第四章食品防腐剂

第四章防腐剂与杀菌剂

第一节防腐剂的概念和分类一．防腐剂的概念1、防腐剂是一类保持食品原有性质和营养价值为目的的食品添加剂。防腐剂是指能抑制微生物活动、防止食品腐败变质以延长保存期的一类添加剂。

视其作用的不同，又可以细分为防腐剂、消毒剂、防霉剂、保鲜剂等。根据起防腐作用的物质来源，防腐剂一般分为酸型防腐剂、酯型防腐剂、无机防腐剂和生物防腐剂四类。二．防腐剂的分类：1．酸型防腐剂：其抑菌效果主要取决于未解离的酸分子，其效力随PH值而定，酸性越强效果抑菌越好。常用的酸型防腐剂主要有苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸及其盐类、脱氢醋酸及其盐类。2．酯型防腐剂：主要是指对羟基苯甲酸酯类（甲、乙、丙、异丙、庚等酯），通常也称为尼泊金酯类（如尼泊金乙酯、尼泊金丙酯）。其特点是在PH值4～8范围内均有较好效果，对霉菌、酵母有较强作用，但对细菌的作用较弱。有特殊的气味，水溶性较差。3．无机防腐剂：主要有亚硫酸盐、焦亚硫酸盐和二氧化硫。由于使用亚硫酸盐后残留的二氧化硫能引起严重的过敏反应，目前在直接使用的食物中的使用已受到限制。4．生物防腐剂：主要指乳酸链球菌素，对肉毒芽孢杆菌等厌氧芽孢菌有很强的抑菌作用，但对霉菌和酵母的影响很弱，且需要在酸性条件下才能保持其稳定性。由于可在消化道中被蛋白酶降解，安全性高。纳他霉素（霉克），是链霉素产生的一种抗菌素，有抑制酵母和霉菌的作用，已在月饼等烘焙产品中得到广泛使用。第二节防腐剂作用的机理一、微生物引起食品变质

1、食品腐败(针对蛋白质类物质较多）是由于细菌繁殖造成的。表现为丧失食品原有的色泽，产生各种颜色，有腐臭味和不良滋味。造成食品腐败的微生物主要有七种菌属：假单胞菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属和小球菌属。

2、食品霉变

是霉菌在代谢过程中分泌大量的糖酶，使食品中的碳水化合物分解造成的。表现为外观颜色改变，营养成分破坏，染有霉味。引起食品霉变且危害较大的霉菌主要有七种：毛霉属的总状毛霉、大毛霉、根霉属的黑根霉、曲霉属的黄曲霉、灰绿曲霉、黑曲霉、青霉属的灰绿青霉。

3、食品发酵

是酵母菌分泌的氧化还原酶的作用，使食品中的糖发生不完全氧化而造成的。常见的发酵有酒精发酵（己酸在酵母作用下降解乙醇）、醋酸发酵（己糖经酒精发酵生成乙醇，再经醋酸杆菌作用氧化为醋酸）、乳酸发酵（己糖在乳酸杆菌的作用下产生乳酸）、酪酸发酵（己糖在酪酸菌作用下产生酪酸）。

二、防腐剂抗菌作用机理及使用要求：

防腐剂既抑制细菌、霉菌和酵母的新陈代谢，又抑制其生长。随着防腐剂的浓度增加，微生物生长速度减慢，死亡速度加快。防腐剂应使用在食品中微生物数量较少时，而不是在微生物生长期中添加，当食品中含有大量微生物时，则无效。

防腐剂作用机理

防腐剂的作用机理：1、作用于微生物的细胞壁和细胞膜系统，导致结构受损，使胞内物质外泻，或影响与生物膜有关的呼吸链电子传递系统。2、作用于遗传物质或遗传微粒结构，影响到遗传物质的复制、转录、蛋白质的翻译。3、作用于酶或功能蛋白，干扰微生物的正常代谢。三、防腐剂的使用的要求：1、合理使用对人体无害；2、不影响消化道菌群；3、在消化道内可降解为食物的正常成分；4、不影响药物特别是抗生素的使用；5、对食物热处理时不产生有害成分；6、防腐效果好、使用方便、价格便宜；

第三节合成类防腐剂

防腐剂可按其来源分成合成类防腐剂和天然类防腐剂。

合成类防腐剂分为有机防腐剂和无机防腐剂两类。

一、常用的食品防腐剂1、苯甲酸及苯甲酸钠2、山梨酸及山梨酸钾3、丙酸钠和丙酸钙4、对羟基苯甲酸酯类5、脱氢醋酸钠1.苯甲酸Benzoicacid性状：白色有光泽的鳞片状或针状结晶，微有安息香或苯甲醛的气味。熔点121.7℃，100℃开始升华。难溶于水，溶于沸水、乙醇、氯仿和乙醚。其杀菌力与其介质的PH值有关，仅在PH值4.5以下的酸性介质有效。例如PH值为3.5，约0.1％的溶液可在1小时内杀灭葡萄球菌和其他菌；而当PH值为5.0时，即使是5％的溶液其杀菌力也较弱。苯甲酸的溶解度小，使用时需要充分搅拌，或预先溶于少量热水，方可达到良好的使用效果。注意事项：用于果汁（味）饮料或浓缩果汁时，由于苯甲酸易随水蒸气挥发，通常使用苯甲酸钠。苯甲酸及其钠盐benzoicacid,sodiumbenzoate食品分类号食品名称最大使用量（g/kg）备注03.03风味冰、冰棍类1.0以苯甲酸计04.01.02.05果酱（罐头除外）1.0以苯甲酸计04.01.02.08蜜饯凉果0.5以苯甲酸计04.02.02.03腌渍的蔬菜1.0以苯甲酸计05.02.01胶基糖果1.5以苯甲酸计05.02.02除胶基糖果以外的其他糖果0.8以苯甲酸计11.05调味糖浆1.0以苯甲酸计12.03醋1.0以苯甲酸计12.04酱油1.0以苯甲酸计12.05酱及酱制品1.0以苯甲酸计12.10复合调味料0.6以苯甲酸计12.10.02半固体复合调味料1.0以苯甲酸计12.10.03液体复合调味料（不包括12.03，12.04）1.0以苯甲酸计14.02.02浓缩果蔬汁（浆）（仅限食品工业用）2.0以苯甲酸计14.02.03果蔬汁（肉）饮料（包括发酵型产品等）1.0以苯甲酸计14.03蛋白饮料类1.0以苯甲酸计14.04.01碳酸饮料0.2以苯甲酸计14.04.02.02风味饮料（包括果味饮料、乳味、茶味、咖啡味及其他味饮料等）1.0以苯甲酸计14.05茶、咖啡、植物饮料类1.0以苯甲酸计15.02配制酒(仅限预调酒)0.4以苯甲酸计15.03.03果酒0.8以苯甲酸计2．山梨酸钾Potassiumsorbate来源：工业生产山梨酸钾是由碳酸钾或氢氧化钾中和山梨酸而制得。性状：白色至浅黄色鳞片状结晶、结晶性粉末或呈粒状，无味或略带山梨酸气味。长期存放于空气中易吸潮并氧化分解而变色。易溶于水，溶于丙二醇、乙醇。有很强的抑制腐败和霉菌作用，毒性低，在酸性条件下能充分发挥防腐作用，中性时作用小。用途：防腐剂、防霉剂。由于其既具有山梨酸抑菌作用强，毒性低的优点，水溶性又远远好于山梨酸，因而在食品工业中使用范围十分广泛，可用于糕点、果脯、馅料、浓缩果汁、人造奶油、发酵乳、乳酸菌饮料、肉、鱼、禽蛋类等的防腐和保鲜。3.丙酸钙Calciumpropionate来源：工业生产丙酸钙是由氢氧化钙或碳酸钙中和丙酸而得。性状：白色结晶、颗粒或结晶性粉末，通常丙酸钙以结晶水合物的形式存在，食品级丙酸钙一般是一水合丙酸钙。无味或带轻微丙酸气味。对光和热稳定，有吸湿性，易溶于水，水溶液呈弱碱性。在酸性条件下，产生游离丙酸，具有抗菌作用，对黑曲霉、嗜气性芽孢杆菌有抑制作用，对酵母不起作用。用途：防腐剂、防霉剂。其抑菌特性与丙酸相同。可用于面包、糕点、豆制品、饺皮、云吞皮、生切面等。用法与用量：推荐用量0～2.5g/kg。根据（GB2760-1996），可用于面包、醋、酱油、豆制品、糕点，最大使用量2.5g/kg；生面湿制品（生切面、馄炖皮，最大使用量0.25g/kg（以丙酸计）。ADI不作限制性规定。注意事项：一般在面包中使用丙酸钙，糕点、西点中使用丙酸钠。丙酸钠溶液具有碱性，会抑制酵母活性，延缓面团发酵，也会产生不利的风味。在面包中使用丙酸钙，同时还具有强化钙的作用，有利于面筋组织的形成。如在西点中使用丙酸钙，会与膨松剂中的小苏打（碳酸氢钠）反应生成不溶性碳酸钙，使CO2的产量减少，因此在西点中主要使用丙酸钠。4．对羟基苯甲酸乙酯（尼泊金乙酯）Ethylρ-hydroxybenzoate来源：属于合成防腐剂，由对羟基苯甲酸与乙醇在硫酸催化作用下酯化而得。性状：无色纤细晶体或白色结晶性粉末。无嗅无味，略有麻舌感。熔点116～118℃。难溶于水，易溶于乙醇、丙二醇、花生油。对霉菌及酵母的抗菌作用强，对细菌尤其是革兰氏阴性菌和乳酸菌的作用弱。其抗菌力比苯甲酸和山梨酸强，在PH值4～8范围内均具有良好效果。其抗菌作用机理在于抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，以及破坏微生物的细胞膜结构。用途：防腐剂、防霉剂。可用于糕点、月饼馅料、糖浆、浓缩果汁、碳酸饮料、水果馅料、腌制鱼的防腐及果蔬保鲜。5．脱氢醋酸钠Sodiumdehydroacetate来源：工业生产脱氢醋酸钠是由氢氧化钠中和脱氢醋酸而得。性状：白色或近白色结晶性粉末，有轻微的酸味、异味。熔点109～110℃。易溶于水、丙二醇、甘油，微溶于乙醇和丙酮。水溶液呈中性或弱碱性。耐光、耐热性较好。用途：防腐剂、防霉剂。与脱氢醋酸相比，其良好的水溶性使其使用范围和用途更为广泛。我国规定可用于：月饼、蛋糕、馅料、汤料的防腐保鲜，美国FDA、日本许可用于干酪、奶油、人造奶油、水果的防腐保鲜。第三节天然防腐剂

1、植物中的抗菌成分植物抗菌作用是指植物提取物在体外能抑制微生物的生长繁殖或有杀菌作用。其机理是干扰微生物的代谢过程，影响其结构和功能。如芥子提取物；海藻糖；香辛料提取物；中草药；柑橘果皮和苹果渣的果胶酶分解物等。

2、动物中的抗菌物质如壳聚糖（几丁质）；鱼精蛋白；溶菌酶；蜂胶等。按作用微生物不同可将溶菌酶分成三类：细菌细胞壁溶解酶；酵母细胞壁溶解酶和霉菌细胞壁溶解酶。

3、微生物天然防腐剂利用微生物之间的寄生、拮抗作用，是生物防治的理论基础，与化学药剂相比更为安全有效。常见的微生物防腐剂：乳酸链球菌素、那他霉素、霉菌（红曲霉）、聚赖氨酸、嗜杀酵母等。纳它霉素（游霉素；海松素；霉克）Natamycin(Pimaricin)来源：是由游链霉菌受控发酵而制得的一种抗菌素。性状：呈白色至奶油黄色粉末，几乎无臭无味。不溶于水，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亚砜。对霉菌和酵母有抑制作用。须密封、避光在15℃下贮存。用途：防霉剂。对于霉菌容易增殖的、暴露于空气中的食品有良好的防霉效果；发酵食品中可选择性地抑制霉菌的繁殖。可用于乳酪、肉汤、火腿、广式月饼、糕点、果汁等。用法与用量：推荐用量0～300mg/kg；根据（GB2760-2001）：可用于乳酪、肉制品（肉汤、西式火腿）、广式月饼、果汁原浆表面、易发霉食品、加工器皿表面，使用限量200～300mg/kg（使用混悬液浸泡或直接喷雾于食品表面，残留量≤10mg/kg）；沙拉酱，使用限量20mg/kg(残留量≤10mg/kg)；发酵酒，使用限量10mg/L）。ADI0~0.3mg/kg。乳酸链球菌素Nisin来源：由乳酸链球菌在受控条件下得发酵醪液，再经蒸气喷射杀菌、由压缩空气泡沫浓缩或酸化、盐析后喷雾干燥而得。性状：白色易流动粉末。其制剂是含有氯化钠和乳酸链球菌素的混合物。其活性可以由氯化钠和非脂乳固体调节，其活性在室温下或在酸性加热条件下均稳定，能抑制肉毒杆菌的繁殖和毒素的形成。而在中性和碱性环境下其活性基本丧失。用途：防腐剂、防霉剂。可用于肉类罐头、植物蛋白饮料、干酪、奶油、肉制品等的防腐保鲜。用法和用量：推荐用量0～0.5g/kg。根据中国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-1996）：可以用于罐头、植物蛋白饮料，最大使用量0.2g/kg；用于乳制品、肉制品，最大使用量0.5g/kg。FAO/WHO规定可用于干酪、干酪制剂，使用限量12.5mg/kg。ADI33000IU/kg。

天然防腐剂：效价低、用量大、抗代谢性能差、抗菌时效短。合成防腐剂：通常效果好一些，但往往带有一定的毒性。第四节防腐剂与食品安全一食品中超量使用防腐剂引起的危害累积于人体造成慢性中毒、引起肾功能衰退、引起呼吸系统严重的过敏反应二容易引发食品防腐剂超标的主要产品广式蜜饯、凉果部分腌腊制品、软罐头肉制品酱菜、腌菜三违规使用防腐剂的原因分析超范围和超量使用1.观念的误区：不了解反腐剂的作用机理，以为防腐剂可以解决一切防腐问题2.限制于产品本身化学组成特点和传统的生产和食用方法3.恶劣的生产环境和条件4.出于掩盖变质食品原料、掺假的目的

四、正确使用食品防腐剂1、使用时应注意的问题：减少原料染菌的机会；根据产品加工的特性和要求，确定合适的防腐剂品种和合理的添加时机；与热处理并用；分布均匀；食品的水活度；防