现代食品添加剂-课件 第3章 食品防腐剂

第3章食品防腐剂目录01食品防腐剂概述02常见的食品防腐剂03防腐剂的选择与合理使用3.1食品防腐剂概述3.1.1

认识食品防腐剂（1）食品添加剂的定义食品防腐剂是指加入食品中能够杀死或抑制微生物，防止或延缓食品腐败的食品添加剂。防腐剂主要是利用化学的方法来杀死有害微生物或抑制微生物的生长，从而防止或延缓食品腐败。理想食品防腐剂的必备条件（1）符合食品安全标准必须经过严格的安全性评估和法规批准。（2）安全

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毒副作用小对人体健康无急性或慢性危害。（3）性质稳定在食品加工和储存过程中不易分解，不与食品成分发生不良化学反应。理想食品防腐剂的必备条件（4）防腐效果好在低浓度下仍有显著的抑菌作用。（5）本身无刺激性异味不影响食品原有的风味。（6）使用方便

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价格低廉便于生产操作，成本可控。3.1.2食品防腐剂的作用机理食品防腐剂抑制与杀灭微生物的机理十分复杂，主要通过以下途径实现：（1）破坏细胞膜结构与功能机理：防腐剂能够破坏微生物细胞膜的结构,或改变其通透性。结果：导致微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外,破坏其正常的生理平衡、最终导致微生物失活。（2）干扰酶的活性机理：防腐剂与微生物体内的酶发生作用,例如与酶的巯基(-SH)结合,破坏多种巯基蛋白酶的活性。结果：干扰微生物体内的正常代谢过程,特别是影响其呼吸酶系,从而抑制其生长和繁殖。3.1.2食品防腐剂的作用机理（3）作用于蛋白质等关键生物大分子机理：某些防腐剂可以作用于微生物的蛋白质,导致蛋白质部分变性。结果：破坏蛋白质的空间结构,使其无法执行正常的生理功能,导致微生物死亡。3.2常见的食品防腐剂

根据《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB2760—2024)，我国允许使用的食品防腐剂主要分为以下几大类:酸性防腐剂：苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐类等。酯类防腐剂：对羟基苯甲酸酯类及其钠盐等。天然防腐剂：纳他霉素、乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸、溶菌酶等。3.2.1酸性防腐剂（1）核心特点抑菌效果主要取决于其未解离的酸分子，效力随pH值的降低而增强，在碱性条件下几乎无效。（2）主要种类苯甲酸及其钠盐山梨酸及其钾盐丙酸及其盐类3.2.1.1苯甲酸及其钠盐性状：苯甲酸相对密度1.2659，熔点121~123℃，可升华，为白色结晶，常温难溶于水、易溶于热水与有机溶剂；苯甲酸钠是白色粉末，易溶于水，水溶液呈弱碱性。二者均为常用食品防腐剂，防腐效果依赖体系酸度：苯甲酸防腐最佳pH为2.5~4.0，酸性越强抑菌能力越好，碱性环境失效；苯甲酸钠需转化为游离苯甲酸才可起效，整体抑菌效果弱于苯甲酸。凭借强亲油性，苯甲酸穿透菌体细胞膜，阻碍营养吸收、抑制呼吸酶活性，实现抑菌防腐。

ADI·0~5mg/kg(以苯甲酸计)毒性·大鼠经口LD₅₀苯甲酸：2530mg/kg(bw)苯甲酸钠：4070mg/kg(bw)应用范围：依据GB2760—2024，苯甲酸及其钠盐可在饮料、酱料、蜜饯、糖果等多类食品中添加，不同品类限量在0.2~1.5g/kg之间。苯甲酸溶解度差，需热水或乙醇溶解，加热操作需做好防护；苯甲酸钠可直接水溶使用，1g苯甲酸钠等效0.847g苯甲酸。该添加剂存在蓄积中毒风险，应用范围逐步缩减，但因性价比高，目前在国内食品行业依旧普遍应用。3.2.1.1苯甲酸及其钠盐3.2.1.2山梨酸及其钾盐（1）性状山梨酸是无色针状结晶，耐热耐光，但久置空气易氧化变色，常温水中溶解度低，易溶于醇类有机溶剂；山梨酸钾为浅色粉末，易吸水氧化，水溶性极佳，水溶液呈弱碱性。二者为常用酸性食品防腐剂，仅有效抑制霉菌、酵母菌与好氧细菌，在pH5.5以内抑菌效果最佳，碱性环境基本失效。其通过结合微生物酶巯基、阻碍能量传递抑制菌群繁殖。山梨酸钾毒性更低，应用范围更广，作用机理与山梨酸一致。3.2.1.2山梨酸及其钾盐（3）毒性大鼠经口LD50:山梨酸大鼠经口LD50为7360mg/kg(bw),山梨酸钾为4920mg/kg(bw)（4）应用范围依据GB2760—2024，山梨酸及其钾盐在各类食品中限量0.075~1.5g/kg（以山梨酸计）。山梨酸水溶性差，需乙醇或碳酸盐溶液调配，禁止接触铜铁器具，需食品加热后添加；食品重度污染时它会助长腐败，复配使用可增效。山梨酸钾水溶性好，1g山梨酸钾相当于0.746g山梨酸,即1g山梨酸约相当于1.33g山梨酸钾。（2）ADI0~25mg/kg(bw)(以山梨酸计)3.2.1.3丙酸及其盐类(丙酸钠)（1）性状丙酸钠是白色粉末，无异味，极易溶于水，可溶于乙醇，微溶于丙酮，易吸潮分解，耐热且不易挥发，遇稀硫酸加热会释放丙酸气味。它主要抑制霉菌，对细菌抑菌效果有限，无法作用于酵母菌，多用于面包、乳酪防霉。其抑菌原理是阻碍微生物合成β-丙氨酸，若外加该物质会削弱防腐效果，但依旧可抑制棒曲霉、枯草芽孢杆菌等部分菌种。按FAO/WHO(1985年)规定,ADI不作限制性规定规定。小鼠经口LD50为5.1g/kg(bw)。丙酸是人体正常代谢的中间产物,可被代谢和利用,安全无毒。（2）毒性3.2.1.3丙酸及其盐类(丙酸钙)丙酸钙为白色结晶粉末，无异味或略带丙酸气息，光照、高温环境下性质稳定，但具备吸湿性。该物质易溶于水，20℃溶解度为39.9g/100mL，不溶于乙醇、乙醚。其水溶液偏碱性，10%溶液pH介于8~10。将稀硫酸加入丙酸钙溶液并加热，会释放出丙酸特有气味，常作为食品防腐防霉剂使用。FAO/WHO(1985)规定，ADI未做限制性规定。大鼠经口LD50为5160mg/kg(bw)。根据GB2760—2024，丙酸及其盐类在不同食品限量不同：生湿面制品0.25g/kg，原粮1.8g/kg，豆制品、糕点等2.5g/kg，调理及烧烤肉制品最高3.0g/kg，计量均以丙酸计算。（1）性状（2）毒性（3）应用范围3.2.2酯类防腐剂酯类防腐剂是指由酯类化合物组成的防腐剂，广泛用于食品、化妆品、药品和工业产品的保鲜和防腐。这些酯类物质通常能有效抑制微生物(如细菌、霉菌和酵母菌)的生长，从而延长产品的保质期。3.2.2.1对羟基苯甲酸乙酯对羟基苯甲酸乙酯为无色或白色结晶粉末，无臭、略带涩味，理化性质稳定，疏水无吸湿性；微溶于水，易溶于乙醇、丙二醇。它抑菌能力优于苯甲酸、山梨酸，效果基本不受酸碱度干扰，在pH4~8区间均可起效，烷基链越长抑菌效果越好。体系内含有淀粉会降低其抗菌活性，因水溶性差，实际应用常先用乙醇、碱液等溶解后再加入食品。（2）ADI（1）性状0~10mg/kg(bw)小鼠经口LD50为3000mg/kg(bw)依据GB2760—2024，对羟基苯甲酸酯类及其钠盐应用品类广泛，限量区间为0.012~0.5g/kg（以对羟基苯甲酸计）：果蔬表皮仅0.012g/kg，糕点馅料最高0.5g/kg，酱料、多数饮品限值为0.25g/kg，蛋制品、碳酸饮料0.2g/kg。该类防腐剂多用于肉制品、饮料、糖果等产品，因高剂量带有异味，实际生产添加量通常低于0.05%。（2）毒性（3）应用范围3.2.2.1对羟基苯甲酸乙酯3.2.2.2对羟基苯甲酸丙酯对羟基苯甲酸丙酯的性状与对羟基苯甲酸乙酯类似，为小而无色的结晶或白色粉末，几乎无臭，稍有涩味，熔点95~98℃，微溶于水,易溶于乙醇和丙二醇。对羟基苯甲酸丙酯的抗菌作用强于对羟基苯甲酸乙酯，特别是对苹果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐酸酵母等具有显著的抑杀能力，使用时可以参照对羟基苯甲酸乙酯。小鼠经口LD50为3700mg/kg(bw)对羟基苯甲酸丙酯的使用范围和最大使用量可参考对羟基苯甲酸乙酯的使用。0~10mg/kg(bw)（1）性状（2）ADI（3）毒性（4）应用范围3.2.2.3对羟基苯甲酸丁酯对羟基苯甲酸丁酯为小而无色的结晶或白色粉末,几乎无臭,稍有涩味,熔点69~72℃,极微溶于水,易溶于乙醇和丙二醇。对羟基苯甲酸丁酯的抗菌能力强于对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸乙酯,对酵母和霉菌有强抑制作用,在酸性条件下能充分发挥防腐作用。小白鼠经口LD50为17.1g/kg(bw)皮下注射为16g/kg(bw)。对羟基苯甲酸丙酯的使用范围和最大使用量可参考对羟基苯甲酸乙酯的使用。延期决定。（1）性状（2）ADI（3）毒性（4）应用范围3.2.3天然防腐剂由微生物产生或从天然物质中提取，安全性高。乳酸链球菌素纳他霉素溶菌酶ε-聚赖氨酸香辛料提取物（1）性状（2）主要种类3.2.3.1乳酸链球菌素乳酸链球菌素为白色易流动粉末。在室温及酸性条件下加热其活性均稳定，在pH=2时于121℃加热30min及在pH=3时于121℃加热15min，其活性不受影响。当pH值>4时，乳酸链球菌素迅速分解。121℃加热15分钟后，pH越高活性损耗越严重，中性环境下几乎完全失效。安全无毒，ADI(每日允许摄入量)为33000IU/kg(bw)依据GB2760—2024，乳酸链球菌素在各类食品中限量0.15~0.5g/kg。肉制品、腌菜等限值最高为0.5g/kg，杂粮、灌肠、湿面等为0.25g/kg，面包糕点0.3g/kg。（1）性状（2）毒性（3）应用范围3.2.3.2纳他霉素纳他霉素为近白色至淡黄色粉末，基本无味，难溶于水，可溶于冰醋酸等溶剂，需避光、低于15℃密封存放。它是安全高效的生物防腐剂，适用pH范围宽、添加量少、抑菌持久，不会干扰食品发酵工序，也不改变原有风味，还可抑制真菌毒素生成。广泛用于乳品、肉食、烘焙、果蔬、调味品等行业；能抑制酸奶霉菌酵母菌，且不伤害有益乳酸菌，也可预防馒头、酱油等食物发霉。ADI为0~0.3mg/kg(bw),可安全用于食品。纳他霉素仅限食品表面防腐，依据GB2760—2024，干酪、糕点、各类肉制品限量0.3g/kg，蛋黄酱、沙拉酱为0.02g/kg，发酵酒（葡萄酒除外）为0.01g/L，多数品类残留量需低于10mg/kg。（1）性状（2）毒性（3）应用范围3.2.3.3溶菌酶溶菌酶是由129个氨基酸组成的白色碱性球蛋白，分子量14300，最适作用温度45~50℃，可溶于盐水，遇乙醇、丙酮析出沉淀，分为细菌与真菌细胞壁分解酶两类。它在酸性环境稳定性好，纯水62.5℃加热易失活，乙醇体系耐热性更强。该蛋白安全无毒，专一破坏微生物细胞壁，在适宜温pH下强效杀灭革兰氏阳性菌，对部分革兰氏阴性菌也有抑制效果，最佳施用浓度为0.5g/L。溶菌酶是一种无毒、无副作用的蛋白质,具有一定的溶菌作用,因此可用作天然的食品防腐剂。依据GB2760—2024，溶菌酶可按需用于干酪制品，发酵酒（葡萄酒除外）限量0.5g/kg，多用于酒类、肉制品、烘焙食品。它可调理婴幼儿肠道，和多种物质复配能增强防腐功效。（1）性状（2）毒性（3）应用范围3.2.3.4ε-聚赖氨酸ε-聚赖氨酸为淡黄色吸湿性粉末，略带苦味，250℃以上分解，水溶性佳、耐热性优异，120℃加热20分钟依旧稳定，适合食品热处理工序；微溶于乙醇，不溶于多数有机溶剂，中性、弱酸环境抑菌效果突出。其活性易被酸性多糖、磷酸盐、铜离子削弱，搭配有机酸、甘氨酸等可提升防腐能力。该物质可有效抑制革兰氏阴阳菌与酵母菌，和醋酸联用能够强效抑制枯草芽孢杆菌。ε-聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂,安全性高于其他化学防腐剂,大鼠经口LD50>5g/kg(bw)。《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB2760—2024)规定,ε-聚赖氨酸用于焙烤食品的最大使用量为0.15g/kg;用于熟肉制品的最大使用量为0.25g/kg;用于果蔬汁(浆)类饮料的最大使用量为0.2g/L。（1）性状（2）毒性（3）应用范围2.3.5香辛料提取物从大蒜、肉豆蔻、肉桂、丁香等香辛料中提取。安全有效，但多数因具有辛辣味道，应用受到限制。（1）来源（2）特点3.3防腐剂的选择与合理使用3.3.1正确选择防腐剂（1）了解防腐剂的应用范围。（2）了解防腐剂和食品各自的理化性质,例如防腐剂的pKa(酸解离常数的负对数)、溶解性和食品的pH值等。（3）了解食品的贮藏条件和工艺之间的相互作用，以保证防腐剂充分发挥作用。（4）为了使防腐剂能够延长食品的保质期，必须严格控制食品的初始菌数。（5）必须了解所选食品防腐剂的安全