第二章 防腐劑

食品添加劑應(yīng)用技術(shù)

第二章防腐劑與殺菌劑

譚龍飛博士副研究員

1、熟悉常用防腐劑、殺菌劑的特性；2、掌握防腐劑、殺菌劑的應(yīng)用范圍、應(yīng)用方法、合理使用及注意事項。3、了解防腐劑、殺菌劑的作用機理。

學(xué)時數(shù)：2學(xué)時。本單元主要內(nèi)容、重點、難點一、食品防腐劑的作用機理

防腐劑是一類抑制微生物增殖或殺死微生物，防止食品腐敗的添加劑。1、微生物引起的食品腐敗變質(zhì)①細菌造成的食品腐??；

微生物類群：細菌②食品霉變現(xiàn)象；

微生物類群：霉菌③食品發(fā)酵現(xiàn)象。

微生物類群：酵母菌群

防腐劑的作用機理十分復(fù)雜，目前使用的防腐劑一般認為對微生物具有以下幾方面的作用：

（1）破壞微生物的細胞膜結(jié)構(gòu)或者改變其通透性。微生物體內(nèi)的酶類和代謝產(chǎn)物逸出細胞外，破壞其正常的生理平衡。（2）防腐劑與微生物的酶作用，如酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性，干擾微生物的正常代謝。（3）其他作用：如防腐劑作用于蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、交聯(lián)而引起其他的生理作用不能正常進行。2、食品防腐劑的作用機理二、防腐劑類型

①酸類：苯甲酸/丙酸/脫氫乙酸/亞硝酸鹽

②酯/醚類：羥基苯甲酸酯/聯(lián)苯醚

③醛/酚:桂醛/乙萘酚

④氧化物類：二氧化碳/二氧化氯/過氧化氫

⑤胺類：仲丁胺（保鮮）

⑥生物代謝物：乳酸鏈球菌素、納他霉素

⑦表面活性劑：十二烷基二甲基溴化銨三、常用食品防腐劑（一）苯甲酸及其鹽類（常用的防腐劑之一）

1、防腐性能

苯甲酸是一種廣譜抗微生物試劑。其抗菌有效性依賴于食品的pH值。其防腐的最適pH值為2.5~4.0。

苯甲酸鈉的防腐作用與苯甲酸相同，只是作用時要轉(zhuǎn)化為苯甲酸才有效。這樣便要消耗食品中的部分酸。

苯甲酸對細菌抑制效果較強，對霉菌、酵母菌的效果差一些；在允許使用的最大范圍內(nèi)（2g/kg），在pH值4.5以下，對各種菌都有效。2、苯甲酸的安全性

被人體吸收后，大部分在9~15小時之間，在酶的催化下與Gly化合成馬尿酸，剩余部分與葡萄糖醛酸化合形成葡萄糖甙酸而解毒，并全部進入腎臟，最后從尿排出。因而苯甲酸是比較安全的防腐劑。

其ADI為0~5mg/kg。3、苯甲酸產(chǎn)品（含量）合格性檢測方法

酸堿中和滴定法4、苯甲酸的使用方法

苯甲酸常溫下難溶于水，使用時應(yīng)根據(jù)食品特點選用熱水溶解或乙醇溶解，或用其鈉鹽。

因苯甲酸易隨水蒸氣揮發(fā)，加熱溶解時要戴口罩。

有酒味的食品不能用乙醇溶解。5、與其他防腐劑合用

某些情況下，單獨使用有損食品風(fēng)味，可與對羥基苯甲酸酯類、山梨酸及其鹽類合用。6、應(yīng)用

醬油、醋等酸性液態(tài)食品的防腐；

低鹽的酸黃瓜、泡菜；

低糖的蜜餞等。7、毒性

比山梨酸大。8、保存

儲存于干燥庫房中，包裝嚴密，勿使受潮變質(zhì)，防止有害物質(zhì)污染。（二）山梨酸及其鹽類

山梨酸為己二烯-[2，4]-酸，是不飽和脂肪酸，暴露于空氣中易被氧化。難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙二醇、植物油等。

山梨酸鉀易溶于水，易吸潮，易氧化。1、防腐性能

山梨酸及其鹽類是使用最多的防腐劑。具有良好的防腐性能。對霉菌、酵母菌和好氣性細菌的生長發(fā)育起抑制作用；對嫌氣性細菌幾乎無效。

酸性介質(zhì)有助于防腐。pH值：5~6以下，范圍比苯甲酸類要寬。同樣地，山梨酸鉀要轉(zhuǎn)化為山梨酸才有效。2、抑菌機理

山梨酸與微生物含巰基的酶結(jié)合，破壞酶的活性；另外，干擾傳遞機能，如細胞色素對氧的傳遞。3、安全性

山梨酸參與人體新陳代謝，主要是脂肪酸的代謝。分子中約85%的碳以二氧化碳的形式在呼氣中排出；分子中的共軛雙鍵不對人體產(chǎn)生毒害。

ADI為0~25mg/kg（以山梨酸計）。4、測定

酸堿中和滴定方法。5、使用

山梨酸難溶于水，使用時先將其溶于乙醇或碳酸氫鈉、碳酸氫鉀的溶液中，為防止氧化，溶解時不得使用銅、鐵等容器。

山梨酸鉀易溶于水，使用方便。6、與其他防腐劑復(fù)配使用：

與苯甲酸、丙酸、丙酸鈣等并用可產(chǎn)生協(xié)同作用，提高防腐效果。但并用時，總量應(yīng)低于山梨酸的最大使用量。7、應(yīng)用酸性不能太強的食品，如肉制品、魚貝干制品等產(chǎn)品，可選用山梨酸作為防腐劑。8、使用注意（1）易揮發(fā)，避免加熱；（2）勿使其濺入眼內(nèi)，一旦入眼，趕快用水沖洗；（3）避免在有生物活性的動植物組織中應(yīng)用；（4）不宜長期與乙醇共存；（5）儲存時注意防濕、防熱（低于38℃為宜）。保持包裝完整，防止氧化。（三）丙酸鹽1、防腐性能

丙酸鹽類是霉菌的良好防腐劑。對細菌作用較小，對酵母菌無作用。起作用時要轉(zhuǎn)化為丙酸才有效。2、安全性

丙酸是人體正常代謝的中間產(chǎn)物，在人體內(nèi)完全可被代謝掉，安全無毒，其ADI不作限制性規(guī)定。3、種類

丙酸鈉，用于加工干酪，最大使用量為3g/kg。在面包、糕點中最大使用量低于2.5g/kg。

丙酸鈣，用于加工干酪，最大使用量為3g/kg。在面包、糕點中使用有效劑量較丙酸鈉小。但可補充食品中鈣質(zhì)。（四）對羥基苯甲酸酯類

1、種類又叫尼泊金酯，包括：對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯、對羥基苯甲酸異丁酯。2、防菌效果

對霉菌、酵母菌與細菌有廣泛的抗菌作用，對G-桿菌及乳酸菌作用較差，但總的抗菌作用較苯甲酸和山梨酸要強。

抗菌效果不受pH值變化的影響，在pH值為4~8的范圍內(nèi)抗菌效果均好。

對羥基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。

主要使用對羥基苯甲酸乙酯和丙酯。3、作用機理

抑制微生物細胞呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性；

破壞細胞膜結(jié)構(gòu)。

有淀粉存在時，該類防腐劑的抗菌力減弱。4、使用方法

先溶于氫氧化鈉、乙酸、乙醇中，再分散到食品中。

2種或2種以上混合使用，效果更好。也可與苯甲酸合用。

ADI為0~10mg/kg。（五）其他化學(xué)防腐劑1、二氧化硫及亞硫酸鹽類

焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀。（1）防腐性能屬于酸性防腐劑，即只在酸性條件下有效。（2）主要效用物質(zhì)

亞硫酸，即要轉(zhuǎn)化為該物質(zhì)才能發(fā)揮防腐作用。（3）防腐微生物類型

能抑制霉菌、細菌的生長。

（4）使用

一般作為葡萄酒、果酒的防腐劑。

最大用量0.25g/kg（以二氧化硫計）；

食品中二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg。2、脫氫醋酸

又稱脫氫乙酸，簡稱DHA，分子式為C8H8O4，分子量為168.15，是一種無色結(jié)晶或淺黃色粉末，難溶于水，溶于苯、乙醚、丙酮及熱乙醇中。主要用途是低毒、高效、廣譜抗菌劑。（1）防腐性能

屬于酸性防腐劑，對中性食品基本無效。（2）防腐類群

抗細菌能力較強，而對霉菌、酵母尤強。（3）使用

用于干酪、奶油和人造奶油，用量為0.5g/kg以下；

腐乳、什錦醬菜、原汁橘漿，最大使用量0.3g/kg。3、雙乙酸鈉

又稱雙乙酸氫鈉、二醋酸一鈉，是醋酸和醋酸鈉的復(fù)合化合物。

防腐性能：雙乙酸鈉主要靠分解的分子態(tài)乙酸起抗菌作用，其對細菌和霉菌有良好的抑制能力，具有高效防霉、防腐、保鮮等功效。

安全性：被聯(lián)合國衛(wèi)生組織公認為“O”毒性物質(zhì)。

應(yīng)用：主要用于糧食、食品的防霉、防腐、保鮮、調(diào)味和改善營養(yǎng)價值，此外還廣泛用于烘烤食品、調(diào)味品、醬菜、雪菜、榨菜、肉食品、果汁飲料等加工食品之中，是目前替代山梨酸鉀、苯鉀酸鈉、丙酸鈣等防腐劑的理想產(chǎn)品。4、富馬酸

具較強的緩沖能力，適宜維持水溶液的pH值在3.0左右，它是復(fù)配防腐劑主要成分之一。對酸性防腐劑具有重要意義。

使用：可用于面條、面包、涼拌菜、酸性食品中。5、富馬酸二甲酯

是一種新型防霉保鮮劑?？咕芰Σ皇躳H值的影響。能抑制霉菌和酵母菌。

特點：高效廣譜、安全性高、價格低廉。其綜合抗菌防腐性能優(yōu)于目前常用的苯甲酸、山梨酸、丙酸及鹽、脫氫醋酸等。

使用：目前未通過安全性評價，不直接加入食品中，制成防霉紙，在糕點、糖果、果蔬的防腐保鮮中使用。6、天然防腐劑（1）乳球菌肽

是一種多肽抗菌素類物質(zhì)。

商品名為尼生素。

抑菌范圍：

G+菌、芽孢菌和乳桿菌、金黃色葡萄球菌、肉毒梭菌、芽孢桿菌等。

特點：安全性高。

使用：干酪、奶油制品、罐頭、高蛋白制品。

最大使用量為0.2~0.5g/kg。（2）納他霉素

由一種鏈霉菌經(jīng)生物技術(shù)精練而成的生物防腐劑，商品名霉克。為無氣味、無味道的白色粉末。

抑菌作用：對真菌的抑制作用極強，抗真菌類產(chǎn)品。與常用防腐劑相比，pH范圍更寬。

ADI值為0.3mg/kg體重，食物中納他霉素的最大殘留量10mg/kg。是一種高效、安全的新型生物防腐劑。

應(yīng)用于干酪、糕點、醬鹵肉制品、烤肉類、油炸肉類、西式火腿、發(fā)酵肉制品、果蔬汁。（3）殼聚糖

殼多糖、幾丁質(zhì)。屬于黏多糖之一。

存在于甲殼類蝦、蟹及某些甲殼昆蟲的外殼和低等植物如菌、藻類的細胞壁中。

抑菌類型：大腸桿菌、熒光假單胞菌、普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌等。

使用：用于水果的防腐保鮮。（4）其它

還有溶菌酶、香辛料提取物，如大蒜素。四、防腐劑的合理使用及注意事項1、正確選用防腐劑

防腐劑的理化特性、風(fēng)味是否與食品相容；

防腐劑的抑菌類群。不同食品染菌情況不同，選用的防腐劑也不同。2、注意防腐劑有效的pH值范圍

酸性防腐劑的抑菌效果受食品pH值的影響較大。

pH值越低，防腐效果越好。3、防腐劑的溶解和分散

充分溶解并均勻分散于整個食品中，才能達到較好的防腐效果。

溶解時溶劑的選擇要注意：

能有酒味的食品，不能用乙醇作溶劑；

有的食品不能過酸，就不能用太多的酸溶解。4、食品的熱處理

一般情況下加熱可增強防腐劑的防腐效果。加熱后添加防腐劑可使之防腐效果大增；

加熱前添加防腐劑，可縮短加熱時間。5、防腐劑并用、交替使用

某些情況下幾種防腐劑并用，具有協(xié)同作用，比單獨使用更有效。交替使用是為了防止抗藥性。6、減少食品原料染菌的機會

防腐劑主要起抑菌作用，殺菌作用很小。若食品已染菌過多，添加防腐劑