第六章食品的化學(xué)保藏03

1、第六章 食品的化學(xué)保藏第一節(jié) 食品化學(xué)保藏的定義和特點(diǎn)一、食品化學(xué)保藏的定義食品化學(xué)保藏（chemical preservation）：指的是在生產(chǎn)和貯運(yùn)過(guò)程中使用食品添加劑提高食品的耐藏性和盡可能保持它原來(lái)品質(zhì)的措施方法?；瘜W(xué)保藏劑（又稱保鮮劑）指的是任何添加到食品中用于防止或延遲食品變質(zhì)的添加物質(zhì)。食品化學(xué)保藏的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便易行；經(jīng)濟(jì)實(shí)用使用中需要注意的幾點(diǎn)：u用量上受到限制u化學(xué)保藏劑添加的時(shí)機(jī)要恰當(dāng)u化學(xué)保藏劑的使用并不能改善低質(zhì)食品的品質(zhì)二、食品添加劑及其使用1、定義根據(jù)中華人民共和國(guó)食品衛(wèi)生法，食品添加劑指的是：為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品的化學(xué)合成或

2、者天然物質(zhì)。為了增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)成分而加入食品中的天然的或者人工合成的屬于天然營(yíng)養(yǎng)素范圍的食品添加劑稱為食品強(qiáng)化劑。u食品添加劑與食品配料的區(qū)別：食品配料一般是公認(rèn)安全的物質(zhì)，無(wú)需進(jìn)行毒理學(xué)評(píng)價(jià)，用量比較大，一般在3%以上食品添加劑需要經(jīng)過(guò)毒理學(xué)檢驗(yàn)，并有一定的ADI值，一般用量較小2、食品添加劑的作用u增強(qiáng)食品的保藏性、保持或提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值u改善食品的感觀性狀u適應(yīng)生產(chǎn)的機(jī)械化和連續(xù)化u滿足其他特殊要求3、食品添加劑的分類及應(yīng)用現(xiàn)狀食品添加劑種類繁多，我國(guó)列入 GB2760-1996食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的品種已達(dá)1150多種。依照GBI2493-90食品添加劑分類和代碼，我國(guó)將食品添加劑分為2

3、2類。三、化學(xué)保藏的衛(wèi)生與安全性作為食品添加劑使用的物質(zhì)，人們?cè)谑褂玫倪^(guò)程中最為關(guān)心的其實(shí)是其安全性，然后才是工藝效果。一般要求：食品添加劑本身應(yīng)經(jīng)過(guò)充分的毒理學(xué)評(píng)價(jià)，證明在一定的使用范圍內(nèi)對(duì)人體無(wú)害。要求：u最好能參與人體正常的物質(zhì)代謝；u經(jīng)正常解毒過(guò)程解毒后排出體外；u因不吸收排出體外；u不能在人體內(nèi)因分解或反應(yīng)形成對(duì)人體有害的物質(zhì)。第二節(jié) 食品防腐劑及其應(yīng)用一、防腐劑的作用和特點(diǎn)定義：防腐劑是指能抑制微生物引起的腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品保存期的一類食品添加劑，有時(shí)也被稱為抗菌劑。其主要作用是抑制食品中微生物的繁殖。1、防腐劑的抗菌譜與作用模式一般來(lái)說(shuō)，防腐劑的選擇首先是基于其抗菌譜或者其抗菌范

4、圍。少數(shù)一些防腐劑具有同時(shí)抑制幾類微生物的功能，絕大多數(shù)的防腐劑只能針對(duì)霉菌、細(xì)菌和酵母中的一類或者兩類有效，或者對(duì)其中的一些比較有效而對(duì)其它的效果比較弱，或者只是在一定pH條件下才起作用。防腐劑的防腐原理：u干擾微生物的酶系，破壞其正常的新陳代謝，抑制酶的活性；u破壞微生物的遺傳物質(zhì)，干擾其生存和繁殖；u與細(xì)胞膜作用，使細(xì)胞通透性上升，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)逸出而失活。2、防腐劑的理化性質(zhì)u極性：要具有兩親性u(píng)沸點(diǎn)：直接影響穿透能力u解離性：通常分子狀態(tài)防腐效果好u與食品中脂類、蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)的反應(yīng)能力：反應(yīng)導(dǎo)致防腐性能降低3、食品性質(zhì)對(duì)防腐劑作用的影響u蛋白質(zhì)與防腐劑的結(jié)合會(huì)使防腐劑失效u纖維

5、也會(huì)與一些防腐劑結(jié)合而使其失效u脂類也能顯著影響一些防腐劑，一些親油性比較強(qiáng)的防腐劑可能會(huì)轉(zhuǎn)移到食品的脂相中，而遠(yuǎn)離微生物生長(zhǎng)繁殖的水相環(huán)境，因此導(dǎo)致防腐劑的活性下降u另外pH也會(huì)影響其活性u(píng)一些防腐劑還會(huì)水解和氧化4、食品中微生物種類和量對(duì)防腐劑作用的影響u原始菌數(shù)很低，防腐劑才有效果。u不同的防腐劑的抗菌譜不同，選擇防腐劑就必須注意二、常用防腐劑及其性質(zhì)和應(yīng)用1、有機(jī)酸及酯類u苯甲酸、其鈉鹽及其酯類苯甲酸和苯甲酸鹽又稱為安息香酸和安息香酸鹽，鹽類主要是鈉鹽，還有鈣鹽和鉀鹽。苯甲酸具有以下特點(diǎn)：價(jià)格低廉、容易生產(chǎn)、無(wú)顏色、毒性較低。苯甲酸結(jié)構(gòu)式抗菌機(jī)理目前認(rèn)為主要是干擾微生物細(xì)胞膜的通透性，

6、導(dǎo)致底物傳遞以及電子傳遞系統(tǒng)的氧化磷酸化作用脫節(jié)，進(jìn)而引起細(xì)胞新陳代謝紊亂而死亡。對(duì)微生物有強(qiáng)烈的毒性，但其鈉鹽的毒性則很低。OHCOOHCONHCHHCCOOHNHCHCOOHHC22562256苯甲酸甘氨酸馬尿酸苯甲酸的衍生物，通常情況下，苯基烷酸烷基支鏈越長(zhǎng)，其防腐能力越強(qiáng)。這類防腐劑的抑菌機(jī)理與苯甲酸類似，都是使微生物呼吸系統(tǒng)酶和電子傳遞系統(tǒng)的酶活性受到抑制，并破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，達(dá)到防腐作用。但是目前，對(duì)于羥基苯甲酸酯類的毒理性存在一定的爭(zhēng)議！香港消費(fèi)者委員會(huì)稱于多款護(hù)膚品面膜中檢出可能導(dǎo)致過(guò)敏的防腐劑“對(duì)羥基苯甲酸酯”，其中涉及多款知名品牌。美國(guó)食品藥品管理局(FDA)表示，pa

7、rabens是美國(guó)最常使用于包括洗發(fā)精和化妝品在內(nèi)的防腐劑。許多動(dòng)物或?qū)嶒?yàn)室研究顯示 parabens 與雌激素的作用類似，可能使其具有導(dǎo)致乳腺癌的潛在危險(xiǎn)。英國(guó)瑞丁大學(xué)Reading University研究發(fā)現(xiàn)，婦女因使用保養(yǎng)品、化妝品、除臭劑、止汗劑等，因而造成parabens在體內(nèi)累積，可能增加患癌癥的機(jī)會(huì)。（2004/01/13）瑞丁大學(xué)研究總共分析了二十名乳腺癌患者的腫瘤細(xì)胞樣本，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些病變細(xì)胞組織內(nèi)都含有parabens的成份。研究小組根據(jù)parabens累積的形態(tài)分析，認(rèn)為這種抗微生物劑并非以口服的方式進(jìn)入人體，而是從皮膚表面滲入，然后累積在這些婦女的肌肉組織內(nèi)。通過(guò)HP

8、LC 和MS，共分析了 20 個(gè)人類的乳房腫瘤。其中四個(gè)樣品的 parabens含量大于平均值兩倍之多。研究人員表示，此化學(xué)物質(zhì)應(yīng)是經(jīng)身體表面局部吸收，而非口服攝入 。(摘自Journal of Applied Toxicology 2004 Vol 24, P5-13)我國(guó)于2011年12月20日禁止使用對(duì)羥基苯甲酸丙酯！u山梨酸及其鹽類一種天然化合物，具有較好的防腐性能。目前山梨酸及其鹽類是國(guó)際上公認(rèn)的最為安全有效的防腐劑。山梨酸為白色晶體或無(wú)色粉末，對(duì)光、熱穩(wěn)定，但久置空氣中易氧化變色。難溶于水，微溶于乙醇，而山梨酸鉀則易溶于水，難溶于乙醇?？咕鷻C(jī)理：主要認(rèn)為是涉及到細(xì)菌芽孢的膜通透性或

9、者發(fā)芽時(shí)蛋白酶系統(tǒng)的改變有關(guān)，也有認(rèn)為是在微生物細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中通過(guò)遺傳物質(zhì)、細(xì)胞膜通透性、酶系統(tǒng)或傳輸系統(tǒng)的破壞來(lái)抑制。山梨酸可以和其它天然不飽和脂肪酸一樣在機(jī)體內(nèi)同化生成二氧化碳和水。對(duì)霉菌、酵母以及好氧性微生物具有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)形成芽孢的厭氧微生物和嗜酸乳酸桿菌無(wú)效。其防腐特性也與食品的pH有關(guān)，pH值越低，抗菌作用越強(qiáng)。但在微生物數(shù)量過(guò)高的情況下，發(fā)揮不了作用。u丙酸及其鹽類丙酸及其鹽類也屬于脂肪類抑菌劑，常用的主要有丙酸鈣和丙酸鈉。丙酸及其鹽類的毒性很低，可以認(rèn)為是食品的正常成分，也是人體內(nèi)代謝的正常中間產(chǎn)物，因此被認(rèn)為是安全的食品防腐劑。但其抑菌作用相對(duì)較弱，使用量較高。u雙

10、乙酸鈉雙乙酸鈉是完全安全的無(wú)毒物質(zhì)，也不是致癌物質(zhì)。作為飼料添加劑，對(duì)人畜無(wú)毒無(wú)害，不致癌，無(wú)殘留，適口性好，并且具有增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高飼養(yǎng)質(zhì)量的功能。雙乙酸鈉的抗菌作用來(lái)源于乙酸，主要是單分子乙酸。u脫氫醋酸及其鈉鹽由于脫氫醋酸水溶性較差，故常用脫氫醋酸鈉。該類防腐劑可用于果蔬保鮮防霉及醬菜防腐。H3CCOCH3OOO2、無(wú)機(jī)類u臭氧（O3）對(duì)細(xì)菌、霉菌、病毒均有強(qiáng)殺滅能力，能使水中微生物有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解。臭氧可用于瓶裝飲用水、自來(lái)水等的殺菌。臭氧氣體難溶于水，含臭氧的水一般濃度控制在5mg/kg以下。u過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫是活潑的氧化劑，易分解成水和新生態(tài)氧，具有殺菌作用。有機(jī)物存在時(shí)會(huì)降低其殺

11、菌效果。但在有些國(guó)家不允許使用。u鹵素（Cl）：食品工廠設(shè)備清洗及加工用水等廣泛采用次氯酸鈣（鈉）或直接加氯進(jìn)行消毒。pH較低時(shí)，氯的殺菌效力可提高。u二氧化碳高濃度的CO2能阻止微生物的生長(zhǎng)。u二氧化硫二氧化硫進(jìn)行食品的保藏主要應(yīng)用于植物性食品的處理。由于其為強(qiáng)還原劑，因此可以有效減少植物組織中氧的含量，抑制氧化酶和微生物的活動(dòng)，從而阻止食品腐敗變質(zhì)、變色和VC的損失。此外也可以使用熏硫法應(yīng)用亞硫酸鹽進(jìn)行漂白處理。3、微生物代謝產(chǎn)物抗菌素的抗菌效能為普通化學(xué)防腐劑的100-1000倍。但抗生素有選擇性，且長(zhǎng)時(shí)間使用后微生物可能會(huì)逐漸產(chǎn)生耐藥性。u乳酸鏈球菌素（Nisin）又名尼生素（Nisi

12、n）、乳酸菌素，是某些乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)?？咕V比較窄，只能殺死革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是孢子，對(duì)陰性菌、酵母和霉菌均無(wú)作用，一般10mg/kg即有效。目前用于干酪等乳制品、罐頭制品、乙醇飲料。u納他霉素（Natamycin） 納他霉素是一種多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑，也稱游鏈霉素(Pimaricin)?？捎糜谀汤业谋４?，并且未限制其使用方式，可以用浸潤(rùn)，噴霧，以及和安全合適的消結(jié)塊劑混合使用，但最終成品中納他霉素的濃度必須低于20mg/kg。4、其它天然防腐劑u溶菌酶（lysozyme）又稱細(xì)胞壁質(zhì)酶或N-乙酰胞壁質(zhì)糖水解酶，屬于堿性蛋白酶。是一種化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌較

13、為有效，對(duì)部分革蘭氏陰性菌也有一定效果，但抗菌譜并不很寬。u蛋白質(zhì)類具有抗菌性的蛋白質(zhì)大多為堿性蛋白質(zhì)，主要包括精蛋白(protamine)和組蛋白(histon)。在中性和堿性條件下，對(duì)耐熱芽孢菌、乳酸菌、金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性菌均有抑制作用。與甘氨酸、醋酸、鹽、釀造醋等合用，可使抑菌作用增強(qiáng)。對(duì)魚(yú)糜類制品有增強(qiáng)彈性的效果。如與調(diào)味料合用，有增鮮作用。但能與某些蛋白質(zhì)和鹽、酸性多糖等相結(jié)合而呈不溶性，抑菌效率下降。u植物提取物植物中具有抗菌活性的物質(zhì)主要有四大類：植物抗毒素類、酚類、有機(jī)酸和精油類。第三節(jié) 抗氧化劑含有脂類物質(zhì)的食物在光線、熱、氧氣等作用和長(zhǎng)時(shí)間貯藏的條件下會(huì)發(fā)生變質(zhì)。變

14、質(zhì)的主要原因是氧化反應(yīng)和氧化產(chǎn)物的降解導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)的下降。使用抗氧化劑來(lái)控制氧化進(jìn)行是一個(gè)很重要也很有效而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。一、食品中的氧化問(wèn)題1、脂類氧化的途徑脂類氧化的途徑主要有三類：u自動(dòng)氧化u誘導(dǎo)氧化u酶促氧化2、脂類氧化產(chǎn)物對(duì)食品的影響3、抗氧化劑的作用形式抗氧化劑：指的是能夠推遲、延緩或者預(yù)防由于氧化引起的食品腐敗或風(fēng)味劣化的物質(zhì)。雖然這種物質(zhì)的加入能對(duì)油脂氧化起到一定的抑制和推遲作用，但是若加入的時(shí)機(jī)不當(dāng)，過(guò)晚加入，則不能起到相應(yīng)的效果。對(duì)于抗氧化劑的作用形式主要有以下兩種：猝滅自由基：對(duì)于油脂氧化的初始階段，與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中生成的自由基作用，從而在源頭上阻止反應(yīng)的進(jìn)行次級(jí)

15、抗氧化：通過(guò)各種途徑，例如螯合金屬離子、清除氧氣、將過(guò)氧化物轉(zhuǎn)變成非自由基成分、紫外線吸收或者猝滅單線態(tài)氧的方法進(jìn)行抗氧化作用。4、影響氧化速率的因素在食品中脂肪酸及其酯的氧化程度取決于該脂肪酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及在氧化體系中是否存在一些促進(jìn)氧化的微量成分。氧氣分壓、與氧氣接觸面積、溫度以及一些物理因素的引發(fā)也影響氧化速率。 二、氧化的抑制對(duì)于油脂氧化，通常有很多的方法和手段可以使用，但總的來(lái)說(shuō)可以通過(guò)以下四點(diǎn)進(jìn)行抑制：降低物理因素的影響抑制自動(dòng)氧化抑制光敏性氧化抑制酶活性或使酶失活三、常見(jiàn)抗氧化劑1、自由基吸收劑（自由基猝滅劑）自由基淬滅劑AH能淬滅自由基（LOO，LO），從而中斷鏈反應(yīng)并形成活性

16、比較低的抗氧化劑自由基（A）ALOOHAHLOOKinhALOHAHLOu丁基羥基茴香醚（BHA）這是一種廣泛使用的抗氧化劑，主要成分是2-BHA和3-BHA。 C(CH3)3OCH3OH OCH3OHC(CH3)3u二丁羥基甲苯（BHT） C(CH3)3OH(CH3)3CCH3u沒(méi)食子酸丙脂（PG） OHHOOHCOOCH2CH2CH3u叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ） OHC(CH3)3OHR3R2HOR1CH3(CH2)3CH(CH2)3CHCH3CH3OCH3u生育酚（VE）及其衍生物u迷迭香提取物u茶多酚u黃酮類化合物2、激發(fā)態(tài)氧湮滅劑對(duì)于氧氣來(lái)說(shuō)，其有兩種能量狀態(tài)，一個(gè)是單線態(tài)也就是激發(fā)

17、態(tài)（1O2），另一個(gè)是三線態(tài)也就是基態(tài)（3O2）。對(duì)于油脂的氧化來(lái)說(shuō)，主要是單線態(tài)的氧與油脂發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氫過(guò)氧化物。u類胡蘿卜素3、金屬離子螯合劑u檸檬酸uEDTAu多磷酸鹽u植酸u卵磷脂4、氧氣清除劑這類抗氧化劑主要是利用自身的強(qiáng)還原性，首先與氧氣反應(yīng)，從而消耗掉產(chǎn)品中的氧氣，降低氧氣的分壓，從而抑制脂肪的氧化現(xiàn)象。uVc抗壞血酸及其衍生物都可以作為抗氧化劑，主要是由于他們本身及其容易被氧化，能降低產(chǎn)品中的含氧量，通過(guò)清除介質(zhì)中的氧氣而緩解油脂的氧化反應(yīng)的發(fā)生。對(duì)于不同食品的加工來(lái)說(shuō)，Vc的作用也不經(jīng)相同，主要有以下幾個(gè)作用：避免異味。護(hù)色和發(fā)色面團(tuán)改良營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化促進(jìn)抗氧化5、酶抗氧化劑這類主要是超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和葡萄糖氧化酶等。2322222OOHOH過(guò)氧化氫酶2322222OOHHOSOD常見(jiàn)抗氧化劑的抗氧化機(jī)