第二章 防腐剂

食品添加剂应用技术

第二章防腐剂与杀菌剂

谭龙飞博士副研究员

1、熟悉常用防腐剂、杀菌剂的特性；2、掌握防腐剂、杀菌剂的应用范围、应用方法、合理使用及注意事项。3、了解防腐剂、杀菌剂的作用机理。

学时数：2学时。本单元主要内容、重点、难点一、食品防腐剂的作用机理

防腐剂是一类抑制微生物增殖或杀死微生物，防止食品腐败的添加剂。1、微生物引起的食品腐败变质①细菌造成的食品腐败；

微生物类群：细菌②食品霉变现象；

微生物类群：霉菌③食品发酵现象。

微生物类群：酵母菌群

防腐剂的作用机理十分复杂，目前使用的防腐剂一般认为对微生物具有以下几方面的作用：

（1）破坏微生物的细胞膜结构或者改变其通透性。微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外，破坏其正常的生理平衡。（2）防腐剂与微生物的酶作用，如酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物的正常代谢。（3）其他作用：如防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质变性、交联而引起其他的生理作用不能正常进行。2、食品防腐剂的作用机理二、防腐剂类型

①酸类：苯甲酸/丙酸/脱氢乙酸/亚硝酸盐

②酯/醚类：羟基苯甲酸酯/联苯醚

③醛/酚:桂醛/乙萘酚

④氧化物类：二氧化碳/二氧化氯/过氧化氢

⑤胺类：仲丁胺（保鲜）

⑥生物代谢物：乳酸链球菌素、纳他霉素

⑦表面活性剂：十二烷基二甲基溴化铵三、常用食品防腐剂（一）苯甲酸及其盐类（常用的防腐剂之一）

1、防腐性能

苯甲酸是一种广谱抗微生物试剂。其抗菌有效性依赖于食品的pH值。其防腐的最适pH值为2.5~4.0。

苯甲酸钠的防腐作用与苯甲酸相同，只是作用时要转化为苯甲酸才有效。这样便要消耗食品中的部分酸。

苯甲酸对细菌抑制效果较强，对霉菌、酵母菌的效果差一些；在允许使用的最大范围内（2g/kg），在pH值4.5以下，对各种菌都有效。2、苯甲酸的安全性

被人体吸收后，大部分在9~15小时之间，在酶的催化下与Gly化合成马尿酸，剩余部分与葡萄糖醛酸化合形成葡萄糖甙酸而解毒，并全部进入肾脏，最后从尿排出。因而苯甲酸是比较安全的防腐剂。

其ADI为0~5mg/kg。3、苯甲酸产品（含量）合格性检测方法

酸碱中和滴定法4、苯甲酸的使用方法

苯甲酸常温下难溶于水，使用时应根据食品特点选用热水溶解或乙醇溶解，或用其钠盐。

因苯甲酸易随水蒸气挥发，加热溶解时要戴口罩。

有酒味的食品不能用乙醇溶解。5、与其他防腐剂合用

某些情况下，单独使用有损食品风味，可与对羟基苯甲酸酯类、山梨酸及其盐类合用。6、应用

酱油、醋等酸性液态食品的防腐；

低盐的酸黄瓜、泡菜；

低糖的蜜饯等。7、毒性

比山梨酸大。8、保存

储存于干燥库房中，包装严密，勿使受潮变质，防止有害物质污染。（二）山梨酸及其盐类

山梨酸为己二烯-[2，4]-酸，是不饱和脂肪酸，暴露于空气中易被氧化。难溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙二醇、植物油等。

山梨酸钾易溶于水，易吸潮，易氧化。1、防腐性能

山梨酸及其盐类是使用最多的防腐剂。具有良好的防腐性能。对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育起抑制作用；对嫌气性细菌几乎无效。

酸性介质有助于防腐。pH值：5~6以下，范围比苯甲酸类要宽。同样地，山梨酸钾要转化为山梨酸才有效。2、抑菌机理

山梨酸与微生物含巯基的酶结合，破坏酶的活性；另外，干扰传递机能，如细胞色素对氧的传递。3、安全性

山梨酸参与人体新陈代谢，主要是脂肪酸的代谢。分子中约85%的碳以二氧化碳的形式在呼气中排出；分子中的共轭双键不对人体产生毒害。

ADI为0~25mg/kg（以山梨酸计）。4、测定

酸碱中和滴定方法。5、使用

山梨酸难溶于水，使用时先将其溶于乙醇或碳酸氢钠、碳酸氢钾的溶液中，为防止氧化，溶解时不得使用铜、铁等容器。

山梨酸钾易溶于水，使用方便。6、与其他防腐剂复配使用：

与苯甲酸、丙酸、丙酸钙等并用可产生协同作用，提高防腐效果。但并用时，总量应低于山梨酸的最大使用量。7、应用酸性不能太强的食品，如肉制品、鱼贝干制品等产品，可选用山梨酸作为防腐剂。8、使用注意（1）易挥发，避免加热；（2）勿使其溅入眼内，一旦入眼，赶快用水冲洗；（3）避免在有生物活性的动植物组织中应用；（4）不宜长期与乙醇共存；（5）储存时注意防湿、防热（低于38℃为宜）。保持包装完整，防止氧化。（三）丙酸盐1、防腐性能

丙酸盐类是霉菌的良好防腐剂。对细菌作用较小，对酵母菌无作用。起作用时要转化为丙酸才有效。2、安全性

丙酸是人体正常代谢的中间产物，在人体内完全可被代谢掉，安全无毒，其ADI不作限制性规定。3、种类

丙酸钠，用于加工干酪，最大使用量为3g/kg。在面包、糕点中最大使用量低于2.5g/kg。

丙酸钙，用于加工干酪，最大使用量为3g/kg。在面包、糕点中使用有效剂量较丙酸钠小。但可补充食品中钙质。（四）对羟基苯甲酸酯类

1、种类又叫尼泊金酯，包括：对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯。2、防菌效果

对霉菌、酵母菌与细菌有广泛的抗菌作用，对G-杆菌及乳酸菌作用较差，但总的抗菌作用较苯甲酸和山梨酸要强。

抗菌效果不受pH值变化的影响，在pH值为4~8的范围内抗菌效果均好。

对羟基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。

主要使用对羟基苯甲酸乙酯和丙酯。3、作用机理

抑制微生物细胞呼吸酶系与电子传递酶系的活性；

破坏细胞膜结构。

有淀粉存在时，该类防腐剂的抗菌力减弱。4、使用方法

先溶于氢氧化钠、乙酸、乙醇中，再分散到食品中。

2种或2种以上混合使用，效果更好。也可与苯甲酸合用。

ADI为0~10mg/kg。（五）其他化学防腐剂1、二氧化硫及亚硫酸盐类

焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾。（1）防腐性能属于酸性防腐剂，即只在酸性条件下有效。（2）主要效用物质

亚硫酸，即要转化为该物质才能发挥防腐作用。（3）防腐微生物类型

能抑制霉菌、细菌的生长。

（4）使用

一般作为葡萄酒、果酒的防腐剂。

最大用量0.25g/kg（以二氧化硫计）；

食品中二氧化硫残留量不得超过0.05g/kg。2、脱氢醋酸

又称脱氢乙酸，简称DHA，分子式为C8H8O4，分子量为168.15，是一种无色结晶或浅黄色粉末，难溶于水，溶于苯、乙醚、丙酮及热乙醇中。主要用途是低毒、高效、广谱抗菌剂。（1）防腐性能

属于酸性防腐剂，对中性食品基本无效。（2）防腐类群

抗细菌能力较强，而对霉菌、酵母尤强。（3）使用

用于干酪、奶油和人造奶油，用量为0.5g/kg以下；

腐乳、什锦酱菜、原汁橘浆，最大使用量0.3g/kg。3、双乙酸钠

又称双乙酸氢钠、二醋酸一钠，是醋酸和醋酸钠的复合化合物。

防腐性能：双乙酸钠主要靠分解的分子态乙酸起抗菌作用，其对细菌和霉菌有良好的抑制能力，具有高效防霉、防腐、保鲜等功效。

安全性：被联合国卫生组织公认为“O”毒性物质。

应用：主要用于粮食、食品的防霉、防腐、保鲜、调味和改善营养价值，此外还广泛用于烘烤食品、调味品、酱菜、雪菜、榨菜、肉食品、果汁饮料等加工食品之中，是目前替代山梨酸钾、苯钾酸钠、丙酸钙等防腐剂的理想产品。4、富马酸

具较强的缓冲能力，适宜维持水溶液的pH值在3.0左右，它是复配防腐剂主要成分之一。对酸性防腐剂具有重要意义。

使用：可用于面条、面包、凉拌菜、酸性食品中。5、富马酸二甲酯

是一种新型防霉保鲜剂。抗菌能力不受pH值的影响。能抑制霉菌和酵母菌。

特点：高效广谱、安全性高、价格低廉。其综合抗菌防腐性能优于目前常用的苯甲酸、山梨酸、丙酸及盐、脱氢醋酸等。

使用：目前未通过安全性评价，不直接加入食品中，制成防霉纸，在糕点、糖果、果蔬的防腐保鲜中使用。6、天然防腐剂（1）乳球菌肽

是一种多肽抗菌素类物质。

商品名为尼生素。

抑菌范围：

G+菌、芽孢菌和乳杆菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌、芽孢杆菌等。

特点：安全性高。

使用：干酪、奶油制品、罐头、高蛋白制品。

最大使用量为0.2~0.5g/kg。（2）纳他霉素

由一种链霉菌经生物技术精练而成的生物防腐剂，商品名霉克。为无气味、无味道的白色粉末。

抑菌作用：对真菌的抑制作用极强，抗真菌类产品。与常用防腐剂相比，pH范围更宽。

ADI值为0.3mg/kg体重，食物中纳他霉素的最大残留量10mg/kg。是一种高效、安全的新型生物防腐剂。

应用于干酪、糕点、酱卤肉制品、烤肉类、油炸肉类、西式火腿、发酵肉制品、果蔬汁。（3）壳聚糖

壳多糖、几丁质。属于黏多糖之一。

存在于甲壳类虾、蟹及某些甲壳昆虫的外壳和低等植物如菌、藻类的细胞壁中。

抑菌类型：大肠杆菌、荧光假单胞菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等。

使用：用于水果的防腐保鲜。（4）其它

还有溶菌酶、香辛料提取物，如大蒜素。四、防腐剂的合理使用及注意事项1、正确选用防腐剂

防腐剂的理化特性、风味是否与食品相容；

防腐剂的抑菌类群。不同食品染菌情况不同，选用的防腐剂也不同。2、注意防腐剂有效的pH值范围

酸性防腐剂的抑菌效果受食品pH值的影响较大。

pH值越低，防腐效果越好。3、防腐剂的溶解和分散

充分溶解并均匀分散于整个食品中，才能达到较好的防腐效果。

溶解时溶剂的选择要注意：

能有酒味的食品，不能用乙醇作溶剂；

有的食品不能过酸，就不能用太多的酸溶解。4、食品的热处理

一般情况下加热可增强防腐剂的防腐效果。加热后添加防腐剂可使之防腐效果大增；

加热前添加防腐剂，可缩短加热时间。5、防腐剂并用、交替使用

某些情况下几种防腐剂并用，具有协同作用，比单独使用更有效。交替使用是为了防止抗药性。6、减少食品原料染菌的机会

防腐剂主要起抑菌作用，杀菌作用很小。若食品已染菌过多，添加防腐剂