食品工艺学之食品化学保藏

1、1本章主要内容l概述l食品防腐剂 防腐剂应具备的条件 常用化学防腐剂及其作用机理 天然防腐剂及其应用l食品抗氧化剂 作用机理 防止酸败用的抗氧化剂 防止食品褐变的抗氧化剂2Q:食品添加剂与食品配料的区别？ 食品添加剂：食品添加剂：为改善食品的色、香、味以为改善食品的色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入到食品及为防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的中的化学合成物质或天然物质化学合成物质或天然物质。需要经过。需要经过毒理学检验毒理学检验，并有一定的，并有一定的ADIADI值值，用量比较用量比较小。小。 食品配料：食品配料：是公认安全的物质，无需进行是公认安全的物质，无需进行毒理评价，用量比较

2、大，一般在毒理评价，用量比较大，一般在3%3%以上，以上，如盐、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉等。如盐、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉等。3 Q:Q:提及食品防腐剂，人们常常会联想到“有毒、有害、不健康”。许多消费者在购买食物时，首先会选择那些标注了“不含防腐剂”的商品。你怎么看待食品中添加防你怎么看待食品中添加防腐剂？腐剂？4l粮食由于储藏上的损失约占总量的14.8%。食品、蔬菜、水果达25%-30%。l食品保存不当引起的腐败变质、产生毒素等严重影响身体健康。l其他加工方式对产品品质造成的劣变影响，可通过添加化学物质来改善第一节第一节 概述概述一、化学保藏的相关概念一、化学保藏的相关概念l 食品化学保藏

3、：食品化学保藏：就是在食品生产和储运过程中适当采就是在食品生产和储运过程中适当采用用化学制品化学制品来提高食品的来提高食品的耐藏性耐藏性和尽可能保持和尽可能保持食品原食品原有品质有品质的一种方法，也就是的一种方法，也就是防止食品变质和延长保质防止食品变质和延长保质期期（shelf-lifeshelf-life）。）。l 化学制品化学制品：指成分明确，结构清楚，从化学工业中生：指成分明确，结构清楚，从化学工业中生产出来的制品。产出来的制品。56l 化学防腐剂：化学防腐剂：能抑制微生物生长，延续食品能抑制微生物生长，延续食品腐败变质的一类食品添加剂。腐败变质的一类食品添加剂。 如：苯甲酸、山梨酸、

4、丙酸、亚硝酸盐。如：苯甲酸、山梨酸、丙酸、亚硝酸盐。l 抗氧化剂：抗氧化剂：为了防止或延续食品氧化变质的为了防止或延续食品氧化变质的一类食品添加剂。一类食品添加剂。 如：抗坏血酸、儿茶酚、生育酚等。如：抗坏血酸、儿茶酚、生育酚等。二、化学保藏的原理二、化学保藏的原理l 化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和抗氧化剂来抑制微生物的生长和推迟化学抗氧化剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，从而达到保藏的目的。反应的发生，从而达到保藏的目的。l 并不能改善低质食品的品质并不能改善低质食品的品质，即如果食品，即如果食品腐败变质和氧化反应已经开始，则决不能腐败变质和

5、氧化反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐败变质的利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。食品变成优质食品。7三、化学保藏的优缺点l优点：优点：量少、用法简单、经济、对品质影响小。量少、用法简单、经济、对品质影响小。l缺点：缺点：属于一种属于一种暂时性的或辅助性暂时性的或辅助性的保藏方法；的保藏方法；添加到食品中的化学制品在添加到食品中的化学制品在用量上受到限制用量上受到限制；化学保藏的方法并不是全能的，它化学保藏的方法并不是全能的，它只能在一定只能在一定时期内防止食品变质时期内防止食品变质。8四、防腐剂在使用过程中应注意的问题l 不同防腐剂具有不同的抑菌范围及作用酸

6、度9防腐剂防腐剂抑菌谱抑菌谱适宜的适宜的pHpH条件条件应用范围应用范围苯甲酸酵母、霉菌最佳pH2.5-4.0酸性食品、饮料山梨酸霉菌、酵母、好气性菌pH5-6以下酱油、醋、果酱Nisin革兰氏阳性菌适用范围较广乳制品、肉制品对羟基苯甲酸乙酯霉菌、酵母菌、细菌最佳pH4.0-8.0酱油、酱菜防腐剂在使用过程中应注意的问题l防腐剂的溶解和分散 水果: 用量少、溶解度要求不高。 饮料、乳制品等：需要均匀分散和溶解 水溶性:山梨酸钾 脂溶性：对羟基苯甲酸甲酯不同酸度条件下溶解度不同：如在一般水中（pH=7）溶解度为49mg Nisin / ml；若在0.02M HCl中，溶解度增加为118mg Ni

7、sin / ml10防腐剂在使用过程中应注意的问题防腐剂的并用增效和协同作用 有机酸+抗坏血酸 Nisin+山梨酸钾相加效应拮抗作用 氯化钙能轻微地减少山梨酸的抗菌效果另外加热和防腐剂并用可增强杀菌效果11抗氧化剂在使用过程中应注意的问题l了解抗化剂的性能l正确掌握抗氧化剂添加的时机l抗氧化剂及增效剂的复配使用l选择适当的添加量l控制影响抗氧化剂作用效果的因素12自身氧化；抑制氧化酶；防止酸败；防止褐变抗氧化剂与柠檬酸、抗坏血酸复配抗氧化剂与乳化剂复配油溶性0.02%水溶性0.1%加热：促进抗氧化剂分解挥发而失效；氧气：抗氧化剂迅速失效。金属离子：促进氧化。会使抗氧化剂颜色变深第二节第二节 食

8、品防腐剂食品防腐剂一、食品防腐剂应具备的条件一、食品防腐剂应具备的条件 性质较稳定：加入到食品中后在一定的时期内性质较稳定：加入到食品中后在一定的时期内有效，在食品中有很好的有效，在食品中有很好的稳定性稳定性 ； 低浓度下低浓度下具有较强具有较强的抑菌作用的抑菌作用 ； 本身本身不应具有刺激气味和异味不应具有刺激气味和异味 ； 不应阻碍消化酶的作用不应阻碍消化酶的作用，不应影响肠道内有，不应影响肠道内有益菌的作用益菌的作用 ； 价格合理，价格合理，使用较方便使用较方便。13二、食品防腐剂的作用机理14影响细胞壁的合成，使细胞溶解使蛋白质变性抑制或干扰酶的活性影响微生物的遗传作用三、常用化学防腐

9、剂l有机酸及其盐类 苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、双乙酸钠l无机物及无机盐类 二氧化硫、焦亚硫酸钠、脱氢醋酸l酯类防腐剂 对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯15（一）苯甲酸及其盐类（一）苯甲酸及其盐类l苯甲酸：苯甲酸：又称为安息香酸和安息香酸盐，盐类包括又称为安息香酸和安息香酸盐，盐类包括有钾盐和钠盐。有钾盐和钠盐。ADI值为值为05mgkg-1(FAO/WHO) .l作用作用 pHpH范围：范围：一般在低一般在低pH范围内抑菌效果显著，范围内抑菌效果显著，最适宜的最适宜的pH值为值为2.54.0，pH值高于值高于5.4则失去对大则失去对大多数霉菌和酵母的抑制作用多数霉菌和酵母的抑制

10、作用。l抑菌谱：抑菌谱：对对霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌抑菌作用强，抑菌作用强，对细菌抑菌对细菌抑菌效果差效果差，尤其是乳酸菌。，尤其是乳酸菌。l溶解性：溶解性：常温难溶于水，可加热或溶于乙醇溶液常温难溶于水，可加热或溶于乙醇溶液l应用范围：应用范围：乳酸饮料、软饮料、番茄酱等。乳酸饮料、软饮料、番茄酱等。16苯甲酸钠l溶解性：溶解性： 苯甲酸钠易溶于水，较苯甲酸方便。l作用作用 pHpH范围：范围： 也是酸性防腐剂，在碱性介质中无抑菌作用；其防腐最佳pH是2.5-4.0，在pH5.0时5的溶液抑菌效果也不是很好。l抑菌谱和应用范围：同苯甲酸17l苯甲酸及其盐类防腐机理苯甲酸及其盐类防腐机理 苯甲

11、酸可非选择性地干扰细胞中的酶： 阻碍三羧酸循环中a-酮戊二酸和琥珀酸脱氢酶；对细菌、霉菌、酵母菌醋酸代谢和氧化磷酸化作用的酶。 苯甲酸钠亲油性较大： 干扰细胞膜通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收； 破坏细胞内的碱基； 抑制细胞的呼吸酶系的活性，阻止CoA的缩合反应。18（二）山梨酸（二）山梨酸l山梨酸：山梨酸：又称为花楸酸和花楸酸，盐类常用山梨酸又称为花楸酸和花楸酸，盐类常用山梨酸钾。钾。ADI值值025mgkg-1(以山梨酸计，以山梨酸计，FAO/WHO) l作用作用 pHpH范围：范围：抗菌力在抗菌力在pH值低于值低于56时最佳时最佳。 pH值升高，抑菌效果降低。值升高，抑菌效果降低。l抑菌

12、谱：抑菌谱：对霉菌和腐败菌抑菌作用强。对霉菌和腐败菌抑菌作用强。l溶解性：溶解性：难溶于水，难溶于水，可事先溶于乙醇可事先溶于乙醇、碳酸氢钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾溶液。碳酸氢钾溶液。l应用范围：应用范围：肉类、蛋制品、果蔬制品。肉类、蛋制品、果蔬制品。19山梨酸钾l 抑菌谱：抑菌谱：很强的很强的抑制腐败菌和霉菌抑制腐败菌和霉菌的作用，其毒性远低的作用，其毒性远低于其他防腐剂，于其他防腐剂，l 作用作用 pHpH范围：范围：在酸性介质中能充分发挥防腐作用，在在酸性介质中能充分发挥防腐作用，在中性条件下防腐作用小。中性条件下防腐作用小。l 溶解性：溶解性：易溶于水易溶于水，且溶解状态稳定，使用方便，

13、但是，且溶解状态稳定，使用方便，但是会引起食品的会引起食品的碱度升高碱度升高。l 应用范围：应用范围：主要用于乳制品主要用于乳制品(0.05-0.30)、焙烤食品、焙烤食品等中抑制真菌。在等中抑制真菌。在肉制品肉制品中不仅可以中不仅可以抑制真菌抑制真菌，也可抑制，也可抑制肉毒梭菌及一些肉毒梭菌及一些病原菌病原菌(沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、产沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜杆菌气荚膜杆菌)。20山梨酸及盐类防腐机理l山梨酸与微生物酶系统中的巯基结合，破坏微生物的许多重要的酶；l干扰传递机能，如细胞色素C对氧的传递，以及细胞膜表面的能量传递，从而抑制微生物的增殖，达到防腐的目的。21山梨酸及其盐

14、在食品中使用时应注意下列事项：山梨酸及其盐在食品中使用时应注意下列事项：l 山梨酸容易被加热时产生的水蒸汽带出，所以在使用时，应该将食品加热冷却后再按规定用量添加山梨酸类抑菌剂，以减少损失；l 山梨酸及其钾盐对人体皮肤和粘膜有刺激性，要求操作人员佩戴防护眼镜；l 山梨酸对微生物污染严重的食品防腐效果不明显，因为微生物也可以利用山梨酸作为碳源。22（三）焦亚硫酸钠l焦亚硫酸钠：亦称偏重亚硫酸钠。ADI为0-7mg/kgl溶解性：它易溶于水，30g100g(常温)，50g100g(100)，微溶于乙醇。焦硫酸钠水溶液呈酸性l抑菌机理：焦亚硫酸钠具有强还原性，能消耗食物组织中的氧，抑制好氧菌的活性及

15、微生物体内的酶的活性。l适用范围：浅色蔬菜的保鲜，如蘑菇、莲藕、马蹄、白芦笋、山药等产品中。23（四）对羟基苯甲酸乙酯l 对羟基苯甲酸乙酯：对羟基苯甲酸乙酯：别名尼泊金乙酯。 ADI为0-10mgkg(体重）。l 理化性质：理化性质：几乎无味，稍有麻舌感的涩味，耐光和热，微溶于水，易溶于乙醇。l 抑菌谱：抑菌谱：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。l 作用作用 pHpH范围：范围：在pH为4-8范围内均有良好效果，对细菌最适pH为7.0。l 作用机理：作用机理：抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，以及破坏微生物的细胞膜结构。24四、天然防腐剂

16、 乳酸链球菌素（Nisin） 纳他霉素 壳聚糖 溶菌酶25NisinlNisinNisin：别名乳链球菌素、乳链菌肽。l溶解度：溶解度：pH为2.5时溶解度为12，pH为8.0溶解度为4。l毒性：毒性：是肽类物质，食用后可被体内蛋白酶消化分解成氨基酸，无微生物毒性或致病作用，因此其安全性较高。ADI为0-0.875mg/kg。l抑菌谱抑菌谱：抑制大部分革兰氏阳性菌及其芽孢的生长和繁殖，对酵母菌和霉菌及革兰氏阴性菌等无作用。l作用机理：作用机理：影响细胞膜的穿透性，引起细胞内物质泄漏，导致细胞解体死亡。26Nisin的应用l主要用于蛋白质含量高的食品中 乳制品(1-10mg/kg) 肉制品（0.

17、5g/kg） 罐头制品 27纳他霉素纳他霉素：别名匹马菌素、游链霉素，其商品名称为霉克。溶解度：不溶于水，微溶于甲醇，溶于稀酸、稀碱。抗菌谱：高效广谱的抗霉菌、酵母菌抗菌机理：在于它能与细胞膜上的固醇化合物反应，由此引发细胞膜结构改变而破裂，使细胞内容物渗漏，导致细胞死亡。28真菌含有麦角固醇真菌含有麦角固醇纳他霉素的应用奶酪：防止其表面发霉酸奶：抑制霉菌和酵母菌，而不杀死有益的细菌水果：可有效防止真菌引起的有氧降解。酱油、食醋等调味品：有效地抑制酵母菌的生长和繁殖，防止白花的出现，且对酱油的口感和风味无任何影响。肉类保鲜：采用纳他霉素浸泡或喷涂肉类食品，来达到防止霉菌生长的目的。29壳聚糖l

18、壳聚糖：又名甲壳素；一种碱性氨基多糖。l溶解性：微溶于水，溶于酸。l抑菌：主要对细菌有良好的抑菌作用，对真菌有抑菌作用。l抑菌机制：结合DNA，抑制mRAN和蛋白质的合成。l应用：由于具有良好的抗菌活性和成膜性，目前主要应用于果蔬的涂膜保鲜3031 请问能适用于果汁饮料的防腐剂有哪些？适用于中性乳饮料的防腐剂又有哪些呢？l果汁饮料：苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸钠、双乙酸钠、对羟基苯甲酸丙酯等l中性乳饮料：Nisin、那他霉素、对羟基苯甲酸乙酯等32 请问适用于防治霉菌的防腐剂有哪些？ 适用于防治G+的防腐剂有哪些？ 适用于防治G-的防腐剂有哪些?l霉菌：纳他霉素、山梨酸、苯甲酸、丙酸钙等l酵母菌：

19、纳他霉素、山梨酸、苯甲酸等lG+细菌：Nisin、溶菌酶、对羟基苯甲酸乙酯、山梨酸等lG-细菌：单一防腐剂作用效果差，一般复配使用第三节第三节 食品抗氧化剂食品抗氧化剂l 食品抗氧化剂：食品抗氧化剂：为了防止或延缓食品氧化变质的一类物质。目前常用主要用于防止酸败和褐变。l 抗氧化作用机理：抗氧化作用机理： 自由基清除剂 （生育酚、茶多酚生育酚、茶多酚） 氧清除剂（抗坏血酸抗坏血酸） 酶抑制剂（亚硫酸盐类、二氧化硫亚硫酸盐类、二氧化硫） 金属离子螯合剂（EDTAEDTA） 增效剂（如柠檬酸、酒石酸等如柠檬酸、酒石酸等）33氧化作用的催化和抑制因素氧化作用的催化和抑制因素l温度：温度：反应速率随物

20、料温度升高而加快。l光线：光线：紫外线是氧化作用的强激化剂和催化剂。l碱碱：碱性条件和碱土金属离子能催化自由基的氧化。l油脂不饱和度：油脂不饱和度：有两个双键的亚油酸比只有一个双键的油酸更易被氧化。34氧化作用的催化和抑制因素氧化作用的催化和抑制因素l色素：色素：植物油中残存的色素能催化氧化反应。如叶绿素能使各种油脂受氧原子的作用而氧化。l氧的有效量：氧的有效量：氧是氧化的供体，其有效含量越高越易促进氧化。l重金属：重金属：一般只要有mg/kg数量级的铁、铜等金属溶于油脂中，就会成为有效的氧化催化剂。只有具有氧化-还原电位的两价和多价金属离子才对油脂的氧化有催化作用。 35常用的抗氧化剂l 防

21、止食品酸败防止食品酸败 丁基羟基茴香醚（丁基羟基茴香醚（BHABHA） 二丁基羟基甲苯（二丁基羟基甲苯（BHTBHT） 叔丁基对苯二酚（叔丁基对苯二酚（TBHQTBHQ） 没食子酸没食子酸酯类酯类 （PGPG） 生育酚生育酚l 防止食品褐变的抗氧化剂防止食品褐变的抗氧化剂 抗坏血酸（维生素抗坏血酸（维生素C C）及其衍生物及其衍生物 茶多酚茶多酚 植酸植酸36丁基羟基茴香醚（丁基羟基茴香醚（BHABHA）BHABHA：白色或微黄色蜡样结晶性粉末，带有酚类的刺激性气味。溶解性：溶解性：不溶于水，易溶于乙醇、甘油等BHA除抗氧化作用外，还有相当强的抗菌力。3-BHA的抗氧化效果比2-BHA强1.5

22、倍，两者合用有增效作用。过量使用会致癌，ADI为0-0.5mg/kg.37二丁基羟基甲苯（二丁基羟基甲苯（BHTBHT）l物理特性：物理特性：无臭味或有很淡的特殊气味。稳定性好，抗氧化效果好。它不溶于水和丙二醇，易溶于大豆油，棉子油等。l ADI为0-0.3mg/kg，基本无毒，对长期贮藏的食品和油脂有良好的抗氧化作用。38叔丁基对苯二酚（叔丁基对苯二酚（TBHQTBHQ）l TBHQTBHQ：白色或浅黄色的结晶粉末，微溶于水，溶于乙醇和油脂，不与铁或铜形成络合物。l 特性：特性：TBHQ对大多数油脂，较其他抗氧化剂有更有效的抗氧化稳定性。 对蒸煮和油炸食品有良好的持久抗氧化能力，因此适用于土豆之类的生产，但它在焙烤制品中的持久力不强，应与BHA合用。 在植物油、膨松油和动物油中，TBHQ一般与柠檬酸结合使用。l ADIADI为0-0.2mg/kg（FAOWHO，1991）39生育酚l生育酚：生育酚：又称维生素E，为黄色至褐色无臭透明黏稠液，溶于乙醇，不溶于水，能与油脂完全混溶。l特性：特性：热稳定性强