食品有機(jī)工藝-山梨酸

1、食品有機(jī)工藝防腐劑之山梨酸引言食品防腐劑是抑制物質(zhì)腐敗的藥劑。即對以腐敗物質(zhì)為代謝底物的微生物的生長具有持續(xù)的抑制作用，它是延長食品保質(zhì)期的一種食品添加劑。重要的是它能在不同情況下抑制最易發(fā)生的腐敗作用，特別是在一般滅菌作用不充分時(shí)仍具有持續(xù)性的效果。常見的防腐劑應(yīng)用，對纖維和木材的防腐用礦油、煤焦油、丹寧，對生物標(biāo)本用甲醛、升汞、甲苯、對羥基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂類樹脂。在食品中使用防腐劑受到限制，因此多靠干燥、腌制等一些物理的方法。特殊的防腐劑有乙酸等有機(jī)酸、以油酸脂為成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。對于生物體的局部（如人體表面或消化道），可以根據(jù)具體條件采用各種防腐劑（如碘

2、仿、水楊酸苯酯、苯胺染料或吖啶類色素等）。簡介我國規(guī)定使用的防腐劑有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、丙酸鈣等 25 種。國外使用的食品防腐劑有幾十種之多, 山梨酸是迄今公認(rèn)的毒性最低的食品防腐添加劑 , 它可以用于多種食品。 它是一種不飽和脂肪酸 , 在人體內(nèi)參加正常生理代謝 , 根據(jù)試驗(yàn)證明 , 山梨酸在體內(nèi) ( 如肝、腎中 ) 沒有積累。其LD=10.5 士 1.96 克/ 公斤體重 , 毒性與食鹽相當(dāng)。 因此 , 目前國外有些國家就食品防腐劑指定使用山梨酸 , 已不允許使用苯甲酸類。 山梨酸又是優(yōu)良防霉劑 , 具有抑制微生物繁殖的作用 , 山梨酸對霉菌、酵母和好氣性細(xì)菌均有抑制作用,

3、 但對厭氣性芽胞桿菌、乳酸菌等則無效。 山梨酸還可在較寬的pH值范圍內(nèi)應(yīng)用 , 對食品味道的影響比苯甲酸小。山梨酸，英文名稱： Sorbic acid ,又名 2.4 已二烯酸 ,2 丙烯基丙烯酸。山梨酸是一種不飽和脂肪酸， 就象其他天然的脂肪酸一樣， 在人體中參加新陳代謝，被人體消化和吸收，產(chǎn)生二氧化碳和水。世界衛(wèi)生組織為（WTO）的一些專家研究表明，被人體能安全吸收的山梨酸是世界衛(wèi)生組織添加劑委員會允許使用的很少幾種防腐劑之一， 具有較高的安全性和對霉菌很強(qiáng)的抑制能力。山梨酸（及山梨酸鹽類， 如山梨酸鉀） 在食品上的應(yīng)用， 被美國食品和藥物管理部門規(guī)定為“公認(rèn)安全 " （GRAS

4、）品種。摘要食品是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，而食品工藝的發(fā)展對于改善人們食物結(jié)構(gòu)、方便人們生活、提高人民體質(zhì)具有重要意義。山梨酸類防腐劑種類山梨酸類有山梨酸、 山梨酸鉀和山梨酸鈣三類品種。山梨酸不溶于水外， 使用時(shí)須先將其溶于乙醇或硫酸氫鉀中， 使用時(shí)不方便且有刺激性， 故一般不常用；山梨酸鈣規(guī)定其使用范圍小，所以也不常使用； 山梨酸鉀則沒有它們的缺點(diǎn)，易溶于水、使用范圍廣，我們經(jīng)?？梢栽谝恍╋嬃?、果脯、罐頭等食品看到它的身影；在這里我重點(diǎn)介紹一下山梨酸鉀：它為不飽和六碳酸； 一般市場上出售的山梨酸鉀呈白色或淺黃色顆粒，含量在 98%-102%；無臭味、或微有臭味， 易吸潮、易氧化而變褐色

5、，對光、熱穩(wěn)定，相對密度1.363 ，熔點(diǎn)在 270分解，其 1%溶液的 PH=7-8。山梨酸鉀為酸性防腐劑，具有較高的抗菌性能，抑制霉菌的生長繁殖；其主要是通過抑制微生物體內(nèi)的脫氫酶系統(tǒng)，從而達(dá)到抑制微生物的生長和起防腐作用，對細(xì)菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用；其效果隨PH的升高而減弱， PH達(dá)到 3 時(shí)抑菌達(dá)到頂峰， PH達(dá)到 6 時(shí)仍有抑菌能力，但最底濃度不能底于 0.2%，實(shí)驗(yàn)證明 PH為 3.2 比 PH為 2.4 的山梨酸鉀溶液浸漬，未經(jīng)殺菌處理的食品的保存期短 24 倍。山梨酸及山梨酸鉀是國外普遍使用的防腐劑之一。 我國已將山梨酸和山梨酸鉀列入 GB2760-1996食品添加劑使用

6、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，作為低毒的食品添加劑，在國內(nèi)最終代替苯甲酸鈉已成必然趨勢， 這對于保障人民的身體健康， 有著十分重大的意義。山梨酸類防腐劑主要特點(diǎn)（ 1 ）、防腐效果明顯高于苯甲酸類， 是苯甲酸類的 5 10 倍，一般使用量 0.2 1.0 克千克。（）、產(chǎn)品毒性低，是苯甲酸鹽的1 4，是食鹽的一半。（）、不改變食品特性， 是一種不飽和脂肪酸及其鹽類，參與人體的新陳代謝，產(chǎn)生二氧化碳和水，可看成是食品的一部分，保持食品原有的色、香、味和營養(yǎng)成份。（）、使用范圍廣泛，不僅應(yīng)用于各類食品的防霉防腐，而且醫(yī)藥、煙草、造紙、化妝品、牙膏、飼料、水果保鮮等行業(yè)也有很大應(yīng)用。（）、操作方便靈活，可直接添加，也可

7、噴灑或浸漬。因此，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織、美國、英國、日本以及中國、東南亞國家都推薦山梨酸及山梨酸鉀作為各類食品的防腐劑。（）、人體安全使用范圍：每天每千克體重使用量不超過25mg。山梨酸類防腐劑作用機(jī)理山梨酸、山梨酸鉀和山梨酸鈣它們?nèi)N的作用機(jī)理相同，毒性比苯甲酸類和尼泊金酯要小，日允許量為25mg/Kg ，苯甲酸 5 倍，尼泊金酯的2.5 倍，是一種相對安全的食品防腐劑；在我國可用于醬油、醋、面醬類、果醬類、醬菜類、罐頭類和一些酒類等等食品。其作用機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾方面：能使微生物的蛋白質(zhì)凝固或變性，從而干擾其生長和繁殖。防腐劑對微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜產(chǎn)生作用。 由于能破壞或損傷細(xì)胞

8、壁，或能干擾細(xì)胞壁合成的機(jī)理，致使胞內(nèi)物質(zhì)外泄，或影響與膜有關(guān)的呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)，從而具有抗微生物的作用。作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯等。作用于微生物體內(nèi)的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。防腐機(jī)理食品大多是動物和植物的組織,它含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)、水份和能分解食品組成的酸類。在存放食品時(shí),由于溫度、濕度、環(huán)境衛(wèi)生條件等因素控制失當(dāng),各種細(xì)菌微生物中的酶就會不斷發(fā)生代謝作用,食品中的飽和脂肪酸被氧化并發(fā)生脫氫現(xiàn)象,形成不飽和脂肪酸,導(dǎo)致食品腐爛變質(zhì)。但是 ,加入適量的山梨酸可控制脫氫酶的活動,阻止脂肪酸氧化、脫氫 ,從而抑制各種細(xì)菌微生物在食品中

9、進(jìn)行生長繁殖。由于山梨酸是一種具有共軛雙烯鍵不飽和脂肪酸,屬于酸性防腐劑,在 pH < 6的條件下 ,其雙烯鍵同食品中微生物酶的硫氫基結(jié)合形成共價(jià)鍵,使硫氫基失去活力,從而抑制微生物的繁殖,達(dá)到對食品防腐保鮮作用。合成工藝近年來各國相繼開展山梨酸合成研究工作,其合成工藝路線有以下幾種。 巴豆醛和丙二酸為主要原料 乙醛在仲胺鹽催化下三聚成,以吡啶為催化劑合成山梨酸。2, 42己二烯醛 ( 山梨醛 ) ,再氧化成山梨酸。巴豆醛和乙烯酮為主要原料,先生成聚酯 ,再經(jīng)熱解、酸解而生成山梨酸。巴豆醛和丙酮為主要原料,先生成巴豆烯叉丙酮,再氧化成山梨酸。1工藝流程2反應(yīng)機(jī)理在反應(yīng)過程中 ,主要反應(yīng)如

10、下（ 1）縮合（ 2）合成（ 3）酸解山梨酸類防腐劑的應(yīng)用山梨酸能抑制霉菌、酵母菌、 芽胞梭狀桿菌和嗜冷腐敗菌的生長,因此 , 防腐效果十分明顯 ,且能保持食品原有的色、香、 味。據(jù)資料報(bào)道 ,山梨酸防腐效果是苯甲酸的8 10 倍 , 由于苯甲酸中的苯環(huán)有致癌之嫌,所以人們越來越多地使用山梨酸。山梨酸屬多碳脂肪酸, 在水中溶解度較小 ,使用時(shí)通常配以 KOH, 形成山梨酸鉀 , 增大在水中溶解度 ,使用起來比較方便。目前山梨酸的應(yīng)用已被推廣到肉制品、乳制品、糕點(diǎn)、面包、果酒飲料、調(diào)料、 干酪、 水果、 蔬菜、罐頭、化妝品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)。山梨酸在其它工業(yè)上的應(yīng)用也日益廣泛。由于山梨酸共軛雙烯鍵具有較強(qiáng)的活性 , 可以進(jìn)行加成、鹵化、 酯化等一系列反應(yīng) , 可用于石油工業(yè)中 ,增加干性油的品位 ,提高汽油的辛烷值 , 改進(jìn)冷橡膠的研磨性能, 增進(jìn)油漆的光澤 ; 也可用作制造增塑劑、潤滑劑、 昆蟲引誘劑、粘膠劑和合成纖維助劑等的中間體、異戊二烯的熱穩(wěn)定劑。隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 商業(yè)和對外貿(mào)易飛速發(fā)展的需要,山梨酸將得到更加廣泛地開發(fā)和利用。結(jié)束語山梨酸是迄今為止國際公認(rèn)的最好的防腐劑。隨著人民生活水平的提高， 對食品添加劑的安全性要求將逐漸提高，山梨酸替代苯甲酸以已為食品工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。山