食品工艺学导论-食品防腐剂

第二篇

食品添加剂的应用

第二篇食品添加剂的应用第一节食品防腐剂AntimicrobialPreservations

是指能够防止食品由微生物所引起的腐败变质，延长食品保藏期的一类食品添加剂。食品防腐剂食品保存剂一、食品防腐剂的作用机理

微生物的作用食品腐败变质最主要因素防腐剂微生物作用①

破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性，使微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外，导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。防腐剂对微生物的作用

②防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰辅酶A缩合酶、脱氢酶、电子转递酶系等。防腐剂对微生物的作用

③防腐剂作用于微生物蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其它的生理作用不能进行等。防腐剂对微生物的作用另外还有人认为：防腐剂可以干扰微生物细胞的遗传机制，某些防腐剂能与微生物细胞染色体上的碱基发生交联、置换等反应，从而干扰微生物细胞的正常生长。二、食品防腐剂的种类食品防腐剂食品杀菌剂食品抑菌剂广义狭义很少直接添加到食品中

食品防腐剂的种类食品防腐剂有机化学防腐剂生物化学防腐剂无机化学防腐剂苯甲酸苯甲酸钠山梨酸山梨酸钾对羟基苯甲酸酯类丙酸盐类二氧化硫焦亚硫酸钾焦亚硫酸钠等亚硫酸类，亚硝酸类乳酸链球菌素（Nisin）溶菌酶三、常用的食品防腐剂

（一）苯甲酸及其盐

1.苯甲酸（BenzoicAcid）俗称安息香酸，分子结构式为：

苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，干扰了微生物细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收。进入细胞体内能抑制细胞的呼吸酶系的活性，对乙酰辅酶A缩合反应有很强的阻止作用，从而起到食品防腐作用。苯甲酸防腐机理

大鼠经口LD50为2530mg/kg体重。

FAO/WHO(1994)规定：ADI为0～5mg/kg体重（以苯甲酸计）。用C14示踪证明，苯甲酸在人体内不产生蓄积，大多数在9-15h内与甘氨酸结合成马尿酸（苯甲酰甘氨酸），通过尿排出体外。苯甲酸毒性2.苯甲酸钠（SodiumBenzoate）

苯甲酸钠亦称安息香酸钠，分子结构式为：

苯甲酸钠为结晶性粉末或白色颗粒或片状，无臭或略带安息香气味，有甜涩味。在空气中稳定，露置空气中可吸潮。极易溶于水，53.0g/100mL(25℃)其水溶液的pH值为8。溶于乙醇，1.4g/100mL(25℃)。苯甲酸钠性状与性能苯甲酸与食用级小苏打反应制成苯甲酸钠：

苯甲酸钠苯甲酸及苯甲酸钠的溶解度溶剂温度（℃）苯甲酸（g/100ml溶剂）苯甲酸钠（g/100ml溶剂）水250.3450水500.9554水956.876.3乙醇2546.11.3

ADI为0～5mg/kg体重（FAO/WHO,1985）。大鼠经口LD50为2.7g/kg体重。在食品中使用苯甲酸钠时，可以与苯甲酸混合使用，也可以单独使用。在使用中，1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸。按GB2760-1996规定，苯甲酸钠和苯甲酸同时使用时，以苯甲酸计不得超过最大使用量。苯甲酸钠毒性苯甲酸、苯甲酸钠的使用范围与最大用量使用范围最大用量（g/kg）酱油、醋、果汁类、果酱类、果子露、罐头1．0葡萄酒、果子酒，琼脂软糖0．8汽酒、汽水0．2果子汽酒0．4低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露0．5浓缩果汁不得超过2g/kg(二)山梨酸及其盐

1.山梨酸（SorbicAcid）

山梨酸为2，4-己二烯酸，亦称花楸酸，结构式为：

为无色或白色晶体粉末，无臭或微带刺激性臭味，耐光、耐热性能好。微溶于水（溶解度0.16g/100ml）,溶于多种有机溶剂，乙醇中溶解度10g/100ml；花生油中0.9g/100ml；甘油中0.3g/100ml等。沸点228℃（分解），熔点132-135℃，在140℃下加热3h无明显变化，长期露置则会被氧化而变色。

山梨酸

性质

山梨酸是使用最多的防腐剂，大多数国家都使用。1945年美国Gooding发现山梨酸具有良好的防霉性能，山梨酸对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育起抑制作用，而对嫌气性细菌几乎无效。

山梨酸防腐性能

大鼠经口LD50为10.5mg/kg体重。

ADI为0～25mg/kg体重（FAO/WHO,1985）

山梨酸是一种经过最充分的毒性试验的防腐剂之一。山梨酸在体内极易氧化分解而排出体外。毒性山梨酸

山梨酸可用于绿色食品加工和保藏，是目前被认为最安全的食品防腐剂之一。山梨酸应避光、密闭保存。在需要加热的产品中使用山梨酸时，为防止山梨酸受热挥发，最好在加热过程的后期添加。山梨酸2.山梨酸钾（PotassiumSorbate）

山梨酸钾，分子结构式为：

山梨酸钾及山梨酸钠等盐是由山梨酸与相应的碱或碳酸盐水溶液反应制备，经精制而成，其操作过程与苯甲酸钠的制备类似。

为结晶性粉末或无色至浅黄色鳞片，无臭或稍有臭味。露置空气中能吸湿和被氧化而着色。1g山梨酸钾约溶于1.7ml水，16.1ml95％乙醇和1000ml乙醚中。因此具有良好的水溶性，在山梨酸盐系列中应用最广泛。山梨酸盐在酸性食品中有效形式山梨酸起抑菌作用。山梨酸钾

性质山梨酸及山梨酸钾的溶解度（g/100ml）

溶剂温度（℃）山梨酸山梨酸钾水200.1667.6水1003.8乙醇（95%）2014.86.2丙二醇205.55.8乙醚206.20.1植物油200.52～0.95

大鼠经口LD50为4920mg/kg体重。ADI为0～25mg/kg体重（以山梨酸计，FAO/WHO,1994）。山梨酸钾在贮存时应注意遮光、防湿，包装完整，不破不漏，严禁毒物污染。山梨酸钾毒性山梨酸山梨酸钾的使用范围与使用量使用范围最大用量(g/kg)酱油、醋、果酱类、人造奶油、琼脂奶糖、鱼干制品、豆乳饮料、豆制素食品、糕点馅1.0低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露、罐头0.5果汁类、果子露、葡萄酒、果酒0.6汽酒、汽水0.2浓缩果汁不得超过2（三）丙酸盐

1.丙酸钠（Sodiumpropionate）

分子式CH3CH2COONa

丙酸钠为无色或白色结晶颗粒或结晶性粉末。无臭或稍有特意臭味。溶于水，在25℃和100℃水中的溶解度分别为100％和150％，在95％乙醇中的溶解度4.4％（13℃），有吸湿性。

10％的丙酸钠水溶液pH值为8～10.5。对光稳定性好。

丙酸是一元羧酸，它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。丙酸钠对防霉菌有良好的效能，而对细菌抑制作用较小，如对枯草杆菌、八叠球菌、变形杆菌等杆菌只能延迟它们发育5日，对酵母菌无作用。防腐性能丙酸

大鼠经口服LD50为6300mg/kg体重。小鼠经口LD50为5.1g/kg体重（丙酸及其钠、钾、钙盐之和，以丙酸计）。

丙酸钠毒性2.丙酸钙（CalciumPropionate）

分子式：(CH3CH2COO)2CaO·1H2O

为白色的结晶颗粒或粉末。无臭或稍有特意臭味。可制成一水物或三水物，为无色单斜晶系片状结晶。水中的溶解度为39.86％，不溶于乙醇、乙醚。10％的水溶液PH值7.4。

大鼠经口LD50为5.16mg/kg体重，小鼠经口服LD50为3340mg/kg体重，ADI为0～10mg/kg体重。其余参照丙酸钠。

丙酸钙毒性（四）对羟基苯甲酸酯类

对羟基苯甲酸酯类能在较宽pH值范围内对各种霉菌，酵母菌具有抑制作用。一般来说，构成对羟基苯甲酸酯的醇的碳原子数越多，抗菌作用越强；而毒性相反，醇的碳原子数越少，毒性越大。不过总体相比毒性较苯甲酸要小得多，且在代谢过程中几乎从肾脏全部排出，而且没有刺激性。1.对羟基苯甲酸乙酯(Ethyl-p-hydroxybenzoate)

亦称尼泊金乙酯，分子式C9H10O3。

为无色的小结晶体和结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，对热和光均稳定，不宜吸湿，熔点为116～118℃。易溶于乙醇，而微溶于水，能溶于丙二醇，室温下稍溶于花生油（1g/kg）。性状与性能

对霉菌、酵母有较强的抑制作用；对细菌，特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌的抑制作用较弱。其抗菌作用较苯甲酸和山梨酸强。防腐性能2.对羟基苯甲酸丙酯

Propyl-p-hydroxybenzoate

俗名尼伯金丙酯，分子式C10H12O3

为无色细小结晶或结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，其熔点为95～98℃。微溶于水（0.04g/100ml,25℃）,易溶于乙醇（95g/100ml,25℃），能溶于丙二醇（26g/100ml）、乙醚（1g/3ml）。性状与性能苹果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐渗压酵母3.对羟基苯甲酸丁酯（Butyl-p-hydroxybenzoate）

俗名尼泊金丁酯，分子式C11H14O3。

抗菌能力大于对羟基苯甲酸丙酯和乙酯对酵母和霉菌有强抑制作用在中性条件下能充分发挥防腐作用（五）乳酸链球菌素（Nisin）

羊毛硫氨酸、β-甲基羊毛硫氨酸脱氢丙氨酸、β-甲基脱氢丙氨酸乳链菌肽乳酸链球菌多肽类抗生素34个氨基酸残基

为白色或略带黄色的结晶粉末或颗粒，略带咸味，不溶于非极性溶液。在水中的溶解度随pH的下降而提高，即pH值大于7.0时溶解度约为0，pH值在5.0时溶解度为4g/100ml，pH在2.5时溶解度为12g/100ml。

性状与性能

对许多革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌以及利斯特氏菌等多种腐败菌和食物病原菌有强烈的抑制作用。防腐性能它作为阳离子表面活性剂影响细菌孢膜和抑制革兰氏阳性菌的孢壁质的合成，但在一般情况下它不能杀死细菌孢子。抑菌机理（六）其它天然防腐剂等电点10.7～11.0作用适宜的温度为45～50℃胞壁质酶N-乙酰细胞质聚糖水解酶1．溶菌酶（Lysozme）129个氨基酸

碱性蛋白质2、壳聚糖（Chitin）

壳聚糖为含氮多糖类物质，也称壳多糖，为聚乙酰氨基葡糖，又称几丁质，分子量770.73