食品保鲜技术第三章

食品保鲜技术第三章第四节食品化学保鲜一、食品防腐剂从广义而言，食品防腐剂是指能够抑制或者杀灭有害微生物的物质，使食品在生产、贮运、销售、消费过程中避免腐败变质。从狭义上讲，防腐剂是指能够抑制微生物生长繁殖的物质，亦称抑菌剂；而能够杀灭微生物的物质则称为杀菌剂。第2页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（一）防腐剂的作用机理微生物的代谢过程相对其他生物简单得多，一般各种物质都是直接通过细胞膜进入细胞内反应，任何对其生理代谢产生干扰的物质都可干扰微生物的生长。第3页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜目前使用的防腐剂一般认为对微生物具有以下几方面的作用：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。第4页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜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、电子传递酶系等。第5页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜③其他作用：包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其他的生理作用不能进行等。第6页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（二）常用食品防腐剂1、苯甲酸和苯甲酸钠苯甲酸又名安息香酸，为白色鳞片状或针状结晶，难溶于水，易溶于乙醇。苯甲酸钠易溶于水，生产上使用较为广泛。第7页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜苯甲酸和苯甲酸钠在酸性条件下，以未解离的分子起抑菌作用，其防腐效果一般在pH<5时较好，pH2.5～4.0时抑菌效果最好。第8页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜使用苯甲酸时，先用少量乙醇溶解，再添加到食品中。使用苯甲酸钠时，一般先配制成20％～30％的的水溶液，再加入到食品中，搅拌均匀即可。

FAO（联合国粮农组织）和WHO（世界卫生组织）1994年规定，苯甲酸的ADI（每日允许摄入量）为0-5mg/kg。第9页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜2、山梨酸和山梨酸钾

山梨酸又名花楸酸，为无色针状或白色粉末状结晶，无臭或稍有刺激臭，耐光耐热，但在空气中长期放置易被氧化变色，防腐效果也有所降低。山梨酸难溶于水而易溶于乙醇等有机溶剂。

山梨酸钾极易溶于水，也易溶于高浓度蔗糖和食盐溶液，因而在生产上被广泛使用。第10页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜山梨酸和山梨酸钾属于酸型防腐剂，以未解离的分子起抑菌作用，其防腐效果随pH降低而增强，但适宜的pH范围比苯甲酸广，以pH<6的介质中使用为宜。第11页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜使用山梨酸时，应先将其溶解在少量乙醇或碳酸氢钠、碳酸氢钾的溶液中，随后添加到食品中。为了防止山梨酸受热挥发，最好在食品加热过程的后期添加。

山梨酸钾易溶于水，使用方便，但其1％水溶液的pH为7～8，有使食品pH升高的倾向，应予注意。第12页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜

山梨酸是一种不饱和脂肪酸，能在人体内参与正常的代谢活动，最后被氧化成CO2和H2O，故国际上公认其为无害的食品防腐剂。山梨酸的ADI为0～25mg/kg。第13页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜3、对羟基苯甲酸酯对羟基苯甲酸酯又名对羟基安息香酸酯或尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。目前，主要使用的是对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，其中，对羟基苯甲酸丁酯的防腐效果最佳。此类物质为无色小结晶或白色结晶性粉末，无臭，开始无味，随后稍有涩味，难溶于水而易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。第14页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜对羟基苯甲酸酯也是由未解离分子发挥抑菌作用，其效力强于苯甲酸和山梨酸，而且使用范围更广，一般在pH为4～8范围内效果较好。第15页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜对羟基苯甲酸酯类在水中溶解度小，通常都是将其配制成氢氧化钠溶液、乙醇溶液或醋酸溶液使用。对羟基苯甲酸酯在人体内的代谢途径与苯甲酸基本相同，且毒性比苯甲酸低。毒性与烷基链的长短有关，烷基链短者毒性大，故对羟基苯甲酸甲酯很少作为食品防腐剂使用。对羟基苯甲酸酯在世界各国普遍使用，通常用于碳酸饮料、果酱、食醋等，其ADI为0-10mg/kg。

第16页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜4、丙酸盐作为食品防腐剂使用的丙酸盐通常是丙酸钠和丙酸钙，两者均为白色的结晶颗粒或结晶性粉末，无臭，易溶于水。第17页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜丙酸盐属酸性防腐剂，在pH较低的介质中抑菌作用强。丙酸盐对霉菌，需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用，对引起食品发粘的菌类如枯草杆菌抑菌效果好，对防止黄曲霉毒素的产生有特效，但是对酵母菌几乎无效。根据这一特性，丙酸盐常用于面包和糕点的防霉。第18页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜丙酸是食品中的正常成分，也是人体代谢的中间产物，丙酸盐不存在毒性问题，故ADI无需做特殊规定。丙酸已广泛用于面包、糕点、果冻、酱油、醋、豆制品等的防霉。在以上食品中，丙酸盐（以丙酸计）的最大使用量为2.5g/kg。丙酸钠用于加工干酪，最大使用量为3g/kg。在面包和西式糕点制造中，丙酸钠的最大使用量低于2.5g/kg，面包发泡稍差些。第19页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜5、脱氢醋酸和脱氢醋酸钠

脱氢醋酸为无色到白色针状或片状结晶，无臭或有微臭，易溶于乙醇等有机溶剂而难溶于水。

脱氢醋酸钠为白色结晶性粉末，在水中的溶解度可达到33%

，故多用其钠盐作防腐剂。第20页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜脱氢醋酸和脱氢醋酸钠是毒性很低、对热较稳定的防腐剂，适应的pH范围较宽，但以酸性介质中的抑菌效果更好。我国规定脱氢醋酸可用于腐乳、什锦酱菜、原汁橘浆，最大用量为0.30g/kg。国外各种食品的最大用量为：干酪、奶油、人造奶油2g/kg，清凉饮料0.05g/kg，酸乳和酸乳饮料0.2g/kg。第21页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜

脱氢醋酸钠为乳制品的主要防腐剂，常用于奶酪、奶油和人造奶油。使用量为0.61g/kg以下。使用时一般是将0.1％～0.2％的水溶液喷洒在制品表面或包装材料上，喷洒量为20～40mL/kg。第22页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜

6、天然防腐剂

天然食品防腐剂一般是指从动植物体中直接分离出来的，或从它们的代谢物中分离的具有防腐作用的一类物质。这些物质一般安全性较好，能满足人们对食品越来越高的要求。第23页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（1）乳球菌肽乳酸链球菌素又称乳酸菌肽，是由乳酸链球菌产生的一种多肽物质，商品名称为乳酸链球菌制剂，由乙醇结晶制得。该产品对革兰氏阳性菌有抑制作用，可用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。对革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌一般无抑制作用。第24页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜乳酸链球菌素的安全性高，ADI为33000IU/kg（FAO/WHO，1994）。用于罐装食品、植物蛋白食品防腐的最大用量为0.2g/kg，乳制品和肉制品的最大用量为0.5g/kg。第25页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（2）香辛料提取物许多食用香辛料含有杀菌、抑菌成分。因此，近年来有研究从香辛料中提取有效成分作为食品防腐剂。这些物质一般都既安全又有效。使用最多的是大蒜素。第26页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜大蒜属百合科植物，具有很强的杀菌、抑菌能力。大蒜起杀菌、抑菌作用的主要成分是蒜辣素和蒜氨酸。蒜辣素具有不愉快的臭气，而蒜氨酸则无味。因此，蒜氨酸适合作食品防腐剂。在提取制备蒜氨酸时，应先加热杀死蒜酶，防止蒜氨酸转化为蒜辣素。第27页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜此外，丁香中所含的丁香油、肉豆蔻中所含的肉豆蔻油及芥子中所含的芥子油均具有杀菌、抑菌作用，但是由于多数具有辛辣味，没有被作为食品防腐剂大量使用。第28页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（三）食品防腐剂使用注意事项1、卫生安全防腐剂必须对人体无毒害。防腐剂在尚未确定其使用后对人体毒害和使用条件以前，必须经过足够时间的动物生理、药理和生物化学试验，为防腐剂的安全使用提供科学的依据。第29页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜事实上，目前生产中使用的大多数人工合成的防腐剂，对人都有一定的毒性，尤其是过量使用和食用时，会对人体健康产生不利甚至非常有害的影响。因此，防腐剂的使用量应在能够产生预期效果的前提下必须是最低剂量的，使用品种及其剂量必须严格执行国家《食品添加剂使用卫生标准》的规定。

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2、合理使用食品种类极多，理化性状差异很大，食品被污染的菌落不尽相同，各种防腐剂作用的菌落及对食品理化性状的适应性也有差异。每种防腐剂都有其使用范围，使用范围正确，用量合理，其防腐效果才能充分地显示。第31页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜3、保持食品的固有品质对于某些防腐性能很好的食品添加剂，如果对食品固有品质产生这样或那样的影响，则应谨慎使用。第32页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜二、果蔬采后微生物病害的化学防治果蔬采后微生物病害的防治方法主要有物理防治、化学防治、生物防治和综合防治。

物理防治主要包括控制贮藏温度和气体成分，以及采后热处理或辐射处理等。

化学防治是通过使用化学药剂来直接杀死园艺产品上的病原菌。化学药剂一般具有内吸或触杀作用，使用方法有喷洒、浸泡和熏蒸等。

第33页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜化学防治是一般植物病害防治的重要方法，也是果蔬采后病害防治的有效方法。物理防治只能抑制病菌的活动和病害的扩展，而化学防治对病菌有毒杀作用，可以弥补物理防治的不足，因此，防治效果更为显著。第34页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（一）生产上常用的化学杀菌药剂1、硫化物只有少数几种水果、蔬菜能够忍耐达到控制病害的SO2浓度，如葡萄、荔枝和龙眼等。处理葡萄的方式主要有熏蒸贮藏库、亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠药片、SO2发生纸等。硫化物对灰霉菌有一定的抑制作用。第35页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜2、脂肪胺常用的有仲丁胺（橘腐净），是一种脂肪族胺。仲丁胺既可作为熏蒸剂，也可用仲丁胺盐溶液浸淋，或加入蜡制剂中使用。仲丁胺对青霉菌有强烈的抑制作用。第36页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜3、苯并咪唑及其衍生物苯并咪唑及其衍生物主要有苯来特、托布津、多菌灵、特克多（TBZ）等，这类药物具有内吸性，对青霉菌、色二孢、拟茎点霉、刺盘孢、链核盘菌都具有很强的杀死力，被广泛地用作控制苹果、梨、柑橘、桃、李等水果采后病害的杀菌剂。第37页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜4、抑霉唑是第一个麦角甾醇（C28H40）的生物合成抑制剂，可以作为柑橘的杀菌剂。其防腐效果优于苯并咪唑类，特别对苯来特、TBZ，SOPP及仲丁胺产生抗性的青霉菌株和链格孢菌有很强的抑制作用。抑霉唑的使用质量浓度一般为1000～2000mg/L，可浸洗或喷雾处理。第38页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜5、抑菌脲商品名为扑海因，化学名称为3-（3，5-二氯苯基）-N-异丙基-2，4-二氧咪唑烷-1-羧酰胺。抑菌脲可抑制根霉和链格孢等苯并咪唑类药剂所不能抑制的病菌，同时，还可抑制灰霉葡萄孢和链核盘菌，而对青霉菌的抑制效果与抑霉唑相同。第39页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜6、瑞毒霉又叫甲霜安，化学名称为甲基-N-（2-甲氧乙酰）-N-（2-甲氧乙酰）-N-（2，6-二甲基苯基）-dL-丙氨酸甲酯。瑞毒霉有较强的内吸性能，对鞭毛菌亚门有特效，可控制疫霉引起的柑橘褐腐病。还可与三唑化合物混合使用，能有效地防治青霉菌、酸腐和褐腐等多种采后病害，使用浓度为1～2g/L。第40页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜7、乙膦铝商品名为霜霉净，化学名称为三乙膦基磷酸铝。乙膦铝是良好的内吸药剂，对人畜基本无毒对植物也安全。用2～4g/L的40％～90％可湿性粉剂对疫霉及抗瑞毒霉菌株均有抑制作用。第41页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（二）化学防治应注意的问题1、病原菌的抗药性问题长期使用同一种杀菌剂，往往会出现药效降低的现象，即所谓抗药性。病原菌的抗药性存在“交叉抗性”现象，也就是病原菌对某一杀菌剂产生抗性，那么，对作用机制相同的其他药剂也会产生抗性。为了克服抗药性可以选择作用机制不同的杀菌剂轮换使用或者采用混配的方法，即改单方为复方。第42页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜2、杀菌剂的用量与残毒农药残毒问题不仅受到卫生部门的重视，也越来越受到消费者的广泛关注．它已经成为果蔬商品流通和市场竞争的限制因素之一。杀菌剂的使用应自觉地控制在有效浓度低限，或是与其他多种方法互相配合，采取综合措施。第43页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜三、食品抗氧化剂与脱氧剂食品抗氧化剂是防止或延缓食品氧化，提高食品稳定性和延长食品贮藏期的食品添加剂。为了防止和减缓食品氧化，可以采取避光、降温、干燥、排气、充氮、密封等物理性措施，但添加抗氧化剂则是一种既简单又经济的方法。第44页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜食品抗氧化剂的种类很多，抗氧化作用的机理也不尽相同，但多数是以其还原作用为依据的：①抗氧化剂可以提供氢原子来阻断食品油脂自动氧化的连锁反应，从而防止食品氧化变质；②抗氧化剂自身被氧化，消耗食品内部和环境中的氧气从而使食品不被氧化；③抗氧化剂通过抑制氧化酶的活性来防止食品氧化变质。第45页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（二）常用抗氧化剂1、丁基羟基茴香醚（BHA）2、二丁基羟基甲苯（BHT）3、没食子酸丙酯（PG）4、抗坏血酸即维生素C5、天然抗氧化剂（1）生育酚（2）愈疮树脂（3）茶多酚第46页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（三）抗氧化剂使用注意事项1、卫生安全抗氧化剂必须对人体无毒害。抗氧化剂的使用量应在能够产生预期效果的前提下必须是最低剂量的。

第47页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜2、协同作用

抗氧化剂混合物的抗氧化活性超过单个抗氧化剂活性的加和。在使用酚类抗氧化剂的同时复配使用某酸性物质，能够显著提高抗氧化剂的作用效果。第48页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜3、应用方式在充分了解抗氧化剂性能的基础上，选择最适宜的抗氧化剂品种。在使用抗氧化剂时，应当在食品处于新鲜状态和未发生氧化变质之前使用，才能充分发挥抗氧化剂的作用。使用抗氧化剂的浓度要适当。虽然抗氧化剂浓度较大时，抗氧化效果较好，但它们之间并不成正比。第49页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜（四）脱氧剂脱氧剂又名去氧剂、吸氧剂，是目前食品保藏中正在采用的新产品。它是一组易与游离氧（或溶解氧）起反应的化学混合物，能防止食品因氧化变色、变质和油脂酸败，也对霉菌、好氧细菌和粮食害虫的生长有抑制作用。第50页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜1、脱氧剂的种类及作用机理脱氧剂有很多种类，有按照脱氧速度分为速效型和缓放型，也有按功能用途分类的，还有按原材料分为有机类和无机类的，其中，有机脱氧剂主要有葡萄糖氧化酶型脱氧剂、抗坏血酸型脱氧剂和儿茶酚型脱氧剂，而目前使用较广泛的是无机类脱氧剂。第51页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜无机脱氧剂使用较广的主要有三种：（1）铁系脱氧剂目前应用最广的是以铁或亚铁盐为主剂的脱氧剂，以铁粉为主剂的脱氧剂。

Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2①或3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2②

4Fe(OH)2十O2十2H2O→4Fe(OH)3→2Fe2O3·3H2O③

第52页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜标准状态下，在不发生任何副反应的情况下，1g铁粉可以和大约100mL的氧气发生反应，即1g铁粉可以脱除大约500mL空气中的氧气。第53页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节食品化学保鲜铁系脱氧剂的脱氧速度随温度不同而改变，铁系脱氧剂通常使用温度为5～40℃。由上面的反应可知铁系脱氧剂的脱氧速度与包装中的湿度有较大的关系。研究表明，相对湿度在90％以上时，18h后包装中的残留氧气接近零，而湿度在60