山梨酸钾的论文

山梨酸钾的防腐功能摘要：各式各样的食品，药品，化妆品等竞相出现，且在我们生活中充当总要角色，防腐已成为非常关键的一步。山梨酸钾作为目前世界上安全性最高、毒副作用最小的防腐剂，具有非常广泛的应用，与我们的日常生活密不可分。本文主要就山梨酸钾的特性、制备方法、优点及不足、应用、发展状况及前景作介绍。关键字：山梨酸钾、防腐、抑菌效果目前，市面上摆放着的各式各样的食品、药品等玲琅满目，但是这些物品大都很适合于微生物的生长，而微生物的生长是最终导致食品腐败变质的根本原因。为了使这些食品保鲜而不变质，必须向其中加入一种物质一一防腐剂。防腐剂种类繁多，山梨酸钾作为常用防腐剂的一种，因其价格低廉，毒副作用小，且抑菌作用好而备受亲睐，被广泛使用。1山梨酸钾的概述1.1山梨酸钾简介英文名：Potassiumsorbate别名：2,4-Hexadienoicacidpotassiumsalt学名：己二烯-(2,4)-酸钾；2,4-己二烯酸钾0分子结构：八8/0*%分子式：C6H7KO2结构简式CHCH=CHCH=CHCOOK3俗称：防腐剂1.2防腐的原理由于分子结构中羧基的a、B位和Y、6位有两个双键，这两个双键产生共轭作用，使远离羧基的双键易发生氧化作用，且分子中的两个双键易与其它游离基结合，它与食品中的微生物酶系统中的巯基结合，可破坏酶系，达到抑制微生物繁殖及防腐的目的［1］。1.3山梨酸钾的基本性质1.3.1物理性质山梨酸钾为白色至浅黄色鳞片状结晶、晶体颗粒或晶体粉末，无臭或微有臭味，长期暴露在空气中易吸潮、被氧化分解而变色。山梨酸钾易溶于水，67.6g/100ml（20°C）；5%食盐水，47.5g/100ml（室温）；25%糖水，51g/100ml（室温）。溶于丙二醇，5.8g/100ml；乙醇，0.3g/100ml。1%山梨酸钾水溶液的pH7〜8。1.3.2化学性质可燃，可排出含氧化钾辛辣刺激烟雾。有很强的抑制腐败菌和霉菌作用，并因毒性远比其他防腐剂为低，故已成为世界上最主要的防腐剂。在酸性条件下能充分发挥防腐作用，中性时作用甚低。1.3.3稳定性山梨酸（钾）在密封状态下稳定，暴露在潮湿的空气中易吸水，氧化而变色。山梨酸钾对热稳定性较好，分解温度高达270C。2山梨酸钾的制备2.1制备山梨酸山梨酸可由山梨醛氧化法、丙酮与巴豆醛缩合法以及丙二酸与巴豆醛缩合法制得，但由于生产成本高，目前较有影响的是乙烯酮法。另外丁二烯路线因条件温和，成本低而具有很好的开发前景。2.1.1乙烯酮巴豆醛法乙烯酮巴豆醛法技术先进、收率高，是工业化生产较普遍使用的方法。在催化剂作用下，巴豆醛和乙烯酮经加成反应生成聚己烯-4,5-B-内酯，聚己烯-4,5-B-内酯通过水解生成2,4-己二烯酸。水解可以是碱性水解，也可以是酸性水解，或是热解，碱性水解后还需酸析，才能得到山梨酸，热解可以直接生成山梨酸，但在150C〜300C高温下容易产生副产物。成本较低的是酸性水解，一般采用浓盐酸或硫酸水解。山梨酸的精制有蒸馏法和重结晶法。最常用的重结晶溶剂是水，也有采用醋酸的。乙烯酮常温下为气体，纯品极不稳定，易聚合，属于剧毒类化合物。而丁烯醛可燃、有窒息性刺激气味、有催泪性。两者均为中间体，价格高且毒性很大，生产工艺对设备和操作要求高，产品成本也很可观。2.1.2丁二烯、乙酸路线丁二烯、乙酸在醋酐、Mn3+存在下，在140°C发生氧化加成反应，生成乙酰氧基己酸和Mn』Mn2+可以由电解氧化再生产Mn3+,乙酰氧基己烯酸则和无机酸作用，在100C水解生成山梨酸。由于此路线中使用的原料均为基本化工原料，来源丰富、价格低廉、毒性很低，加之无三废污染，因此是一种有前途的生产路线。2.2制备山梨酸钾山梨酸钾可由山梨酸与氢氧化钾或碳酸钾中和而成：CH3CH二CHCH二CHCOOH+KOH一CHfH二CHCH二CHCOOK+H2O［2］。3山梨酸钾的优点及局限性3.1安全性高山梨酸起初是在一种生长在山上名叫Sorbusaucuparial的草莓中被发现，故此命名。山梨酸又名花椒酸，天然存在于花椒树籽中［1］。按照GB15193.1-21《食品安全性毒理学评价程序》的方法对山梨酸钾的毒性级别、遗传毒性等进行安全性评价。结果山梨酸钾对小鼠急性毒性实验LD50=1300mg/kg，属低毒级;通过骨髓细胞微核试验、小鼠精子畸形试验、传统致畸试验，发现山梨酸钾无遗传毒性；30d喂养试验对动物体重、血液常规及血清ALT、BUN、GLU、TC、TG均未有明显毒性作用（P>0.05）。结论山梨酸钾是一种安全、相对无毒的食品添加剂，可用于各类食品及饮料中⑶。3.2抑菌效果好由于各种食品防腐剂的抗菌特性和理化性质不同，其防腐的效果也不一样。虽然苯甲酸钠和山梨酸钾因价格低廉，又具广谱的抑菌效果，而成为食品、药品、化妆品，特别是食品行业的首选防腐剂。苯甲酸钠的毒副作用较大，是山梨酸及其钾盐的5倍，而抑制效果仅是山梨酸钾15〜110⑷。3.3生产技术简单生产路线所用原料为化工基本原料，来源充足，价格便宜，且反应比较容易进行，副反应少，收率高，易于工业化。该工艺国内技术日臻完善，国外技术十分先进，所以不需任何探索即可上马。3.5局限性因为细菌的种类繁多，一种防腐剂不可能杀灭所有种类细菌，作为广受好评的山梨酸钾也有自己的局限性，如：山梨酸钾在低浓度下（W0.2g/L）有促进大肠杆菌生长的迹象，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果也不具有统计学意义⑸。4山梨酸钾的应用与抑菌效果提高山梨酸（钾）是迄今为止国际公认的最好的防腐剂。在食品工业中可用于肉、鱼、蛋、禽类制品，也可用于酱油、食醋、果酱类、氢化植物油、软糖、鱼干制品、即食豆制品、糕点馅、面包、蛋糕、月饼、即食海蜇和乳酸菌饮料、低盐酱菜、酱类、蜜饯、果汁（味）型饮料和果冻、葡萄酒和果酒、果蔬类保鲜和碳酸饮料等。此外，在化妆品、医药和饲料方面也有应用。但是，任何事物都有它的负面影响，最好的防腐剂并不代表我们可以毫无节制的使用。所以，为了人类的身体健康，在山梨酸钾的使用中，其用量有明文规定。表1：GB2760-2011食品添加剂使用标准*山梨酸（钾）在食品中最大使用量序应用范围（食品名称/分类）最大使用量（g/kg）1熟肉制品、预制水产品（半成品）0.0752葡萄酒0.023配制酒0.44风味水、冰棍类，经表面处理的鲜水果，蜜饯凉果，经表面处理的新鲜蔬菜，腌渍的蔬菜，加工食用菌类和藻类，酱及酱制品，饮料类（14.01包装饮用水类除外），果冻，胶原蛋白糖衣0.55酒果0.66干酪，氢化植物油，人造黄油及其类似制品（如黄油和人造黄油混合品），果酱，淹渍的蔬菜（仅限即食笋干）豆干再制品，新型豆制品（大豆蛋白膨化食品、大豆素肉等），除胶基糖果以外的其他糖果，面包‘糕点，焙烤食品馅料及表面挂浆，烘干、焙干、压干等水产品，其他水产品及其制品（仅限即食海蜇），调味糖浆，醋，酱油，复合调味料，乳酸菌饮料1.07胶基糖果，其他杂粮制品（仅限杂粮灌肠制品），方便面制品（仅限米面灌肠制品），肉灌肠类，蛋制品（改变其物理性状）1.58食品工业用浓缩果蔬汁（浆）2.0注：表中的最大使用量均以山梨酸计，山梨酸换算成山梨酸钾的比例为1：1.33当然，不同的浓度的菌类有不同的抑制效果，在使用中需根据要求使用不同浓度的山梨酸钾。不同浓度的山梨酸钾对不同菌株的抑菌试验结果表明，革兰氏阳性短芽孢杆菌、革兰氏阴性短杆菌对各个浓度的山梨酸钾都敏感，但当山梨酸钾浓度在0.25%。时抑制作用变低。革兰氏阳性球菌在菌量较少，山梨酸钾浓度较高时，可以被抑制，当菌量增多，山梨酸钾浓度降低时，抑制作用降低。肠杆菌和革兰氏阴性螺旋菌对山梨酸钾不敏感⑹。所以，针对不同的菌种，要对症下药，以达到最佳效果。为了增强其防腐效果，可以通过适当方法对其进行改进，如：微乳化法扩大山梨酸的水溶性：发现采用HLB值（亲水亲油平衡值）为16.7的复合乳化剂、均质速度15000r/min、乳化温度为40°C，所制备的水溶性山梨酸的含量为18.2%，且制备的水溶性山梨酸对受试菌的抑菌能力是山梨酸钾的10倍。另外：将山梨酸及钾盐添加到可食性膜和涂膜保鲜中的应用在近年来也越来越广泛；与不同物质复配后可以得到不同的抑菌效果，可以根据需要来选择配方也更加体现了山梨酸及钾盐的优势［7］。5前景展望在当今社会，随着居民生活和消费水平的提高，人们对食品安全越来越重视，对健康的要求越来越高，其产品也越来越向“绿色”和“天然”等方向转变，因此发展功效好、毒性低、安全性高的防腐剂成为人们的迫切需求，这就决定了由山梨酸钾作为毒副性最低、接近天然的防腐剂必然会有大的发展趋势。目前，有些国家已禁用或限用苯甲酸等毒副作用强的防腐剂，主要使用低毒的山梨酸（钾）。在我国，早在1996年我国颁布的GB2760-1995中已明确规定，山梨酸（钾）可应用于肉、鱼、蛋、禽类制品（0.075g/kg）,用于葡萄酒、果酒（0.6g/kg）,用于酱油、食醋、乳酸菌饮料（1.0g/kg）。乳制品是目前我国山梨酸的主要消耗领域，尤其是用在乳酸饮料的生产中。2002年卫生部又将山梨酸钾在肉灌肠中的最大使用量扩大到1.5g/kg,山梨酸及其钾盐成为抑制肉制品细菌性腐败最常用的防腐剂。2005年我国山梨酸市场潜在需求量已达1.5〜2万吨。2007年GB2760-2007中对山梨酸钾的使用范围又进一步放宽，使其适用于人造奶油及方便米面制品中⑷。2011年颁布的GB2760-2011，又上表可以看到允许使用量及适用范围有一部放宽。这可以从一个方面反映出，山梨酸钾的发展速度之快。据统计，我国从在1998年进口山梨酸3800吨，1999年6500吨，2000年达6900吨的增长情况分析，我国内化工市场用户消耗山梨酸逐年在增多。而近几年，我国的山梨酸钾生产量不仅满足国内需求，而且已销往国外，特别是在西欧、巴西、沙特、法国、韩国、东南亚各国。目前，研究表明，山梨酸(钾)在使用时可以用直接添加，喷洒，浸渍，干粉喷雾，在包装材料上处理等多种灵活使用的方式。从发展趋势看，由于山梨酸(钾)其等同天然物的特性，其应用范围和使用量还将不断扩大。可见，山梨酸钾凭借其独特的优势，在今后的几年里，在生产方面及出口方面将会有更大的发展。当然，这还需要我们与时俱进，不断的开发新技术，去克服他在使用过程中的局限性。结论：山梨酸钾具有良好的防腐性，防霉效果良好、不改变食品特性、对人体毒副作用小、应用范围宽广、使用方便等。且山梨酸钾的生产过程相对来说比较简单，不繁琐。当然山梨酸及钾盐的抗菌效果因为其本身的特点有一定的局限性，可以采用微乳化法改良山梨酸等方法进行改进。而且，就现在的局势看，山梨酸钾还有更大的上升空间。未来，在我们的日常生活中，我们会更加经常的见到山梨酸钾的身影。参考文献：王国军.山梨酸(钾)的性能及其应用[J].中国食品(ChinaFood),2011,11:56—58盛丽，苏碧泉.新型食品防腐剂山梨酸[J].化学教育(JournalofChemicalEducation),2004,07:8—10曾婷，谢逸欣，马丽.山梨酸钾的毒理学评价[J].海南医学(HainanMedicalJournal),2012,19:80—87肖燕清，白卫东，钱敏.我国食品防腐剂的发展现状及对