《食品防腐剂》PPT课件.ppt

2020 3 31 1 第二章食品防腐剂 FoodPreservative 教学要求熟悉食品防腐剂的定义 分类及引起变质的主要原因 了解常用食品防腐剂的作用机理 掌握食品防腐剂应用范围 使用标准和注意事项 2020 3 31 2 2020 3 31 3 第一节食品的腐败变质与影响因素 一 食品的腐败变质二 影响食品微生物繁殖的因素 2020 3 31 4 一 食品的腐败变质 成分感官性质 食品 微生物 变化 举例 肉 蛋 鱼腐臭粮食霉变水果腐烂油脂酸败 环境 2020 3 31 5 食品受到外界有害因素的污染以后 食品原有色 香 味和营养成分发生了从量变到质变的变化 结果使食品的质量降低或完全不能食用 这个过程称为食品腐败变质 由于习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品变质 实际上食品腐败是食品变质的一个方面 造成食品变质的原因较多 有物理的 化学的 也有生物的 2020 3 31 6 引起食品腐败变质的主要因素 微生物 啮齿动物 昆虫 寄生虫 食品腐败变质 温度 水分 光照 氧化 酶类 2020 3 31 7 1 食品中碳水化合物的分解其主要变化指标是酸度升高 根据食品种类不同也表现为糖 醇 醛 酮含量升高或产气 CO2 有时带有这些产物特有的气味 食品腐败变质所发生的化学变化 2020 3 31 8 2 食品中蛋白质的分解各种不同的氨基酸分解产生的腐败胺类和其它物质各不相同 甘氨酸产生甲胺 鸟氨酸产生腐胺 精氨酸产生色胺进而分解成吲哚 含硫氨基酸分解产生硫化氢和氨 乙硫醇等 胺类物质 NH3和H2S等具有特异的臭味 2020 3 31 9 3 食品中脂肪的分解在解脂酶作用下脂肪分解成甘油和脂肪酸 脂肪酸可进而断链形成具有不愉快味道的酮类或酮酸 不饱和脂肪酸的不饱和键处还可形成过氧化物 脂肪酸也可再分解成具有特殊气味的醛类和醛酸即所谓的 油哈 气味 2020 3 31 10 4 有害物质的形成微生物产生的毒素分为细菌毒素和真菌毒素 它们能引起食物中毒 有些毒素还能引起人体器官的病变及癌症 2020 3 31 11 食品腐败变质的危害 1 产生厌恶感 2 降低食品的营养价值 3 引起食物中毒或潜在危害 2020 3 31 12 二 影响食品微生物繁殖的因素 1 食品的营养食品含有蛋白质 糖类 脂肪 无机盐 维生素和水分等丰富的营养成分 是微生物的良好培养基 因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造成食品的变质 但由于不同的食品中 上述各种成分的比例差异很大 而各种微生物分解各类营养物质的能力不同 这就导致了引起不同食品腐败的微生物类群也不同 2020 3 31 13 2 水分水分是微生物生命活动的必要条件 微生物细胞组成不可缺少水 细胞内所进行的各种生物化学反应 均以水分为溶媒 在缺水的环境中 微生物的新陈代谢发生障碍 甚至死亡 但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同 因此 食品中的水分含量决定了生长微生物的种类 一般来说 含水分较多的食品 细菌容易繁殖 含水分少的食品 霉菌和酵母菌则容易繁殖 2020 3 31 14 食品中水分以游离水和结合水两种形式存在 微生物在食品上生长繁殖 能利用的水是游离水 因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量 而是取决于水分活度 Aw 也称水活性 因为一部分水是与蛋白质 碳水化合物及一些可溶性物质 如氨基酸 糖 盐等结合 这种结合水对微生物是无用的 因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水 纯水的Aw 1 无水食品的Aw 0 由此可见 食品的Aw值在0 1之间 2020 3 31 15 下表给出了不同微生物类群生长的最低Aw值范围 从表中可以看出 食品的Aw值在0 60以下 则认为微生物不能生长 一般认为食品Aw值在0 64以下 是食品安全贮藏的防霉含水量 表 食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围 2020 3 31 16 3 pH条件各种食品都具有一定的氢离子浓度 根据食品pH值范围的特点 可将食品划分为两大类 酸性食品和非酸性食品 一般规定pH值在4 5以上者 属于非酸性食品 pH值在4 5以下者为酸性食品 例如动物食品的pH值一般在5 7之间 蔬菜pH值在5 6之间 它们一般为非酸性食品 水果的pH值在2 5之间 一般为酸性食品 2020 3 31 17 各类微生物都有其最适宜的pH范围 食品中氢离子浓度可影响菌体细胞膜上电荷的性质 当微生物细胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改变后 微生物对某些物质的吸收机制会发生改变 从而影响细胞正常物质代谢活动和酶的作用 因此食品pH值高低是制约微生物生长 影响食品腐败变质的重要因素之一 2020 3 31 18 大多数细菌最适生长的pH值是7 0左右 酵母菌和霉菌生长的pH值范围较宽 因而非酸性食品适合于大多数细菌及酵母菌 霉菌的生长 细菌生长下限一般在4 5左右 pH值3 3 4 0以下时只有个别耐酸细菌 如乳杆菌属尚能生长 故酸性食品的腐败变质主要是酵母和霉菌的生长 2020 3 31 19 另外 食品的pH值也会因微生物的生长繁殖而发生改变 当微生物生长在含糖与蛋白质的食品基质中 微生物首先分解糖产酸使食品的pH值下降 当糖不足时 蛋白质被分解 pH值又回升 由于微生物的活动 使食品基质pH值发生很大变化 当酸或碱积累到一定量时 反过来又会抑制微生物的继续活动 2020 3 31 20 4 温度根据微生物对温度的适应性 可将微生物分为三个生理类群 即嗜冷 嗜温 嗜热三大类微生物 每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围 但这三群微生物又都可以在20 30 之间生长繁殖 当食品处于这种温度的环境中 各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变质 2020 3 31 21 低温对微生物生长的影响 低温对微生物生长极为不利 但由于微生物具有一定的适应性 在5 左右或更低的温度 甚至 20 以下 下仍有少数微生物能生长繁殖 使食品发生腐败变质 我们称这类微生物为低温微生物 低温微生物是引起冷藏 冷冻食品变质的主要微生物 食品在低温下生长的微生物主要有 假单孢杆菌属 黄色杆菌属 无色杆菌属等革兰氏阴性无芽孢杆菌 小球菌属 乳杆菌属 小杆菌属 芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属等革兰氏阳性细菌 假丝酵母属 隐球酵母属 圆酵母属 丝孢酵母属等酵母菌 青霉属 芽枝霉属 葡萄孢属和毛霉属等霉菌 食品中不同微生物生长的最低温度见下表 2020 3 31 22 表 食品中微生物生长的最低温度 2020 3 31 23 高温对微生物生长的影响 高温 特别在45 以上的高温 对微生物生长来讲 是十分不利的 在高温条件下 微生物体内的酶 蛋白质 脂质体很容易发生变性失活 细胞膜也易受到破坏 这样会加速细胞的死亡 温度愈高 死亡率也愈高 然而 在高温条件下 仍然有少数微生物能够生长 通常把凡能在45 以上温度条件下进行代谢活动的微生物 称为高温微生物或嗜热微生物 2020 3 31 24 嗜热微生物之所以能在高温环境中生长 是因为它们具有与其他微生物所不同的特性 如它们的酶和蛋白质对热稳定性比中温菌强得多 它们的细胞膜上富含饱和脂肪酸 由于饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键 从而使膜能在高温下保持稳定 它们生长曲线独特 和其他微生物相比 延滞期 对数期都非常短 进入稳定期后 迅速死亡 在食品中生长的嗜热微生物 主要是嗜热细菌 如芽孢杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌 凝结芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌属中的肉毒梭菌 热解糖梭状芽孢杆菌 致黑梭状芽孢杆菌 乳杆菌属和链球菌属中的嗜热链球菌 嗜热乳杆菌等 霉菌中纯黄丝衣霉耐热能力也很强 2020 3 31 25 在高温条件下 嗜热微生物的新陈代谢活动加快 所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度也比其他微生物快 因而使食品发生变质的时间缩短 由于它们在食品中经过旺盛的生长繁殖后 很容易死亡 所以在实际中 若不及时进行分离培养 就会失去检出的机会 高温微生物造成的食品变质主要是酸败 由微生物分解糖类产酸而引起 2020 3 31 26 5 渗透压渗透压与微生物的生命活动有一定的关系 如将微生物置于低渗溶液中 菌体吸收水分发生膨胀 甚至破裂 若置于高渗溶液中 菌体则发生脱水 甚至死亡 一般来讲 微生物在低渗透压的食品中有一定的抵抗力 较易生长 而在高渗食品中 微生物常因脱水而死亡 当然不同微生物种类对渗透压的耐受能力大不相同 2020 3 31 27 绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长 只有少数种能在高渗环境中生长 如盐杆菌属中的一些种 在20 30 的食盐浓度的食品中能够生活 肠膜明串珠菌能耐高浓度糖 而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压 如异常汉逊氏酵母 鲁氏糖酵母 膜毕赤氏酵母等能耐受高糖 常引起糖浆 果酱 果汁等高糖食品的变质 霉菌中比较突出的代表是灰绿曲霉 青霉属 芽枝霉属等 食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质 在食品中加人不同量的糖或盐 可以形成不同的渗透压 所加的糖或盐越多 则浓度越高 渗透压越大 食品的Aw值就越小 通常为了防止食品腐败变质 常用盐腌和糖渍方法来较长时间地保存食品 2020 3 31 28 第二节食品防腐剂及其作用机理 一 食品防腐剂的定义防腐剂是能防止由微生物的作用引起食品腐败变质 延长食品保存期的一种食品添加剂 2020 3 31 29 防腐剂应该符合以下标准 1 合理使用对人体健康无害 不影响消化道菌群 在消化道内可降解为食物的正常成分 不影响药物特别是抗菌素的使用 2 在低浓度下仍有抑菌作用 3 本身无刺激性气味和异味 4 性质稳定 在一定时期内有效 使用及分解后无毒 如对食品热处理时不产生有害成分 5 5 价格合理 使用方便 苯甲酸钠山梨酸钾尼泊金酯乳酸链菌素 肽 10301001700 kg 2020 3 31 30 二 食品防腐剂的分类 1 按照食品防腐剂抗微生物的作用性质 可将其分为杀菌剂和抑菌剂 杀菌作用和抑菌作用常常不易严格区分 浓度 温度 不同种类的微生物 两者统称为防腐剂 2020 3 31 31 2 按防腐剂的组成和结构分类 1 有机化学防腐剂 苯甲酸及盐类 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类 丙酸盐类 2 无机化学防腐剂 亚硫酸及盐类 二氧化硫 硝酸盐及亚硝酸盐等 2020 3 31 32 三 防止微生物危害食品的主要途径和控制方法 途径 首先 防止微生物污染食物 第二 灭活有害微生物 第三 降低或者抑制受污染食品中微生物的生长 或使之失活 2020 3 31 33 控制方法 1 加热杀菌法 2 低温保藏法 3 脱水干燥法 4 增加渗透压法 5 化学添加剂保藏法 6 提高食品氢离子浓度 7 辐照食品保藏法 2020 3 31 34 食品的防腐方法概览 晒干 盐渍 糖渍 酒泡 发酵等 罐藏 脱水 真空干燥 喷雾干燥 冻冻干燥 速冻冷藏 真空包装 无菌包装 高压杀菌 电阻热杀菌 辐照杀菌 电子束杀菌等 传统法 品质差 适用范围窄 后者 投资 能耗高 品质风格受影响 物理保藏法 传统的食品保藏方法 工业化和高科技的方法 物理法的缺陷 化学保藏法 在下列情况下考虑采用防腐剂 当一些食品不能采用冷 热处理方法加工时 作为物理保藏方法的一个补充以减轻其处理的强度 同时使产品的质构 感官或其他方面的质量得到提高 2020 3 31 35 气调保鲜法 正规叫法应该是控制气体保鲜法 也称为CA保鲜法 此方法最成功的例子是气调保鲜苹果 气调 把果菜周围空气中的主要气体成分进行人工调节 创造一个新的气体环境 如果同时利用低温的抑制作用 双重保鲜 土方法有一种叫做自发气调保鲜 把一定数量的果菜密封在一定空间如塑料袋中 由果菜的呼吸 形成具有抑制作用的新环境 2020 3 31 36 真空贮藏保鲜法也称减压贮藏保鲜法 或称低压贮藏保鲜法它就是利用真空技术来保鲜食品的有效方法 现在已普遍应用于无生命的食品保鲜 对那些色香味容易变化 而且要求保脆的食品特别有效 对于果菜等有生命的食品 也有减少消耗 推迟成熟 延长寿命 抑制病虫害的作用 技术要求严格 成本高尚不能普遍应用 但是某些体积小的高贵药材 食品原料等是首先应用的对象 2020 3 31 37 低温贮藏保鲜法也就是零度以上的低温保鲜 果菜在这个温度下仍然有生命活动 各种果菜对低温的敏感性不一样 所以不同的果菜花冷藏保鲜的温度也不同 冻结贮藏保鲜法就是事先把果菜或其他食品冻结以后 再放在零度以下的低温进行贮藏保鲜 在冻结的过程中 果菜或其他食品的组织结构必然会受到一定程度的破坏 冻结的温度越低越好 冻结的时间越快越好 如果选用豆类或其他含水少 含淀粉多的果菜作为冻结材料 那么 效果好得多 2020 3 31 38 辐射保藏的优越性 1 食品在受辐射过程中温度升高甚微 因此 被辐射适当处理后的食品在感官性状如色 香味等方面与新鲜食品差别不大 特别适合于不宜采用其它保藏方法的食品 2020 3 31 39 2 射线穿透力强在不拆包装和解冻的情况下 可杀灭其深藏于谷物 果实或冻肉内部的害虫和微生物 也节省了包装材料 避免再污染 3 无残留射线处理过的食品不会留下任何残留物 与化学处理相比是一大特点 2020 3 31 40 4 节省能源据国际原子能机构估计 冷藏消耗能量为90千瓦时 T 巴氏消毒230千瓦时 T 热力杀菌300千瓦时 T 脱水处理 干燥 700千瓦时 T 辐射杀菌只需6 34千瓦时 T 辐射巴氏消毒0 76千瓦时 T 5 适应范围广能处理各种不同类型的食物品种 如从装箱的马铃薯到袋装的面粉 肉类 水果 蔬菜 谷物 水产等 多种体积的食品 不同状态 固体 液体 2020 3 31 41 6 加工效率高 整个工序可连续化 自动化 液态食品管管输送 更加方便 2020 3 31 42 化学防腐法就是加入防腐剂的方法 目前仍然是很普遍的方法 防腐剂的品种不断增加 使用量逐年增长 据FDA 美国食品药品监督管理局 统计 即使是冷藏设备十分普及的欧美国家 近些年防腐剂的用量每年仍以3 的平均速度在增长 它具有投资少 见效快 不需要特殊的仪器设备 使用中一般不改变食品的形态等优点 2020 3 31 43 化学防腐剂主要分为有机防腐剂及无机防腐剂二大类 有机防腐剂主要有苯甲酸及其盐类 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类 丙酸及其盐类以及乳酸 醋酸等 还有一些其他类型的有机化合物 如联苯 邻苯基苯酚及其钠盐 苯并咪唑 TBZ 等 无机防腐剂主要有硝酸盐及亚硝酸盐 二氧化硫 亚硫酸以及盐类 游离氯及次氯酸盐等 2020 3 31 44 另外 还有生物防腐剂如 乳酸链球菌素 2020 3 31 45 允许使用的防腐剂品种 美国有50多种 日本有40多种 我国有34种 另外 不同国家对不同防腐剂的认识和使用限制不同 如美国允许使用山梨酸 日本则不允许使用 2020 3 31 46 食品防腐应做到综合 治理 除了应选择适当的防腐剂外 还应注意发挥综合的食品防腐作用 如食品的加工工艺 包装材料及其功能作用 以及食品的贮藏 运输 销售条件等 开发应用新型高效的防腐剂开展食品防腐剂的复配技术研究 研制出不同的制剂与剂型以满足不同的需要 2020 3 31 47 四 食品防腐剂的作用机理 1 使微生物蛋白变性或凝固微生物体内有大量的蛋白质 凡能破坏蛋白质立体构型的因素均能使蛋白质变性或凝固 大多数重金属盐类 醇类 醛类等均有此种作用 它们或使蛋白质脱水变性 或与微生物蛋白结合使之丧失功能 分解二硫键等 2020 3 31 48 2 干扰微生物的酶系统微生物胞内酶的作用与其活性基团有关 凡能改变或破坏胞内酶活性基团功能的物质 均能抑制微生物酶的活性 如作用于酶活性中心或者辅酶 2020 3 31 49 3 改变细胞膜的通透性防腐剂作用于微生物后 可改变细胞膜结构 干扰其正常功能 进而死亡 如有些防腐剂可与微生物细胞膜磷脂结合 提高膜的渗透作用 这不仅能使胞浆内重要代谢物质溢出 也可使防腐剂直接进入胞内引起蛋白质变性 又如酚类化合物作用微生物后 除可损伤胞浆膜 使胞浆内容物外渗 漏出外 还能使细胞膜上的氧化酶和脱氢酶失活 最终导致微生物死亡 2020 3 31 50 4 干扰微生物细胞的遗传机制与染色体上的碱基发生交联 置换等反应 2020 3 31 51 第三节主要的食品防腐剂品种及使用 功能分类代码 17 CNS 17 001 034共34种 2020 3 31 52 防腐剂的正确使用 1 了解所用防腐剂的抗菌谱 最低抑菌浓度和食品所带的腐败菌的大致种类 2 了解所用防腐剂的物理化学性质 如pH等条件 以便正确使用 3 了解食品本身的物理 化学性质 加工 包装情况 储藏条件及它们对防腐剂效果的影响 确定防腐剂的投放时机 与抗氧化剂的使用相同 防腐剂仅对未变质的食物起作用 故在生产时加入 防患未然 且不能一劳永逸 防腐剂种类 2020 3 31 53 食品防腐剂种类常用防腐剂其它防腐剂禁用防腐剂 一 苯甲酸及其钠盐二 山梨酸及其钾盐三 丙酸钙四 对羟基苯甲酸酯系列 一 乳酸链球菌素二 二氧化氯三 双乙酸钠四 脱氢乙酸 一 硼酸二 甲醛三 水杨酸四 萘酚 理化特性 2020 3 31 54 一 苯甲酸 BenzoicAcid 及其钠盐 CNS 17 001 17 002 又名安息香酸 分子式C7H6O2相对分子质量122 12 其钠盐又名安息香酸钠 有的商品试剂用此名 分子式C7H5O2Na 相对分子质量144 11 苯甲酸及其钠盐之间的换算 1g苯甲酸相当于1 18g苯甲酸钠 1g苯甲酸钠相当于0 8479g苯甲酸 理化特性 2020 3 31 55 一 性状 毒性 解毒 白色颗粒或结晶粉未 微溶于水 易溶于乙醇中 可溶解于乙醚等脂溶剂中 沸点249 2 其水溶液具有酸性 对225nm紫外光有强烈的吸收作用 白色颗粒或结晶粉未 无臭或微带安息香的气味 味微甜 易溶于水 属强碱弱酸盐 酸性条件下出现离析 不易溶解 苯甲酸钠 苯甲酸 2020 3 31 56 二 毒性及解毒机制 1 苯甲酸LD50大鼠口服2530mg kg ADI 0 5mg kg 苯甲酸及其盐的总量 以苯甲酸计 2苯甲酸钠LD50大鼠口服4070mg kg ADI 0 5mg kg 苯甲酸及其盐的总量 以苯甲酸计 限量的苯甲酸类的物质进入机体后 大部分在9 15h内与甘氨酸化合成马尿酸而从尿中排除 剩余部分与葡萄糖醛酸合成糖苷而解毒 苯甲酸不在机体内积蓄 但上述两种解毒过程均在肝脏中进行 故婴幼儿 周岁以内 老年人或肝功能衰弱的成人 食用含有苯甲酸类的食品是不适宜的 抑菌效果 2020 3 31 57 三 作用机制及抑菌效果 苯甲酸型防腐剂 之所以可以抑制微生物的生长 繁殖 是由于具有非选择地抑制了微生物细胞的呼吸酶系的活性 尤其是具有很强的阻碍乙酰辅酶A的缩合反应的作用 从而使糖有氧代谢中断 同时 对细胞膜的通透性也具有障碍作用 苯甲酸分子态的抑菌活性较离子态高 故在pH小于4时 抑菌活性高 其抑菌的最小浓度为0 05 0 1 但在酸性溶液中其溶解度降低 故不能单靠提高溶液的酸性来提高其抑菌活性 故 苯甲酸最适抑菌pH为2 5 4 0 此pH条件下 抑菌范围广 乳酸菌除外 抑菌范围 对酵母菌 部分细菌效果很好 对霉菌差一点 PH4 5以下 各种菌都有效 当pH5 5以上时 对霉菌 酵母没有抑制作用 使用范围 2020 3 31 58 四 使用及注意事项 2020 3 31 59 使用范围 2020 3 31 60 使用范围 2020 3 31 61 使用范围 2020 3 31 62 使用注意事项 1 在配制食品时 应在配料温度70 以下时加入 可以防止苯甲酸随水蒸汽挥发 又可达到较好的溶解度 另一方面避免操作时气体呼入体内 2 一般汽水 果汁使用苯甲酸钠时 多在配制糖浆后添加 即先将砂糖溶化 煮沸加无菌水稀释后 一边搅拌一边将苯甲酸钠加入糖浆中 3 配制时要先加苯甲酸钠 摇均后再加酸性物质及其它配料 以免影响苯甲酸钠的溶解度和产生络合物等 因为先加酸性物质或同时加入 苯甲酸钠与酸性物质反应 就会出现絮状物沉淀 使用注意事项 2020 3 31 63 4 酱油 醋等酸性液态食品的防腐 可配制50 的苯甲酸钠水溶液 按防腐剂与食品质量1 500的比例均匀加到食品中 如苯甲酸钠与对羟基苯甲酸乙脂复配使用 可适当降低两者的用量 先用乙醇溶解 将生酱油加热至80 杀菌 然后冷却至40 50 把混合防腐剂加入 搅拌均匀 5 低盐的酸黄瓜 泡菜 最大使用量为0 5g kg 可在包装与装坛时按标准溶解与分散到泡菜水中 使用注意事项 2020 3 31 64 使用注意事项 6 低糖的蜜饯等 最大使用量为0 5g kg 该类产品应根据生产工艺 设计加入方案 一般在最后的工艺步骤中加入 由于有糖渍与干燥工艺 应注意添加量不够或添加过量 提示 使用添加剂时 不应按最大用量加 以免水蒸汽挥发时造成超标 2020 3 31 65 五 制法 甲苯液相空气氧化法 常用 邻苯二甲酸脱羧法甲苯氯化水解 2020 3 31 66 二 山梨酸及其钾盐 山梨酸 别名2 4 己二烯酸 花楸酸 分子式C6H8O2 分子量112 13 山梨酸钾别名2 4 己二烯酸钾 分子式C6H7KO2 相对分子质量150 22 理化特性 山梨酸及其钾盐之间的换算 1g山梨酸钾相当于0 746g山梨酸 1g山梨酸相当于1 33g山梨酸钾 2020 3 31 67 山梨酸山梨酸 花楸酸 2 4 己二烯酸 分子式C6H8O2 相对分子质量112 13编码GB17 003 INS200性状无色单斜晶体或结晶性粉末 具有特殊气味和酸味 对光 热均稳定 但在空气中长期放置易被氧化着色 熔点134 5 沸点228 分解 溶解性 难溶于水 其饱和水溶液的pH值为3 6 2020 3 31 68 山梨酸钾分子式C6H7KO2 相对分子质量150 22编码GB17 004 INS202性状白色至浅黄色鳞片状结晶或结晶性粉末 无臭或稍具臭味 在空气中露置能被氧化而着色 有吸湿性 相对密度1 363 约270 熔化并分解 溶解性 易溶于水 水溶液PH7 8 毒性 解毒 2020 3 31 69 二 毒性 山梨酸LD50大鼠口服7360mg kg bw ADI 0 25mg kg bw 山梨酸钾LD50大鼠口服4920mg kg bw ADI 0 25mg kg bw 山梨酸是一种不饱和脂肪酸 在机体内可正常地参加新陈代谢 它基本上和天然不饱和脂肪酸一样可以在机体内分解产生二氧化碳和水 故山梨酸可看成是食品的成分 按照目前的资料可以认为对人体是无害的 可用于 婴幼儿 老年 肝脏弱人群食物的防腐 抑菌效果 2020 3 31 70 三 抑菌效果 范围 使用范围 结构与微生物喜嗜的葡糖类似 故山梨酸可以立即渗透过其细胞壁进入微生物体内 抑制其中的各种酶 利用自身的双键破坏酶的立体结构 使酶失去活力 干扰了微生物的新陈代谢 穿透力机制 对霉菌 酵母等好气性菌均有抑制作用 细菌 弱 对嫌气性芽孢形成菌与嗜酸乳杆菌几乎无效 抑菌范围 抑菌pH范围 属于酸型防腐剂 防腐效果随pH值的升高而降低 但山梨酸适宜的pH值范围比苯甲酸为广 pH 4 抑菌活性强 pH 6 抑菌活性降低 抑菌效力 3 5 苯甲酸类 2020 3 31 71 防腐机理 山梨酸钾的主要成份为山梨酸 其防腐机理如下 1 与微生物酶系统的巯基相结合 破坏许多重要酶系统的作用 2 能干扰传递技能 如细胞色素C对氧的传递 以及细胞膜表能量传递功能 抑制了微生物增殖 从而达到防腐的目的 2020 3 31 72 四 山梨酸的使用范围 投放量 比之苯甲酸钠 山梨酸类防腐剂因低毒 使用范围扩大了近三倍之多 我国 食品添加剂使用卫生标准 GB2760 2011 规定 山梨酸 山梨酸钾 可用于肉 鱼 蛋 禽类制品 详细的使用范围及最大使用量 参见 食品添加剂使用卫生标准 GB2760 2011 使用注意事项 2020 3 31 73 2020 3 31 74 2020 3 31 75 2020 3 31 76 2020 3 31 77 2020 3 31 78 2020 3 31 79 使用 配制山梨酸溶液时 可先将山梨酸溶解在乙醇 碳酸氢钠或碳酸钠的溶液中 随后再加入食品中 溶解时不要使用铜 铁容器 山梨酸钾易溶于水 使用方便 但其1 的水溶液pH等于7 8 有使食品pH升高的倾向 应予以注意 配料时 应先加山梨酸钾溶解液 后加酸液 以免产生絮状物 山梨酸用于需要加热的产品中 为防止山梨酸受热挥发 应在加热过程的后期添加 2020 3 31 80 复配使用 与苯甲酸 丙酸 丙酸钙等可产生协同作用 山梨酸与过氧化氢溶液混合使用时 抗微生物活性会显著增强 使用量与使用范围 见前 储存 不宜长期与乙醇共存 防湿 防热 防氧化 2020 3 31 81 使用山梨酸钾时 要用15 20倍于山梨酸钾的温水 45 55 进行溶解 山梨酸钾能刺激眼睛 若进入眼中 需立即用水冲洗 然后就医 2020 3 31 82 五 制法以巴豆油醛和乙烯酮为原料以氯化锌 氯化铝为催化剂CH3 CH CH CHO CH2 C OCH3 CH CHCH CHCOOH 2020 3 31 83 三 对羟基苯甲酸酯类 毒性 在对羟基苯甲酸酯中 主要应用的有对羟基苯甲酸甲酯 乙酯 丙酯 CNS 17 032 007 008 种类 为无色细小结晶或结晶状粉末 几乎无臭 稍有涩味 对光和热稳定 无吸湿性 熔点116 118 1g约溶于1340ml 25 的水 1 4ml丙二醇和100ml花生油 乙酯C9H10O3166 18 丙酯C10H12O3180 20 无色细小结晶或结晶状粉末 几乎无臭 稍有涩味 熔点95 98 1g约溶于2500mL 25 的水 400ml沸水 1 5ml乙醇 3ml乙醚 又名 尼泊金 酯 为无色细小结晶或结晶状粉末 几乎无臭 稍有涩味 对光和热稳定 无吸湿性 熔点116 118 1g约溶于1340ml 25 的水 1 4ml丙二醇和100ml花生油 2020 3 31 84 一 毒性 1 LD50小鼠口服5g kg bw 2 ADI0 10mg kg bw 以对羟基苯甲酸甲酯 乙酯 丙酯总量计 对羟基苯甲酸酯类的性质与烃基有直接的相关性 对 羟基苯甲酸酯类 随着R基团的增大 其毒性降低 抗菌性增高 水溶性减小 脂溶性增大 而异丙酯 异丁酯的毒性分别比正丙酯和正丁酯的毒性要大 抑菌效果 2020 3 31 85 二 抑菌机制与效果 对羟基苯甲酸酯的作用机制基本类似苯酚 破坏微生物的细胞膜 使细胞蛋白质变性 并抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性 由于它具有酚羟基 所以抗菌性能比苯甲酸 山梨酸都强 与其他防腐剂不同 对羟基苯甲酸酯类的抑菌作用不象苯甲酸类和山梨酸类那样受pH的影响 它的抗菌作用在pH4 8的范围内均有很好的效果 对霉菌 酵母有较强的抑制作用 对细菌特别是对革兰氏阴性杆菌及乳酸菌的作用较差 使用范围 2020 3 31 86 三 使用范围 量 我国 食品添加剂使用卫生标准 GB2760 2007 规定 对羟基苯甲酸乙酯 丙脂 以对羟基苯甲酸计 的最大使用量 碳酸饮料0 20g kg 果汁 果味 型饮料0 25g kg 果酱 不含罐头 0 25g kg 酱油 酱料0 25g kg 糕点馅 单一或混合用总量 0 5g kg 详见GB2760 它们水溶性较低 使其在食品防腐中的应用有局限性 范围要窄于前二种防腐剂 使用注意事项 2020 3 31 87 2020 3 31 88 2020 3 31 89 使用注意事项 1 先将其溶解于醋酸或乙醇中 再使用于酱油中用量为0 1g L 酱油中如果含有酯酶会分解对羟基甲酸酯类 为了避免其分解 可先将酱油经80 30分钟的热处理后再添加 对羟基苯甲酸乙酯在酱油中的用量为0 05 0 1g l即可达到酱油防霉的目的 2 用于果酱时 一般先溶于醋酸后 再与果酱混合 用量为0 1 0 2g L 提示 主要用于酱油防霉 效果比其它化学防腐剂好 2020 3 31 90 四 丙酸钙 钠 分子式C6H10O4Ca nH2O n 0 1 相对分子质量204 24 单水物 186 23 无水物 CNS 17 005 一 性状白色结晶性粉末 无臭或具轻微特异臭 为单斜板状结晶 可溶于水 1g约溶于3mL水 微溶于甲醇 乙醇 不溶于苯及丙酮 10 水溶液pH等于7 4 二 毒性1 LD50小鼠口服 3340mg kg bw 184 1221 2 ADI无需规定 FAO WHO 1994 抑菌效果 2020 3 31 91 丙酸钠编码CNS17 006 INS281 CAS 137 40 6 分子式C3H5NaO2分子量 96 06性状白色结晶或结晶性粉末或颗粒 无臭或稍有特殊气味 有吸湿性 可溶于水 乙醇中 水溶液呈碱性 10 水溶液pH8 50 2020 3 31 92 三 抑菌效果 焙烤食品中使用丙酸盐 不仅用于防腐 同时还有抵抗霉菌产生霉菌毒素的作用 丙酸钙对霉菌和能引起面包产生粘丝物质的好气性芽孢杆菌 革兰氏阴性菌 黄曲霉素有抑制作用 对酵母无抑制作用 起防腐作用的主要是未离解的丙酸 丙酸是一元羧酸 它是以抑制微生物合成 丙氨酸而起作用 面包中加入0 3 可延长2 4d不长霉 月饼中加入0 25 可延长30 40d不长霉 使用范围 2020 3 31 93 四 使用范围及用量 食品添加剂使用卫生标准 GB2760 2007 规定 在实际使用中 丙酸盐一般在和面时添加 或在出炉时作表面喷涂防腐 其添加浓度根据产品的种类和各种焙烤食品所需的贮存时间而定 使用注意事项 2020 3 31 94 五 使用注意事项 使用膨松剂时不宜使用丙酸钙 因为可由于碳酸钙的生成而降低产生二氧化碳的能力 丙酸钙为酸型防腐剂 在酸性范围内有效 pH5以下对霉菌的抑制作用最佳 pH6时抑菌能力明显降低 丙酸钙对水的溶解度 3 其它防腐剂 2020 3 31 95 五 天然防腐剂 壳聚糖 几丁质 约含7 的氮 虾 蟹 昆虫的外壳 经酸提取 碱处理 大蒜中的抑菌物质 蒜氨酸 大蒜辣素和大蒜新素 大蒜辣素的抗菌机理可能是其分子中的氧原子与细菌中半胱氨酸结合 使之不能转化为胱氨酸 从而影响细菌体内的重要氧化还原反应的进行 是目前发现抗真菌作用最强的一种植物提取物 泡菜制取 2020 3 31 96 六 其他防腐剂 一 乳酸链球菌素 Nisin 二 二氧化氯 ChlorineDioxide 稳定态二氧化氯 三 双乙酸钠 SodiumDiacetate 四 脱氢乙酸 DehydroaceticAcid 及其钠盐 SodiumDehydroacetate 2020 3 31 97 一 乳酸链球菌素Nisin 乳酸链球菌素 乳酸链菌素 别名乳酸链球菌肽 尼生素 CNS 17 019分子式C143H228O37N42S7 相对分子质量3348 其结构见下图乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽物质 由34个氨基酸组成 活性分子常为二聚体 四聚体等 大多数的牛乳中 存在这种物质 2020 3 31 98 1 Nisin性状 为白色或略带黄色的结晶粉末或颗粒 试验表明 不同的PH值下其溶解度不同 PH值在7时 溶解度为49 0mg ml 若在0 02MHCL中 溶解度增至110 0mg ml 在碱性条件下几乎不能溶液解 不同的PH值下的热稳定性 在pH小于2 0的稀盐酸中可经115 6 灭菌而不失活 当pH超过4时 特别是在加热条件下 它在水溶液中的分解速度加快 活力降低 如在pH等于5 0时 灭菌后丧失40 活力 pH等于6 8时 灭菌后丧失90 活力 但乳酸链球菌素加入食品中后 受到牛奶 肉汤等大分子保护 稳定性大大提高 乳酸链球菌素对蛋白水解酶如胰蛋白酶 胰酶 唾液酶和消化酶特别敏感 但对粗制凝乳酶不敏感 乳酸链球菌素的标准品纯度为2 5 并定为1 106IU g 纯品 1G 40 106IU 一般以0 02Mo盐酸溶解后使用 2020 3 31 99 2 Nisin毒性 LD50小鼠口服9 26g kg bw 雄性 6 81g kg bw 雌性 大鼠口服14 7g kg bw 雄性 6 81g kg bw 雌性 ADI0 33000IU kg bw FAO WHO 1994 乳酸链球菌素是多肽 而非营养成分之外的异物 食用后在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸 基本不用考虑一般添加剂的毒性及抗菌素的副作用问题 对乳酸链球菌的微生物毒性研究表明 无微生物毒性或致病作用 其安全性很高 2020 3 31 100 3 抑菌机制 效果 抑菌机制在于它作为阳离子表面活性剂 影响细菌胞膜和抑制革兰氏阳性菌的胞壁质合成 并能增强一些细菌对热的敏感性 使它在小范围内有辅助杀菌作用 效果作为一种天然的防腐剂 它能有效地杀灭引起食品腐败的革兰氏阳性腐败菌 具有无毒 无副作用 安全可靠 高效等特点 在食品中加入0 5 10mg kg乳酸链球菌素 一般情况下 10ppm可杀死绝大多数革兰氏阳性细菌 能降低食品灭菌的温度和缩短食品灭菌时间 使食品较好地保持原有的营养成分 风味 色泽和延长贮存时间 且节能和减少破损率 效果 续 2020 3 31 101 3 抑菌效果 续 乳酸链球菌素的抗菌谱相当窄 只能抑制或杀死革兰氏阳性细菌 如乳酸杆菌 链球菌 芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌或其它厌氧性形成芽孢的细菌等 对革兰氏阴性菌 酵母和霉菌均无作用 因此若与山梨酸 主要抑制霉菌 酵母菌及需氧细菌 或辐射处理等配合使用 则可使抗菌谱扩大 与抗菌素比较 2020 3 31 102 与抗菌素比较 该产品是世界上惟一能用在食品防腐方面的抗生素 是JECFA确认的安全 天然的食品防腐剂 测试结果证明 人们日常食用的牛乳大多数存在这种物质 乳酸链球菌素进入消化道中很快被蛋白酶水解酶消化成氨基酸 不会引起医用抗生素引起的抗药性问题 也不会与其他抗生素出现交叉抗性 更不会改变肠道内的正常菌群 到目前为止 已在全世界约50个国家和地区得到广泛应用 许多国家如英国 法国 澳大利亚等对添加量不做任何限制 用量 2020 3 31 103 4 Nisin使用范围及用量 我国 食品添加剂使用标准 GB2760 2011 规定 加入方式 2020 3 31 104 5 加入方式 条件 使用时可先将乳酸链球菌素制成5 6 的蒸馏水 或冷开水 悬液 放置30min至60min后加入食品中 充分混匀 一般使用量为 0 1 0 2 g kg 在灭菌乳制品中的应用如下 其中高温瞬间灭菌条件为130 135 3s 二次灭菌条件为115 15min 二 过氧化氯 2020 3 31 105 二 二氧化氯 别名过氧化氯 分子式ClO2 相对分子质量67 45 一 性状 2020 3 31 106 1 性状 常温 常压下为具有刺激性 爆炸性 腐蚀性的黄绿色至黄红色气体 冷却压缩后可成为液体 沸点