，氯的杀菌效力可提高。u二氧化碳高浓度的CO2能阻止微生物的生长。u二氧化硫二氧化硫进行食品的保藏主要应用于植物性食品的处理。由于其为强还原剂，因此可以有效减少植物组织中氧的含量，抑制氧化酶和微生物的活动，从而阻止食品腐败变质、变色和VC的损失。此外也可以使用熏硫法应用亚硫酸盐进行漂白处理。3、微生物代谢产物抗菌素的抗菌效能为普通化学防腐剂的100-1000倍。但抗生素有选择性，且长时间使用后微生物可能会逐渐产生耐药性。u乳酸链球菌素（Nisin）又名尼生素（Nisi

12、n）、乳酸菌素，是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质。抗菌谱比较窄，只能杀死革兰氏阳性菌，特别是孢子，对阴性菌、酵母和霉菌均无作用，一般10mg/kg即有效。目前用于干酪等乳制品、罐头制品、乙醇饮料。u纳他霉素（Natamycin） 纳他霉素是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，也称游链霉素(Pimaricin)。可用于奶酪的保存，并且未限制其使用方式，可以用浸润，喷雾，以及和安全合适的消结块剂混合使用，但最终成品中纳他霉素的浓度必须低于20mg/kg。4、其它天然防腐剂u溶菌酶（lysozyme）又称细胞壁质酶或N-乙酰胞壁质糖水解酶，属于碱性蛋白酶。是一种化学性质非常稳定的蛋白质。其对革兰氏阳性菌较

13、为有效，对部分革兰氏阴性菌也有一定效果，但抗菌谱并不很宽。u蛋白质类具有抗菌性的蛋白质大多为碱性蛋白质，主要包括精蛋白(protamine)和组蛋白(histon)。在中性和碱性条件下，对耐热芽孢菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌均有抑制作用。与甘氨酸、醋酸、盐、酿造醋等合用，可使抑菌作用增强。对鱼糜类制品有增强弹性的效果。如与调味料合用，有增鲜作用。但能与某些蛋白质和盐、酸性多糖等相结合而呈不溶性，抑菌效率下降。u植物提取物植物中具有抗菌活性的物质主要有四大类：植物抗毒素类、酚类、有机酸和精油类。第三节 抗氧化剂含有脂类物质的食物在光线、热、氧气等作用和长时间贮藏的条件下会发生变质。变

14、质的主要原因是氧化反应和氧化产物的降解导致营养价值和感官品质的下降。使用抗氧化剂来控制氧化进行是一个很重要也很有效而且经济实用的方法。一、食品中的氧化问题1、脂类氧化的途径脂类氧化的途径主要有三类：u自动氧化u诱导氧化u酶促氧化2、脂类氧化产物对食品的影响3、抗氧化剂的作用形式抗氧化剂：指的是能够推迟、延缓或者预防由于氧化引起的食品腐败或风味劣化的物质。虽然这种物质的加入能对油脂氧化起到一定的抑制和推迟作用，但是若加入的时机不当，过晚加入，则不能起到相应的效果。对于抗氧化剂的作用形式主要有以下两种：猝灭自由基：对于油脂氧化的初始阶段，与链式反应中生成的自由基作用，从而在源头上阻止反应的进行次级

15、抗氧化：通过各种途径，例如螯合金属离子、清除氧气、将过氧化物转变成非自由基成分、紫外线吸收或者猝灭单线态氧的方法进行抗氧化作用。4、影响氧化速率的因素在食品中脂肪酸及其酯的氧化程度取决于该脂肪酸的化学结构以及在氧化体系中是否存在一些促进氧化的微量成分。氧气分压、与氧气接触面积、温度以及一些物理因素的引发也影响氧化速率。 二、氧化的抑制对于油脂氧化，通常有很多的方法和手段可以使用，但总的来说可以通过以下四点进行抑制：降低物理因素的影响抑制自动氧化抑制光敏性氧化抑制酶活性或使酶失活三、常见抗氧化剂1、自由基吸收剂（自由基猝灭剂）自由基淬灭剂AH能淬灭自由基（LOO，LO），从而中断链反应并形成活性

16、比较低的抗氧化剂自由基（A）ALOOHAHLOOKinhALOHAHLOu丁基羟基茴香醚（BHA）这是一种广泛使用的抗氧化剂，主要成分是2-BHA和3-BHA。 C(CH3)3OCH3OH OCH3OHC(CH3)3u二丁羟基甲苯（BHT） C(CH3)3OH(CH3)3CCH3u没食子酸丙脂（PG） OHHOOHCOOCH2CH2CH3u叔丁基对苯二酚（TBHQ） OHC(CH3)3OHR3R2HOR1CH3(CH2)3CH(CH2)3CHCH3CH3OCH3u生育酚（VE）及其衍生物u迷迭香提取物u茶多酚u黄酮类化合物2、激发态氧湮灭剂对于氧气来说，其有两种能量状态，一个是单线态也就是激发

17、态（1O2），另一个是三线态也就是基态（3O2）。对于油脂的氧化来说，主要是单线态的氧与油脂发生氧化反应，生成氢过氧化物。u类胡萝卜素3、金属离子螯合剂u柠檬酸uEDTAu多磷酸盐u植酸u卵磷脂4、氧气清除剂这类抗氧化剂主要是利用自身的强还原性，首先与氧气反应，从而消耗掉产品中的氧气，降低氧气的分压，从而抑制脂肪的氧化现象。uVc抗坏血酸及其衍生物都可以作为抗氧化剂，主要是由于他们本身及其容易被氧化，能降低产品中的含氧量，通过清除介质中的氧气而缓解油脂的氧化反应的发生。对于不同食品的加工来说，Vc的作用也不经相同，主要有以下几个作用：避免异味。护色和发色面团改良营养强化促进抗氧化5、酶抗氧化剂这类主要是超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和葡萄糖氧化酶等。2322222OOHOH过氧化氢酶2322222OOHHOSOD常见抗氧化剂的抗氧化机理抗氧化类别抗氧化机制抗氧化剂自由基吸收剂使脂游离基灭活酚类化合物氢过氧化物稳定剂防止氢过氧化物降解转变成自由基酚类化合物增效剂增强自由基吸收剂的活性柠檬酸、维生素C单线态氧淬灭剂将单线态氧转变成三线态胡萝卜素金属离子螯合剂将金属离子螯合转变成不活泼的物质磷酸盐、美拉德化合物、柠檬酸还原氢过氧化物将氢过氧化物还原