第1章_防腐劑

1、一、概述一、概述1. 1.食品變質(zhì)的原因：食品變質(zhì)的原因：l微生物作用微生物作用l酶的作用酶的作用l環(huán)境因素的作用環(huán)境因素的作用2. 2.食品防腐劑的要求：食品防腐劑的要求： 高效、廣譜、方便和安全性高效、廣譜、方便和安全性3 3、防腐劑定義：、防腐劑定義： 食品防腐劑是指能防止由微生物所引起食品防腐劑是指能防止由微生物所引起的腐敗變質(zhì)，以延長食品保存期的食品添加的腐敗變質(zhì)，以延長食品保存期的食品添加劑。劑。 兼有防止微生物繁殖引起食物中毒的作兼有防止微生物繁殖引起食物中毒的作用，故又成為抗微生物劑。用，故又成為抗微生物劑。 食品防腐劑從其性質(zhì)上分為四類：食品防腐劑從其性質(zhì)上分為四類： 無機(jī)防

2、腐劑、有機(jī)防腐劑、生物抗菌素、無機(jī)防腐劑、有機(jī)防腐劑、生物抗菌素、 植植物殺菌素物殺菌素 按其作用分為：殺菌劑和抑菌劑。二者常按其作用分為：殺菌劑和抑菌劑。二者常因濃度高低、作用時間長短和微生物種類等的因濃度高低、作用時間長短和微生物種類等的不同而不易區(qū)分。不同而不易區(qū)分。4、分類：、分類：l性質(zhì)穩(wěn)定，在一定時期中有效，使用和分解后性質(zhì)穩(wěn)定，在一定時期中有效，使用和分解后無毒；無毒；l在低濃度下仍有抑菌作用；在低濃度下仍有抑菌作用；l本身無刺激性氣味和異味；本身無刺激性氣味和異味；l價格合理，使用方便價格合理，使用方便。 5、防腐劑應(yīng)具備的條件：、防腐劑應(yīng)具備的條件：6. 6.選用防腐劑的原則

3、：選用防腐劑的原則：l按照微生物作用選擇按照微生物作用選擇l了解防腐劑抑菌特性了解防腐劑抑菌特性l兼顧食品和防腐劑的性質(zhì)兼顧食品和防腐劑的性質(zhì)l考慮環(huán)境條件考慮環(huán)境條件l安全性與合法性性安全性與合法性性二、防腐劑的作用機(jī)理：二、防腐劑的作用機(jī)理：（1 1）破壞微生物的細(xì)胞膜機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞膜通）破壞微生物的細(xì)胞膜機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，原生質(zhì)外泄，從而使細(xì)胞失去活力透性增加，原生質(zhì)外泄，從而使細(xì)胞失去活力（苯甲酸、對羥基苯甲酸酯類）（苯甲酸、對羥基苯甲酸酯類）（2 2）作用于微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，與微生物）作用于微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，與微生物酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，使二硫鍵斷裂，導(dǎo)致微酶系統(tǒng)中的

4、巰基結(jié)合，使二硫鍵斷裂，導(dǎo)致微生物蛋白質(zhì)變性（山梨酸）；生物蛋白質(zhì)變性（山梨酸）；（3 3）作用于微生物原生質(zhì)，通過對部分遺傳物）作用于微生物原生質(zhì)，通過對部分遺傳物質(zhì)的作用，抑制或干擾微生物的正常生長。質(zhì)的作用，抑制或干擾微生物的正常生長。（4 4）作用于微生物的酶類，通過影響二硫鍵和）作用于微生物的酶類，通過影響二硫鍵和一些敏感集團(tuán)以及輔酶，抑制或干擾酶的活力一些敏感集團(tuán)以及輔酶，抑制或干擾酶的活力三、防腐劑的使用三、防腐劑的使用1. 1.防腐劑使用原則防腐劑使用原則l不得對消費者產(chǎn)生急性或潛在危害不得對消費者產(chǎn)生急性或潛在危害l不得掩蓋食品本社或加工過程中的質(zhì)量缺陷不得掩蓋食品本社或加工

5、過程中的質(zhì)量缺陷 用量不能大于防腐目的要求的數(shù)量。用量不能大于防腐目的要求的數(shù)量。l使用防腐劑必須在包裝上注明使用防腐劑必須在包裝上注明l不得降低食品營養(yǎng)價值不得降低食品營養(yǎng)價值2. 2.防腐劑的添加方式防腐劑的添加方式l直接添加直接添加: :可在加工過程中將防腐劑加到食品可在加工過程中將防腐劑加到食品與配料中一起混合均勻。與配料中一起混合均勻。l表面噴涂或涂布：將防腐劑噴灑或涂布在食品表面噴涂或涂布：將防腐劑噴灑或涂布在食品表面，形成一層能有效防止微生物生長的液膜表面，形成一層能有效防止微生物生長的液膜l氣調(diào)外控：通過氣相防腐劑控制食品周圍的環(huán)氣調(diào)外控：通過氣相防腐劑控制食品周圍的環(huán)境因素，

6、從而防止食品的腐敗變質(zhì)。境因素，從而防止食品的腐敗變質(zhì)。3. 3.防腐劑使用特點防腐劑使用特點l應(yīng)用歷史悠久應(yīng)用歷史悠久l適用范圍廣適用范圍廣l添加手段簡便添加手段簡便l應(yīng)用成本低應(yīng)用成本低l使用低毒安全使用低毒安全四、防腐劑的效價四、防腐劑的效價 評價防腐劑作用的效價的方法有多種，最評價防腐劑作用的效價的方法有多種，最常見的是：常見的是：l最低抑菌濃度（最低抑菌濃度（minimum inhibition minimum inhibition concentration, MICconcentration, MIC）l最大抑菌圈直徑。最大抑菌圈直徑。1. 1.最低抑菌濃度最低抑菌濃度l最低抑菌

7、濃度是指某種防腐劑特定微生物生長最低抑菌濃度是指某種防腐劑特定微生物生長所需的最小濃度。所需的最小濃度。l該濃度越小，防腐劑的抑菌能力越強(qiáng)。該濃度越小，防腐劑的抑菌能力越強(qiáng)。l最低抑菌濃度主要取決于兩個方面：防腐劑和最低抑菌濃度主要取決于兩個方面：防腐劑和微生物的種類。對防腐劑而言，微生物的種類微生物的種類。對防腐劑而言，微生物的種類變化后，其最低抑菌濃度也隨之變化。最低抑變化后，其最低抑菌濃度也隨之變化。最低抑菌濃度一定是與特定的菌種相關(guān)的。菌濃度一定是與特定的菌種相關(guān)的。2. 2.最大抑菌直徑最大抑菌直徑 當(dāng)存在防腐劑時，以防腐劑為中心，在其周當(dāng)存在防腐劑時，以防腐劑為中心，在其周圍的一定

8、范圍內(nèi)將無微生物生物的生長。在防圍的一定范圍內(nèi)將無微生物生物的生長。在防腐劑周圍無微生物生物的生長的范圍一般呈圓腐劑周圍無微生物生物的生長的范圍一般呈圓形，該圓形的直徑稱作最大抑菌圈直徑。形，該圓形的直徑稱作最大抑菌圈直徑。 顯然，抑菌圈直徑越大，防腐劑的抑菌能力顯然，抑菌圈直徑越大，防腐劑的抑菌能力越強(qiáng)。越強(qiáng)。四、影響防腐劑抑菌效果的因素四、影響防腐劑抑菌效果的因素1 1、防腐劑的種類和用量、防腐劑的種類和用量 不同類型的防腐劑對微生物的抑制作用是不同類型的防腐劑對微生物的抑制作用是不同的，對于同一種防腐劑，在不同用量下的不同的，對于同一種防腐劑，在不同用量下的抑菌效果也有差異。抑菌效果也有

9、差異。2 2、菌量、菌量 防腐劑的抗菌力明顯地隨菌量的增加而防腐劑的抗菌力明顯地隨菌量的增加而降低。在食品中存在的微生物數(shù)及二次污染降低。在食品中存在的微生物數(shù)及二次污染的微生物越多，防腐劑的效力越低。特別是，的微生物越多，防腐劑的效力越低。特別是，在含有相當(dāng)多的細(xì)菌數(shù)的食品中，防腐劑可在含有相當(dāng)多的細(xì)菌數(shù)的食品中，防腐劑可能完全無效。能完全無效。3 3、pHpH值值 酸性防腐劑酸性防腐劑( (苯甲酸、山梨酸等苯甲酸、山梨酸等) )的防腐的防腐力隨食品的力隨食品的pHpH有顯著的差別，其在酸性有顯著的差別，其在酸性pHpH范圍范圍內(nèi)抗菌力增加內(nèi)抗菌力增加, ,是由于酸性防腐劑存在如下的是由于酸

10、性防腐劑存在如下的解離平衡：解離平衡： AHA AHA- -+H+H+ + 非解離型非解離型 解離型解離型 在酸性在酸性pHpH范圍，由于范圍，由于H H濃度的增加，抑濃度的增加，抑制了防腐劑的解離，使未解離型分子的比例制了防腐劑的解離，使未解離型分子的比例增大，因而抗菌力較強(qiáng)。增大，因而抗菌力較強(qiáng)。五、食品中常用的防腐劑五、食品中常用的防腐劑1 1無機(jī)防腐劑無機(jī)防腐劑 (1) (1)氧化型無機(jī)防腐劑氧化型無機(jī)防腐劑l主要包括氯制劑和過氧化物。這些物質(zhì)是通過主要包括氯制劑和過氧化物。這些物質(zhì)是通過氧化作用顯示出對微生物的抑制效果。氧化作用顯示出對微生物的抑制效果。l作為防腐劑的氯制劑，其有效形

11、式為次氯酸。作為防腐劑的氯制劑，其有效形式為次氯酸。如漂白粉、氯氣在水中都形成具有強(qiáng)烈氧化作如漂白粉、氯氣在水中都形成具有強(qiáng)烈氧化作用的次氯酸。用的次氯酸。l過氧化物防腐劑有過氧化氫、過醋酸等。過氧化物防腐劑有過氧化氫、過醋酸等。(2)(2)還原型無機(jī)防腐劑還原型無機(jī)防腐劑 還原型防腐劑以硫化物為代表，包括二氧還原型防腐劑以硫化物為代表，包括二氧化硫、亞硫酸及鹽類等?；?、亞硫酸及鹽類等。 二氧化硫為強(qiáng)的還原劑，可以減少植物組織中的氧二氧化硫為強(qiáng)的還原劑，可以減少植物組織中的氧含量，抑制氧化酶和微生物的活動，從而達(dá)能阻止食品含量，抑制氧化酶和微生物的活動，從而達(dá)能阻止食品的變敗、變色和維生素的

12、變敗、變色和維生素C C的損耗。的損耗。 食品中二氧化硫的含量達(dá)到食品中二氧化硫的含量達(dá)到0.10.2就顯示出防就顯示出防腐劑的保藏作用，對霉菌和細(xì)菌的毒害作用大于酵母。腐劑的保藏作用，對霉菌和細(xì)菌的毒害作用大于酵母。為保存加工用原料，其濃度以為保存加工用原料，其濃度以0.3-0.50.3-0.5為宜。為宜。 （3）硝酸鹽類）硝酸鹽類 主要用于肉類，常常與食鹽結(jié)合使用。主要用于肉類，常常與食鹽結(jié)合使用。l硝酸鹽和亞硝酸鹽有延遲微生物生長的作用，硝酸鹽和亞硝酸鹽有延遲微生物生長的作用，特別是有利于防止厭氧腐敗菌的生長。特別是有利于防止厭氧腐敗菌的生長。l硝酸鹽和亞硝酸鹽的防腐作用是暫時性的，腌硝

13、酸鹽和亞硝酸鹽的防腐作用是暫時性的，腌肉不能單獨依靠該類物質(zhì)達(dá)到防腐的目的，必肉不能單獨依靠該類物質(zhì)達(dá)到防腐的目的，必須配合須配合0 077的冷藏。的冷藏。2.2.有機(jī)防腐劑有機(jī)防腐劑 （1 1）苯甲酸）苯甲酸 苯甲酸本身是有效的防腐劑，而苯甲酸鹽只苯甲酸本身是有效的防腐劑，而苯甲酸鹽只有在酸性條件下才有效。有在酸性條件下才有效。 苯甲酸對酵母和霉菌有抑制能力，其中對酵苯甲酸對酵母和霉菌有抑制能力，其中對酵母的影響較大，而對細(xì)菌的效力較弱。苯甲酸的母的影響較大，而對細(xì)菌的效力較弱。苯甲酸的防腐能力要比苯甲酸鹽類大，這是由于未解離的防腐能力要比苯甲酸鹽類大，這是由于未解離的酸分子具有防腐能力。酸

14、分子具有防腐能力。（2 2）山梨酸）山梨酸 山梨酸幾乎沒有氣味，對食品的風(fēng)味沒山梨酸幾乎沒有氣味，對食品的風(fēng)味沒有危害。其毒性極弱有危害。其毒性極弱(LD(LD5050僅為僅為10.50g10.50gkg)kg)，是相當(dāng)于己酸的不飽和脂肪酸，作為脂肪酸代是相當(dāng)于己酸的不飽和脂肪酸，作為脂肪酸代謝產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)蓄積阻止脫水酶系而顯示出抗謝產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)蓄積阻止脫水酶系而顯示出抗菌性。由于山梨酸的非解離型分子濃度隨菌性。由于山梨酸的非解離型分子濃度隨pHpH而而異，所以在酸性條件下效果較好，而在接近中異，所以在酸性條件下效果較好，而在接近中性時的效果減弱。性時的效果減弱。3.酯類防腐劑酯類防腐劑 對羥

15、基苯甲酸酯類（尼泊金酯）對羥基苯甲酸酯類（尼泊金酯） 對羥基苯甲酸酯類又名尼泊金酯，是苯對羥基苯甲酸酯類又名尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。目前主要使用的是對羥基苯甲甲酸的衍生物。目前主要使用的是對羥基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯。酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯。 對羥基苯甲酸酯類為無色小結(jié)晶或白色對羥基苯甲酸酯類為無色小結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末，無臭，開始無味，后來稍有澀味，結(jié)晶性粉末，無臭，開始無味，后來稍有澀味，易溶于乙醇，難溶于水。易溶于乙醇，難溶于水。 苯甲酸酯類的抑菌效果隨碳原子數(shù)的增多苯甲酸酯類的抑菌效果隨碳原子數(shù)的增多而增強(qiáng)，其毒性則隨碳原子數(shù)的增多而減弱，而增強(qiáng)，其毒性則隨碳原子數(shù)的增多而

16、減弱，其溶解度液隨碳原子數(shù)增多而減小。其溶解度液隨碳原子數(shù)增多而減小。 抑菌機(jī)理類似苯酚，可破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，抑菌機(jī)理類似苯酚，可破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性，并可抑制微生物細(xì)胞使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性，并可抑制微生物細(xì)胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性。的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性。六、防腐劑的發(fā)展六、防腐劑的發(fā)展1.1.認(rèn)識誤區(qū)：認(rèn)識誤區(qū)：l生產(chǎn)誤區(qū)：超量濫用、超范圍使用、忽略防腐生產(chǎn)誤區(qū)：超量濫用、超范圍使用、忽略防腐劑本身的質(zhì)量級別要求。劑本身的質(zhì)量級別要求。l宣傳誤區(qū)：顛倒因果關(guān)系、問題食品的責(zé)任歸宣傳誤區(qū)：顛倒因果關(guān)系、問題食品的責(zé)任歸咎于防腐劑、不科學(xué)的宣傳。咎于防腐劑、不科學(xué)的宣

17、傳。l消費者誤區(qū)：把防腐劑與食品安全對立、受商消費者誤區(qū)：把防腐劑與食品安全對立、受商業(yè)炒作的影響、存在夸大防腐劑毒性的意識。業(yè)炒作的影響、存在夸大防腐劑毒性的意識。2.我國使用防腐劑存在的問題我國使用防腐劑存在的問題l超量、超范圍使用超量、超范圍使用l存在誤解、誤導(dǎo)和不科學(xué)的認(rèn)識存在誤解、誤導(dǎo)和不科學(xué)的認(rèn)識l品種選用范圍小，開發(fā)力度不夠品種選用范圍小，開發(fā)力度不夠l制度不健全，監(jiān)管與執(zhí)法不嚴(yán)制度不健全，監(jiān)管與執(zhí)法不嚴(yán)3.新性防腐劑的研發(fā)新性防腐劑的研發(fā)1 1 殼聚糖殼聚糖 也稱脫乙酰甲殼素，甲殼素是節(jié)肢動物也稱脫乙酰甲殼素，甲殼素是節(jié)肢動物的外殼及以些低等植物細(xì)胞壁中的天然高分子化的外殼及以

18、些低等植物細(xì)胞壁中的天然高分子化合物。合物。 殼聚糖成白色粉末，溶于酸，對細(xì)菌、殼聚糖成白色粉末，溶于酸，對細(xì)菌、霉菌和酵母菌都具有抑菌特性，其抑菌能力的大霉菌和酵母菌都具有抑菌特性，其抑菌能力的大小與殼聚糖的脫乙酰度、分子量、環(huán)境的小與殼聚糖的脫乙酰度、分子量、環(huán)境的PHPH值以值以及金屬離子和表面活性劑等雜質(zhì)的干擾有關(guān)。及金屬離子和表面活性劑等雜質(zhì)的干擾有關(guān)。 殼聚糖的抑菌作用主要通過干擾微生物細(xì)殼聚糖的抑菌作用主要通過干擾微生物細(xì)胞表面上的陰離子電荷以及結(jié)合胞表面上的陰離子電荷以及結(jié)合DNADNA，從而抑，從而抑制制mRNAmRNA和蛋白質(zhì)的合成者兩條途徑進(jìn)行的。和蛋白質(zhì)的合成者兩條途徑進(jìn)行的。 殼聚糖為可食用的天然物質(zhì)，能被生物殼聚糖為可食用的天然物質(zhì)，能被生物降解，不會產(chǎn)生二次污染，在抑制病變細(xì)胞的降解，不會產(chǎn)生二次污染，在抑制病變細(xì)胞的同時。對正常細(xì)胞幾乎沒有影響，甚至起到保同時。對正常細(xì)胞幾乎沒有影響，甚至起到保護(hù)和促進(jìn)作用。護(hù)和促進(jìn)作用。 目前的應(yīng)用還只停留在果蔬劑一些肉