食品添加剂-防腐剂讲义

防腐剂 定义 直接加入食品 只起防腐作用的化学物质 一 食品的腐败变质1 定义 一般指食品在一定环境因素影响下 由微生物作用引起的食品成分与感官性状的各种变化 鱼 肉类腐败 油脂酸败 蔬菜水果腐烂 粮食霉变等 2 食品腐败变质的原因和条件1 食品本身组成和性质酶 食品的营养成分 水分 PH和渗透压PH6最适合微生物增殖 PH80 紫外线 氧对食品腐败变质也有影响 3 食品腐败变质的化学过程 产物1 食品中的蛋白质分解 鱼肉禽蛋奶2 脂肪酸败 食用油及含油脂高的食品3 碳水化合物的分解 粮食 蔬菜 水果4 腐败变质的食品卫生学意义A 不良感官刺激B 食品成分严重破坏C 人体不良反应 食物中毒可能 二 防腐方法概述加工食品 水果和蔬菜的防腐方法 物理法 加热 冷却 冷藏 辐射 紫外线 干制 腌制化学法 使用化学物质来抑制或杀灭微生物的方法 化学方法的优点 投资少见效快不需特殊的仪器设备不改变食品的组织形态 种类 广义的防腐剂包括抑菌剂和杀菌剂 成分上分为无机和有机制剂 使用上分为食品防腐剂和果蔬保鲜剂 我国允许使用为32种 美国约有50种 日本约40种 三 防腐剂应具备的条件1 性质稳定 在一定时间内化学结构不变且有效 使用中和在机体内 分解或不分解 无毒随着科技发展 特别是分析检测手段的进步 人们认识到过去使用的某些防腐剂 如硼砂 甲醛 水杨酸和焦碳二乙酯等 在对食品防腐的同时 还可以对人体带来一定的危害而被相继禁用 2 本身无刺激性和异味即防腐剂对食品的风味 口感无影响3 在低浓度下仍有抑菌作用即防腐剂应有高效的性质 可降低防腐剂的使用量 保证消费者摄入的主要为食品 而不是防腐剂4 价格合理 使用方便即对食品的制造成本影响不大 使用时不需特殊的设备和操作 四 防腐剂与物理防腐方法的结合1 防腐与加热方法的结合实践证明 在防腐剂存在下杀灭微生物所需温度 比无防腐剂存在时低得多 所需时间也短得多 山梨酸或苯甲酸与加热方法合用 可使酵母菌的失活时间缩短30 80 2 防腐剂与冷冻处理冷冻可限制微生物的增殖 加入防腐剂一般都能延长食品冷冻冷藏的保存期 在室温条件下 不足以防止食品腐败变质的防腐剂用量 在冷冻条件下是足量的 3 防腐剂与辐照处理实验发现 防腐剂与辐照之间存在着增效作用 如在苹果 蔬菜 果汁 干酪和其它乳制品中使用山梨酸 可降低辐照保鲜处理的辐照剂量 有利于减少和防止辐照的副作用 六 影响防腐剂效果的几个因素1 pH对于酸型防腐剂 在含水或水溶液体系中 其防腐作用主要依靠未解离的酸对微生物的作用 而解离出来的H 作用较小 因此使用这类防腐剂时 要在食品体系许可范围内 尽量提高未解离酸的比例 以增加防腐效果和减少防腐剂的用量 2 水分活度 Aw 在水中加入电解质或可溶性物质 并达到一定浓度 可降低体系的Aw 允许微生物生长的最低Aw 各种微生物必须在各自的Aw以上才能正常生长 针对不同食品体系易生长微生物种类的不同 控制食品体系的Aw 达到抑制微生物生长的目的 这措施对某些高Aw的食品非常有效的 3 防腐剂的溶解与分散使用防腐剂时 需针对食品腐败的具体情况进行处理 1 食品外部发生腐败 如水果 薯类 冷冻食品等 只要将防腐剂均匀地分散在食品表面即可 2 食品内部发生腐败 如罐头 焙烤食品 饮料等 要求防腐剂均匀分散于食品之中 此时 要注意防腐剂的溶解分散特性易溶于水的 以水作溶剂易溶于有机溶剂的 一般用不同浓度的食用酒精等溶剂水 乙醇不溶或难溶的 I 使用分散剂分散II 化学改性防腐剂 以增加溶解度 4 防腐剂添加时间一般防腐剂若必需 应及时加入 这样效果好 用量少若防腐剂加入时食品染菌程度愈重 防腐效果则愈差 如果食品已变质 则加入任何防腐剂也无济于事 这个过程是不可逆转的 一定要保证食品处于良好的卫生条件下添加防腐剂 即加入时间应在微生物生长的诱导期 如已进入对数增殖期 则防腐效果将大打折扣 5 防腐剂的配合使用各种防腐剂都有一定作用范围 没有任何一种防腐剂能够在食品中抵抗可能出现的所有腐败性微生物由医学知识可知 许多微生物都会对一定的防腐剂产生抗药性这2种情况都使防腐剂效果下降 为了弥补单一使用防腐剂的缺陷 可将不同作用范围的防腐剂进行配合使用 防腐剂的配合使用扩大了作用范围 增强了抗微生物的效果 常用的防腐剂举例 1 苯甲酸 BenzoicAcid 别名 安息香酸化学结构 性状 本品为白色有荧光片状或针状结晶 质轻 无臭或略微带安息香或苯甲醛的气味 本品的性质稳定 但有吸湿性 比重1 2659 沸点249 2 0 1MPa 熔点122 4 100 开始升华 在酸性条件下易随水蒸气挥发 易溶于乙醇 氯仿 乙醚 非挥发性油和挥发性油 微溶于热水 4 55g 100ml 90 微溶于己烷 pH值为2 8 25 水溶液 毒理学依据 苯甲酸大鼠经口LD50为2530mg kg体重 FAO WHO 1994 规定ADI为0 5mg kg体重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 但也仍有关于苯甲酸有害的报道 当小白鼠每天摄入400mg kg体重 经17个月 大白鼠每天40mg kg体重 经18个月 会产生阻碍其生长的结果 在食品防腐剂中 使用苯甲酸及其盐是比较安全的 当使用量在其规定的范围之内 均未见任何毒性产生 使用 GB2760 1996规定 0 2g kg 汽酒 汽水 0 4g kg 果味汽水 0 5g kg 低盐酱菜 面酱类 蜜饯类 山楂糕 果味露 0 8g kg 葡萄酒 果酒 琼脂软糖 1g kg 苯甲酸在酱油 醋 果汁类饮料 果酱 罐头 2g kg 浓缩果汁类若苯甲酸与苯甲酸钠同时使用时 以苯甲酸计 不超过最大使用量日本规定 在鱼子酱中最大的使用量不能超过2 5g kg 在人造奶油中最大用量不能超过1g kg 用于酱油 清凉饮料 果子露 最大不能超过0 6g kg 苯甲酸最适抑菌pH为2 5 4 0 抑菌最小浓度为0 05 0 1 但在酸性溶液中其溶解度降低 故不能单靠提高酸性来提高抑菌活性在酸性条件下 苯甲酸可随水蒸汽挥发 故应在食品加热后期添加苯甲酸及其盐类主要用于饮料 糖浆 果汁 果酱 酱油等制品中 例2 乳酸链球菌素 Nisin 别名 乳链菌素 乳链菌肽主要组成 乳链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽抗菌素类物质 由34个氨基酸组成 其氨基末端为异亮氨酸 羧基末端为赖氨酸 分子量为3500 活性分子常为二聚体 四聚体 其分子量分别为7000和14000性状 乳酸链球菌素在室温 酸性加热条件下均很稳定 如在pH2 0以下 加热至115 6 30min 仍很稳定 而在pH为5时 其活力损失40 当pH为9 8时 其活力损失超过90 乳酸链球菌素的水溶性与pH值有密切的关系 在pH值较低时 其水溶性较好 当pH为2 5时 其溶解度为12 pH5 0时为4 而在中性及碱性条件下几乎不溶解 乳酸链球菌素最好的溶剂为0 02N的盐酸 功能性 乳酸链球菌素能有效地抑制引起食品腐败的细菌和孢子 延长食品的货架期 降低灭菌温度 缩短灭菌时间 改进食品品质 降低能耗 取代或部分取代化学防腐剂 满足生产健康食品的需求罐头食品中的嗜酸脂肪芽孢杆菌 热解糖梭菌 致黑梭菌 肉毒梭菌 巴氏梭菌 乳杆菌属 凝结芽孢杆菌 多粘芽孢杆菌 软化芽孢杆菌等对乳酸链球菌素很敏感 一般10 50ppm即有效但乳酸链球菌素的抗菌谱比较窄 只能杀死或抑制G 菌 特别是细菌孢子 对阴性菌 酵母菌均无作用 如乳制品中的金黄色葡萄球菌 溶血链球菌 肉毒梭菌等 啤酒中的乳杆菌 明串球菌 毒理学依据 LD50 雄性大鼠口服14 70g kg体重ADI 0 33000IU kg体重乳酸链球菌素是多肽类物质 在消化道中很快被蛋白水解酶分解成氨基酸 不会改变肠道内正常菌群 以及引起常用其它抗菌素所出现的抗药性 更不会与其它抗菌素出交叉抗性 安全性很高使用 乳酸链球菌素具有无毒