课件：第二章防腐剂和杀菌剂授课.pptVIP

第二章 防腐剂与杀菌剂,第一节 防腐剂,一、微生物与食品的腐败变质,1、食品中常见的微生物,在生物界存在着一群体形微小的生物，叫做微生物。微生物一般包括细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、立克次氏体，支原体和病毒等。食品中存在的微生物主要有细菌、酵母菌和霉菌。,（1）细菌：,细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核等。有些细菌还有荚膜、鞭毛和芽孢等特殊结构。,细菌,（2）酵母菌：,酵母菌由单细胞组成，不能运动。酵母细胞有一定的形状。基本形状有圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形、香肠形等。某些菌种在特殊条件下，生成的菌体相互连接并延长。形状与霉菌菌丝相似，称为假菌丝。酵母菌的细胞的大小是810微米15微米。,酵母菌,（3）霉菌：,霉菌不是分类学上的名词。霉菌是真菌的一部分。凡是生长在培养基上而长成绒毛状或棉絮状菌丝体的穴菌，统称为霉菌。,2、微生物的营养物质及其作用,（1）水,（2）碳源 （二氧化碳、糖类、有机酸）,（3）氮源（氮气、氨、硝酸钾、硫酸铵、蛋白质、氨基酸）,（4）矿质元素,3、微生物的物质代谢及其产物,微生物在进行物质的吸收和排出、分解和合成并包括放能与吸能等一系列复杂的新陈代谢过程中，会引起微生物机体内外物质的变化，这种物质的变化，就称为物质代谢。不同种类的微生物因营养特性和营养类型不同，所以所引起的物质代谢过程以及代谢的产物也各有差别。,（5）生长因素（微生素）,（1）微生物的物质代谢, 碳水化合物的代谢（乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸，酵母菌 将葡萄糖转化为乙醇、醋酸菌将乙醇转化为醋酸）, 蛋白质的代谢,蛋白质在有氧环境下被微生物分解的过程，称为腐化，这时的蛋白质被完全氧化，成为最简单的化合物如二氧化碳、氢、氨、甲烷等。,蛋白质在缺氧的环境中被微生物分解，称为腐败，这时的蛋白质分解不完全，分解产物多数为中间产物，如氨基酸、有机酸等。, 脂肪的代谢（脂肪酸、甘油）,（2）微生物的代谢产物, 抗菌素,某些微生物在代谢过程中，可以产生具有抑制或杀死它种微生物作用的一种物质，这种物质称为抗菌素。,如灰色放线菌产生链霉素，金色放线菌产生金霉素等。霉菌中也有多种菌种能产生抗菌素，如点青霉和产黄青霉产生青霉素；, 毒素,有些微生物在代谢过程中，能产生某些对人或动物有毒害的物质，称为毒素。,外毒素是由细菌菌体内向菌体外分泌出来的一种有毒物质，毒力较强。 比如肉毒杆菌分泌的肉毒毒素、金黄色葡萄球菌分泌的溶血毒素。,内毒素是存在于细菌菌体内，不分泌到菌体外，只能在菌体裂解时，毒素才被释放出来。比如沙门氏菌和痢疾杆菌产生的内毒素、黄曲酶产生的黄曲酶毒素。, 色素,水溶性色素，如绿脓菌色素，蓝乳菌色素，萤光菌的萤光素等。,脂溶性色素，是指能溶于高浓度酒精或其它脂肪溶媒而不溶于水的脂色素，如八叠球菌的黄色素，灵杆菌的红色素，好食链孢霉的橙黄色以至橙色色素，红曲霉的红色素等。, 维生素,小米、麦麸在阿氏假囊酵母的作用下，发酵2个礼拜，即制的核黄素粗制品，每克含核黄素2-5毫克。,4、食品变质与微生物,（1）食品的变质,食品中蛋白质被微生物分解造成败坏，称为腐败；,食品中碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏，称为酸败。,食品在化学性质或物理性质上发生了改变，就称为食品的变质。,（2）微生物引起的罐藏食品变质（产生 CO2、N2、NO2、H2S、酸）,（3）微生物引起的肉类变质（发粘、变色、霉斑、气味改变）,（4）微生物引起的鱼类变质（产生粪臭、硫化氢臭）,（5）微生物引起的鲜蛋变质 （产生粪臭、硫化氢臭）,（6）微生物引起的果蔬变质（深色斑点、松软、凹陷、发粘、酸味）,（7）微生物引起的果汁变质 （混浊、酒味、变酸）,5、食品被微生物污染后对人体的危害,（1）致病微生物（致病菌）,自然界有许多微生物存在，其中有少数微生物对人类、动物或植物有病害作用，这类微生物就称为病原微生物，也可称它为致病微生物，或简称病原菌或致病菌，如沙门氏菌、葡萄球菌。,致病微生物主要包括细菌和病毒，最为常见的是细菌。,（2）细菌性食物中毒,食物中毒是指人体因吃了含有微生物或微生物毒素的食物，或者吃了含有有毒化学物质的食物而引起的中毒。,细菌性食物中毒可以分为感染型食物中毒和毒素型食物中毒。,致病细菌污染食物后，会在食物中大量繁殖，这种含有大量活菌的食物被摄入人体，会引起人体消化道的感染而造成的中毒，即称为感染型食物中毒，食物中污染了某些细菌以后，在适宜的条件下，这些细菌在食物中繁殖和产生毒素，这种食物被人吃了以后而引起中毒，即称为毒素型食物中毒。, 沙门氏菌食物中毒,沙门氏菌食物中毒是属于感染型食物中毒，其主要临床症状，为急性胃肠炎症状，如呕吐、腹痛、腹泻。,引起沙门氏菌食物中毒的常见食品有：鱼、肉、禽、蛋和乳等食品，其中尤以肉类占多数。, 葡萄球菌食物中毒,金黄色葡萄球菌引起的食物中毒，是毒素型食物中毒，其主要症状是急性胃肠炎症状。如恶心，多次呕吐、腹泻、腹痛。,适宜于葡萄球菌繁殖和产生肠毒素的食品，主要为乳及乳制品，腌制肉、鸡，蛋和含有淀粉的食品等。, 肉毒杆菌食物中毒,肉毒杆菌食物中毒，是毒素型食物中毒。肉毒杆菌中毒的症状，主要是神经系统症状。,出现的症状：最初为恶心、呕吐，类似胃肠病，跟着神经麻痹，即视力减退、眼睑下垂、瞳孔放大复视、吞肌麻痹而感吞下困难、言语障碍，更进一步发生腹胀，便秘、尿闭、流涎、口渴。严重者因呼吸麻痹而死亡，死亡者大多在发病后三至七天内发生。,世界各国所引起肉毒杆菌中毒的食品，包括蔬菜、鱼类、肉类、豆类、乳类等含有蛋白质多的食品。我国引起肉毒杆菌中毒的食品，多数为居民自制的发酵豆制品，如臭豆腐、豆酱、面酱、豆豉等、少数是因吃熟的猪肉和猪肝所引起的。, 魏氏杆菌食物中毒,魏氏杆菌A型引起食物中毒的临床症状出现为急性胃肠炎，有腹痛、腹泻(水样便或带粘液及血液的大便)，伴有发热和恶心。, 病原性大肠杆菌食物中毒,病原性大肠杆菌引起的食物中毒的主要症状是急性胃肠炎，一般较沙门氏菌引起的症状为轻。发病的症状有呕吐、腹泻、大便呈水样便、软便或粘液便，重症有血便。, 粪链球菌食物中毒,本菌引起食物中毒的症状，主要是急性腹痛和腹泻、少有恶心和呕吐，症状一般较轻。, 蜡状芽孢杆菌食物中毒,蜡状芽孢杆菌为需氧菌，芽孢呈椭圆形，位于偏极端。,本菌引起食物中毒的主要症状为：恶心、呕吐、腹泻。,引起中毒的食品有谷类食物(如米饭、玉米筹)，蔬菜、土豆、肉类制品等。, 变形杆菌食物中毒,临床症状主要是恶心、呕吐、腹痛、腹泻、头痛、发热、乏力等。,（4）真菌性食物中毒,真菌的毒素（Mycotoxln)是真菌的代谢产物，当随着食物进入人体后，就可以产生各种中毒症状。这种病害，即称为真菌性食物中毒。真菌毒素主要是一些属于碳水化合物性质的食品原料，如一些粮食原料，经过有毒真菌的繁殖而产生的。, 麦角中毒,麦角菌(Claviveps purpurea)是一种植物病原菌，一般寄生在麦类，尤其是寄生在黑麦和禾本科牧草的子房内。,麦角中含有多种生物碱，比如麦角毒、麦角胺和麦角新碱等。麦角混入粮食，随食物进入消化道后，就会引起呕吐、腹痛、腹泻以及头痛、头晕、耳鸣、乏力等中毒症状。重症者，知觉异常、四肢发抖、痉挛甚至死亡。孕妇可引起流产。, 黄变米中毒,桔青霉(Pencitrinum)，可引起米粒黄变，黄变的米曾称为泰国黄变米。从动物试验证明，有毒物质主要有桔霉素，对肾脏有毒害作用。, 赤霉病麦中毒,引起麦类赤霉病的病原菌是几种镰刀霉，其中主要的是玉米赤霉(Gibberellazeae)。它们除在大麦、小麦和元麦上均能发生病变外，在玉米、甜菜叶、稻杆、蚕豆及山芋上也能生长。,赤霉病麦能引起人、猴、猪、马、狗等动物急性中毒，人食后一般经30分钟到1小时即有头昏、腹胀，呕吐、手足发麻、颜面潮红和酒醉样等症状出现。,玉米赤霉病, 黄曲霉毒素中毒,2019/8/5,31,可编辑,黄曲霉毒素对某些动物有明显的毒性作用与致癌作用，毒害的器官主要是旰脏。,米、大麦、元麦、花生、山芋干、玉米、高梁、棉籽、豆类等都是黄曲霉产生毒素的良好基质。玉米和花生是很容易污染黄曲霉毒素的食品，它们含有黄曲霉毒素的量常比其它食品的含量要高，尤以玉米更为突出。,黄曲霉毒素具有耐热的特点，即使在200的高温加热，还不能使它的毒性破坏。因此，食品被黄曲霉毒素污染后，虽然在食用前经过加热处理，但毒素依然存在。,二、防腐剂的概念及其分类,1、什么叫防腐剂,防腐剂是指能够抑制微生物增殖，防止食品腐败变质的一类食品添加剂。比如苯甲酸、山梨酸、对羟基苯甲酸乙酯等。,2、防腐剂的分类,（1）酸性防腐剂,（2）酯型防腐剂,（3）酯型防腐剂,三、一些重要防腐剂,1、苯甲酸,（1）别名：安息香酸,（4）分子量：122.12,（5）基本性质,有光泽的、白色的单斜晶薄片状或斜针状结晶。熔点121123，沸点249.2，相对密度1.2659。质轻无臭，带有丝光，略带苯甲醛的气味。在热空气中微有挥发性，在约100时开始升华。本品性质稳定，微溶于冷水，在热水中溶解度增大，水溶液呈酸性。易溶于无水乙醇、甲醇、乙醚和丙酮等有机溶剂。,（2）英文名称：Benzoic Acid,（3）分子结构式,（6）质量指标：,GB 190194（强制性国家标准）,（7）抗菌作用,苯甲酸有杀菌和抑菌作用。其效力随酸度增强而增加，在碱性环境中失去抗菌作用。苯甲酸为脂溶性有机酸，未解离的分子脂水分配系数大，更容易透过微生物的细胞杀死微生物。其未解离的分子在酸性溶液中的抗菌活性比在中性溶液中的大100倍。,（9）使用,苯甲酸在常温下难溶于水，使用时先溶于少量热水或乙醇，然后加入到食品中。苯甲酸作食品防腐剂，其使用范围和最大使用量见国家标准：GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准。,（8）毒性,半数致死量： 狗经口 LD50：2000mg/kg 大白鼠经口 LD50：2.74.44g/kg 最大无作用量： 大白鼠 MNL：200mg/kg 成人日允许摄入量： ADI： 05mgkg,2、苯甲酸钠,3、山梨酸,（1）别名：2.4-己二烯酸，亦称花楸酸,（2）英文名称：Sorbic Acid,（3）分子结构式:,（4）分子量： 112.13,（5）基本性质 ：,山梨酸为无色针状结晶或白色晶体粉末，无臭或微带刺激性臭味，熔点133135，沸点228（分解），耐光、耐热性好，在140下加热3h无变化，长期暴露在空气中则被氧化而变色。山梨酸微溶于水，在水中的溶解度为0.16g100ml（20）；溶于乙醇，在乙醇中的溶解度为10g100ml；,（6）质量指标：,GB 190580（强制性国家标准）,（7）抗菌作用,山梨酸是使用最多的防腐剂，它对霉菌、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。山梨酸为酸型防腐剂，适用于pH值在5.5以下的食品防腐。,（9）使用,山梨酸作食品防腐剂，其使用范围和最大使用量见国家标准：GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准,（8）毒性,半数致死量： 大白鼠经口 LD50：10.5g/kg 最大无作用量： 大白鼠 MNL：2500mg/kg 成人日允许摄入量： ADI： 025mgkg 山梨酸的毒性比苯甲酸小，许多国家已逐渐用山梨酸取代苯甲酸作食品防腐添加剂。,4、山梨酸钾,5、丙酸钙,6、丙酸钠,CH3CH2COONa,7、对羟基苯甲酸乙酯,（1）别名：尼泊金乙酯,（2）英文名称：Ethyl-p-Hydroxy Benzoate,（3）分子结构式：,（4）分子量：166.18,（5）基本性质 ：,对羟基苯甲酸乙酯为无色细小结晶或白色晶体粉末，几乎无味，稍有涩味，耐光和热，微溶于水，在水中的溶解度为011g100g（25）。它易溶于乙醇，在乙醇中的溶解度为70g100g（25）；,（7）抗菌作用,对羟基苯甲酸乙酯对霉菌、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。 对羟基苯甲酸乙酯的抗菌能力是由其未电离的分子决定的，由于形成的酯不易电离，所以其抗菌效果不像酸性防腐剂那样易受pH值变化的影响。因此，能在较宽的pH值范围内（pH48）具有较好的抗菌效果。 对羟基苯甲酸乙酯能够抑制微生物细胞的呼吸酶和电子传递酶的活力，破坏微生物的细胞膜。,（8）毒性,半数致死量： 小白鼠经口 LD50：5000mg/kg。 成人日允许摄入量： ADI：010mg/kg (以对羟基苯甲酸甲酯 、对羟基苯甲酸乙酯和对羟基苯甲酸丙 酯的总量计算) 对羟基苯甲酸乙酯的毒性低于苯甲酸，高于对羟基苯甲酸丙酯。,对羟基苯甲酸乙酯作食品防腐剂，其使用范围和最大使用量见国家标准：GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准,（9）使用,8、对羟基苯甲酸丙酯 （别名：尼泊金丙酯 ）,9、对羟基苯甲酸丁酯（别名：尼泊金丁酯）,EHB：对羟基苯 甲酸乙酯,PHB：对羟基苯 甲酸丙酯,BHB：对羟基苯 甲酸丁酯,10、富马酸二甲酯,11、双乙酸钠,C4H704NaxH20,12、乳酸链球菌素,（1）别名：乳链菌肽，尼生素，乳酸菌素,（2）英文名称：Nisin,（3）分子结构式：,（4）分子量：3348,（5）基本性质,乳酸链球菌素（Nisin）是最早认识到的由乳酸链球菌经发酵产生的具有抑菌活性的天然食品防腐剂。乳酸链球菌素是乳酸链球菌属微生物的代谢产物。乳酸链球菌素是一种类似于蛋白质的物质，由氨基酸组成，是一种小分子多肽抗菌物质。乳酸链球菌素在消化道中很快被蛋白水解酶分解。所以乳酸链球菌素是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂，被广泛使用。,白色易流动粉末，Nisin的溶解度随着pH值的下降而提高。pH为25时溶解度为12，pH值为5.0时则下降到4，在中性和碱性条件下，几乎不溶解。pH为2时，在121加热30min失去活性。当pH值超过4时，特别是在加热条件下，它在水溶液中分解加速。Nisin抗菌效果最佳的pH值是6.56.8。然而在这个范围内其稳定性最差。温度也影响它的抑菌作用，在一定温度范围内随着温度的升高，活性损失加快。,（6）抗菌作用,乳酸链球菌素（Nisin）对肉毒杆菌等厌氧芽孢菌、枯草芽孢杆菌、酪酸杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑菌作用，但对霉菌和酵母的影响很弱，且需在酸性条件下方能保持其稳定性。,（7）使用,应用于奶制品、肉制品、鱼虾、植物蛋白食品和果汁饮料的防腐保鲜，。可用于罐装食品。 乳酸链球菌素作食品防腐剂，其使用范围和最大使用量见国家标准：GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准,四、苯甲酸、山梨酸和对羟基苯甲酸酯三类常用防腐剂性能比较,1、安全性,山梨酸类对羟基苯甲酸酯类苯甲酸类,2、防腐效果,3、适用的pH值范围,苯甲酸类：pH 4.45以下 山梨酸类：pH 56以下 对羟基苯甲酸酯类：pH 48以下,五、影响防腐剂防腐效果的因素,1、食品体系的 pH,2、染菌情况,3、食品防腐剂的溶解与分散情况,4、热处理,5、防腐剂的并用,第二节 杀菌剂,一、什么叫杀菌剂,具有杀菌作用的物质叫做杀菌剂，比如漂白粉和过乙酸等。,二、常用杀菌剂,1、漂白粉,（1）成分：氢氧化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物，主要成 分 是次氯酸钙，有效氯3038。,（2）英文名称：Bleaching Powder,（3）分子结构式：CaCl(ClO)Ca(OH)2H2O,（4）基本性质,（5）杀菌作用,漂白粉对细菌、芽孢、病毒、酵母和霉菌等均有杀灭能力，比如对白色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、甲型副伤寒杆菌等均有杀菌效果。用于饮水杀菌与消毒。使用浓度为10-50克/升。,（6）毒性,2、二氧化氯,ClO2,由于细菌、病