保質(zhì)作用類食品添加劑-防腐劑與殺菌劑

飲料生產(chǎn)的原輔料

——防腐劑苯甲酸苯甲酸鈉對羥基苯甲酸酯類山梨酸亞硫酸鈉亞硫酸氫鈉納他霉素焦亞硫酸鈉山梨酸鉀乳酸鏈球菌素模塊二保質(zhì)作用類食品添加劑防腐劑

：防腐劑是各類食品添加劑中爭議最大的一個品種，食品要長久保存需要防腐劑，而人們對防腐劑的使用情況又存在擔心。普通食品中防腐劑的使用情況到底怎樣？會對消費者構成怎樣的安全隱患？

思考

防腐劑：用于防止食品在儲存、流通過程中主要是由微生物繁殖引起的變質(zhì)，提高食品保存性，延長食用價值而在食品中使用的添加劑。以上為廣義上的防腐劑，是具有殺死微生物或抑制其增殖作用的物質(zhì)。

從狹義上來說，僅具有抑菌作用的物質(zhì)稱為防腐劑，也稱保藏劑或保鮮劑；而具有殺菌作用的物質(zhì)稱為殺菌劑。但是，殺菌和抑菌作用常常是不易區(qū)分的，常因物質(zhì)的濃度、作用時間及對象微生物的性質(zhì)而變。防腐劑的定義知識準備防腐劑的分類防腐劑天然防腐劑合成類防腐劑植物中的抗菌成分動物中的抗菌成分微生物天然防腐劑有機防腐劑苯甲酸、山梨酸、丙酸及其鹽類，對羥基苯甲酸脂類，乳酸和醋酸等。無機防腐劑硝酸鹽及亞硝酸鹽類，二氧化硫、亞硫酸及其鹽類，游離氯及次氯酸鹽類等。（按來源）美國允許使用的防腐劑50余種日本允許使用的防腐劑40余種我國允許使用的防腐劑32種知識一防腐劑抗菌作用的一般機理一、微生物引起的食品變質(zhì)

微生物引起食品變質(zhì)可分為：細菌繁殖造成的食品腐敗，霉菌代謝導致的食品霉變，酵母菌分泌的氧化還原酶促使食品發(fā)酵。一、微生物引起的食品變質(zhì)

1、食品腐敗概念：食品腐敗變質(zhì)是指食品受微生物污染，在適合的條件下，微生物的迅速繁殖導致食品的外觀和內(nèi)在發(fā)生劣變而失去使用價值的現(xiàn)象?，F(xiàn)象本質(zhì)變色、變味、腐臭，產(chǎn)生粘液、白毛等含氮有機物分解產(chǎn)生多種低分子化合物主要微生物：假單胞菌屬、黃色桿菌屬、物色桿菌屬、變形桿菌屬、梭狀芽胞桿菌屬和小球菌屬。一、微生物引起的食品變質(zhì)

2、食品霉變概念：食品霉變是指霉菌在代謝過程中分泌出大量糖酶，使食品中的碳水化合物分解而導致的食品變質(zhì)。主要微生物：毛霉屬的總狀毛霉、大毛霉，根霉屬的黑根霉，曲霉屬的黃曲霉、灰綠曲霉、黑曲霉，青霉屬的灰綠青霉。一、微生物引起的食品變質(zhì)

3、食品發(fā)酵概念：食品發(fā)酵是微生物代謝所產(chǎn)生的氧化還原酶促使食品中所含的糖發(fā)生不完全氧化而引起的變質(zhì)現(xiàn)象。酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵酪酸發(fā)酵

微生物繁殖需要有適合的條件（適當?shù)乃帧囟?、氧、滲透壓、pH、光等），防止食品腐敗變質(zhì)可采用物理方法處理（如冷凍、干制、腌漬、煙熏、加熱、輻射等）或者加入防腐劑，不過，最有效的辦法是使用防腐劑。一、微生物引起的食品變質(zhì)

二、防腐抗菌作用的一般機理

防腐劑的作用機理有各種看法和假設：①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。

②防腐劑對微生物細胞壁、細胞膜產(chǎn)生作用。由于能破壞或損傷細胞壁，或能干擾細胞壁合成的機理，致使胞內(nèi)物質(zhì)外泄，或影響與膜有關的呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)，從而具有抗微生物的作用。③作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結構，進而影響到遺傳物質(zhì)的復制、轉錄、蛋白質(zhì)的翻譯等。④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。二、防腐抗菌作用的一般機理

1、防腐效果是多種作用的結果。

2、并不是每一種防腐劑都能在食品中起到上述的全部作用，這些作用是相互關聯(lián)、相互制約的。3、防腐劑對人體細胞也能有同樣的抑制作用，但決定的因素是防腐劑的使用濃度，防腐劑在微生物細胞中的抑制濃度遠比人體細胞要小。而且，大多數(shù)防腐劑在人體器官中很快被分解或從體內(nèi)排泄出去。4、一般來說，應該在微生物數(shù)量比較少的時候就采取防腐措施，而不是在微生物生長期中添加防腐劑。5、防腐劑并不能使已經(jīng)含有大量微生物的食品回復新鮮狀態(tài)。二、防腐抗菌作用的一般機理

用于食品添加劑的要求BECDA與食品不發(fā)生化學反應符合衛(wèi)生標準防腐敗效果好對人體正常功能無影響使用方便，價格便宜知識二合成類防腐劑一、常用的幾種食品防腐劑

（一）苯甲酸及苯甲酸鈉苯甲酸苯甲酸鈉（一）苯甲酸及苯甲酸鈉1.性狀

揮發(fā)性：在熱空氣中微揮發(fā)，100℃左右升華，與水汽同時揮發(fā)。穩(wěn)定性：化學性穩(wěn)定，具有吸濕性。溶解性：常溫下難溶于水，溶于熱水，也溶于乙醇、氯仿等有機溶劑和油中。苯甲酸穩(wěn)定性：在空氣中穩(wěn)定。溶解性：易溶于水，水溶液pH為8，溶于乙醇等有機溶劑。（一）苯甲酸及苯甲酸鈉1.性狀

苯甲酸鈉2.防腐性能

（一）苯甲酸及苯甲酸鈉

苯甲酸殺菌、抑菌效力隨介質(zhì)的酸度增高而增強，在堿性介質(zhì)中則失去殺菌、抑菌作用。防腐最適pH為2.5～4.0。親油性強，能抑制細胞膜對氨基酸的吸收。對細菌抑制能力強，對酵母、霉菌抑制較弱。苯甲酸鈉只有在游離出苯甲酸的情況下才發(fā)揮防腐作用，防腐效果小于苯甲酸，適用于較強酸性食品。（一）苯甲酸及苯甲酸鈉3.毒性

世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織食品添加劑專家聯(lián)合委員會第57屆會議，對苯甲酸作出最新的風險評估，規(guī)定每日允許攝人量(ADI)，即終身攝入對人體健康無不良影響的劑量，為0一5毫克/千克，這相當于60千克重的成人終身攝人的無毒副作用劑量是每天300毫克；中國規(guī)定苯甲酸鈉在飲料中的最大使用量為0.2克/千克，即一個成年人每天喝l升飲料，苯甲酸鈉為200毫克，比國際規(guī)定的ADI值還低。

4.應用

《食品添加劑使用標準》（GB2760）規(guī)定：碳酸飲料，最大使用量為0.2g/kg;低鹽醬菜、醬類、蜜餞，0.5g/kg；葡萄酒、果酒、軟糖，0.8g/kg；醬油、食醋、果醬（不包括罐頭）、果汁（味）型飲料，1.0g/kg;食品工業(yè)用塑料桶裝濃縮果蔬汁，2g/kg;果汁（果味）冰，1.0g/kg(混用或單獨使用)。苯甲酸和苯甲酸鈉同時使用時，以苯甲酸計不得超過最大使用量。

（一）苯甲酸及苯甲酸鈉（二）山梨酸及山梨酸鉀1.性狀

穩(wěn)定性：耐光、耐熱性好，化學性穩(wěn)定。溶解性：難溶于水，溶于乙醇、氯仿等有機溶劑和油中。山梨酸（二）山梨酸及山梨酸鉀1.性狀

山梨酸鉀穩(wěn)定性：在空氣中易吸濕、氧化分解而變色。溶解性：易溶于水，水溶液pH為7～8，溶于乙醇等有機溶劑。（二）山梨酸及山梨酸鉀2.防腐性能

山梨酸及山梨酸鉀是使用最多的防腐劑，大多數(shù)國家都使用，對霉菌、酵母菌和好氣性細菌有抑制作用。山梨酸隨pH增大防腐效果減小，pH8時喪失防腐效果，適用于pH5.5以下食品。其防腐效果是同類產(chǎn)品苯甲酸鈉的5-10倍。

（二）山梨酸及山梨酸鉀3.毒性

由于山梨酸（鉀）是一種不飽和脂肪酸（鹽）它可以被人體的代謝系統(tǒng)吸收而迅速分解為二氧化碳和水，在體內(nèi)無殘留。山梨酸毒性小于苯甲酸，許多國家已用于取代山梨酸。ADI0-25mg/kg（以山梨酸計，F(xiàn)AO/WHO1994）

其毒性僅為食鹽的1/2，是苯甲酸鈉的1/44.應用

（二）山梨酸及山梨酸鉀

山梨酸使用時先將其溶于乙醇或碳酸氫鈉、硫酸氫鉀的溶液中，故實際多用山梨酸鉀。

山梨酸及鉀鹽可以用于飲料、酒、調(diào)味品、肉制品、水產(chǎn)制品、醬腌菜等多種食品的防腐之中，且對水果保鮮也有效果。從發(fā)展趨勢看，其應用范圍還在不斷擴大。（三）丙酸鈉與丙酸鈣1.性狀

丙酸鈣丙酸鈉（三）丙酸鈉與丙酸鈣1.性狀

丙酸鈣易溶于水，不溶于乙醇、醚類，有吸濕性，對光和熱穩(wěn)定。水溶液pH8-10。丙酸鈉易溶于水，溶于乙醇，微溶于丙酮，在空氣中吸潮。（三）丙酸鈉與丙酸鈣2.防腐性能

丙酸鈣（鈉）是酸型食品防腐劑，在酸性條件下，產(chǎn)生游離丙酸，具有抗菌作用。其抑菌作用受環(huán)境pH值的影響，在pH值5.0時霉菌的抑制作用最佳；pH值6.0時抑菌能力明顯降低，最小抑菌濃度為0.01%。在酸性介質(zhì)（淀粉、含蛋白質(zhì)和油脂物質(zhì)）中對各類霉菌、革蘭氏陰性桿菌或好氧芽孢桿菌有較強的抑制作用，還可以抑制黃曲霉素的產(chǎn)生，而對酵母菌無害，對人畜無害，無毒副作用，是食品、釀造、飼料、中藥制劑諸方面的一種新型、安全、高效的食品與飼料用防霉劑。

（三）丙酸鈉與丙酸鈣3.毒性

丙酸是人體正常代謝的中間產(chǎn)物，可被代謝和利用，安全無毒。4.應用

（四）對羥基苯甲酸酯類（尼泊金酯類）（五）雙乙酸鈉（SDA）

包括對羥基苯甲酸甲\乙\丙\丁\異丁酯五種，以對羥基苯甲酸丁酯防腐作用最好（日本使用最多），我國多用對羥基苯甲酸乙\丙酯。本頁內(nèi)容請同學們對照教材和參考資料自學！二、正確使用和發(fā)展食品防腐劑

世界各國雖然有許多先進的保藏手段，如氣調(diào)速凍保藏、輻射保藏、真空充氮保藏、低溫保藏、脫氧保藏等，但利用防腐劑進行食品保藏仍然是一種不可缺少的手段。1、防腐劑使用時應注意的問題

與各類食品添加劑一樣，防腐劑必須嚴格按中國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》規(guī)定添加，不能超標使用。在食品的生產(chǎn)加工過程中，由于防腐劑在種類、性質(zhì)、使用范圍、價格和毒性等不同的情況下，應注意以下幾點后再合理的使用。①減少原料染菌的機會。②確定合理的添加時機。③適當增加食品的酸度。④與熱處理并用。⑤分布均勻。2、針對防腐對象合理用藥二、正確使用和發(fā)展食品防腐劑

食品防腐保鮮主要針對的微生物包括細菌、真菌和酵母，不同食品常見的腐敗菌不同，如水果以真菌為主，肉類以細菌為主。另外，要選擇合適的濃度（決不能“少量多次”）和合適的劑型。3、食品防腐劑的復配使用

目的：可以抑制一種防腐劑不能抑制的，或者需要在較高濃度下才能抑制的微生物。

可能產(chǎn)生的作用：相加效應、增效效應（協(xié)同效應）和拮抗作用。4、食品防腐劑的交替使用二、正確使用和發(fā)展食品防腐劑

防止長期使用一種防腐劑會使防腐效果降低，即常說的抗藥性。5、防腐保鮮劑必須立足于“防”與“保”

對微生物所致的腐敗變質(zhì)，只能在發(fā)生之前預防。此外，防腐劑要與冷藏、輻射等保藏手段結合使用，才能收到更好的效果。知識三天然防腐劑

天然防腐劑也稱天然有機防腐劑，是由生物體分泌或者體內(nèi)存在的具有抑菌作用的物質(zhì)，經(jīng)人工提取或者加工而成為食品防腐劑。相對于合成防腐劑，天然防腐劑的安全性比較高。從動植物、微生物或其代謝物中提取食品添加劑是食品工業(yè)發(fā)展的趨勢。一、植物中的抗菌成分

天然植物中存在許多生理活性物質(zhì)，具有抗菌作用。已鑒定發(fā)現(xiàn)300多種具有一定抗菌效果。植物抗菌作用是指一種植物的提取物在體外能抑制防止微生物生長繁殖或具有殺滅作用，其作用機理主要是干擾微生物的代謝過程，影響其結構和功能。具有抗菌活性的植物有效成分結構類型較多，如：生物堿、皂苷類、內(nèi)酯類、黃銅類、萜類等。一、植物中的抗菌成分1、香辛植物

許多香辛料（丁香、花椒、大蒜、桂皮、豆蔻、烏梅、高良姜、紫蘇等）含有殺菌、抑菌成分，可提取制成安全有效的天然防腐劑。一、植物中的抗菌成分2、中草藥

不同的中草藥可以針對食品中的不同的微生物起抑菌作用。如：甘草提取物中甘草黃銅類成分對霉菌具有較好的抑制作用，荷葉提取物對細菌和酵母菌等具有明顯的抑制作用；茶葉中的茶多酚和銀杏葉提取物對一些致病菌有良好的抑制作用。二、動物中的抗菌成分1、殼聚糖

殼聚糖又叫甲殼素，是由蟹蝦、昆蟲等甲殼質(zhì)脫乙酰后的多糖類物質(zhì)，對大腸桿菌、普通變形桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌均有較強的抑制作用而不影響食品風味。廣泛應用于腌漬食品、生面條、米飯、豆沙餡、調(diào)味液、草莓等保鮮中。2、魚精蛋白

魚精蛋白是一種堿性蛋白，主要在魚類（如蛙魚、蹲魚、鯡魚等）成熟精子細胞核中作為和DNA結合的核精蛋白存在。魚精蛋白發(fā)現(xiàn)于1870年，到1940～1960年間，正式用作抗菌劑的研究才盛行起來。

魚精蛋白在中性和堿性介質(zhì)中顯示出很強的抑菌能力，并有較高的熱穩(wěn)定性，在210℃條件下加熱1小時仍具有活性。同時抑菌范圍和食品防腐范圍均較廣，它對枯草桿菌、芽泡桿菌、干酪乳桿菌、胚芽乳桿菌、乳酸菌、霉菌、芽抱耐熱菌和革蘭氏陽性菌等均有較強的抑制作用，但對革蘭氏陰性菌抑制效果不明顯。3、溶菌酶

它的主要功用是水解細菌細胞壁，在細胞內(nèi)，則對吞噬后的病原菌起破壞作用。該酶對革蘭氏陽性菌中的枯草桿菌、耐輻射微球菌有分解作用。對大腸桿菌、普通變形菌和副溶血性弧菌等革蘭氏陰性菌也有一定程度溶解作用，其最有效濃度為0.05%。與植酸、聚合磷酸鹽、甘氨酸等配合使用，可提高其防腐效果。溶菌酶對人體完全無毒，無副作用，且具有多種藥理作用，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤的功效，是一種安全的天然防腐劑。4、蜂膠

蜂膠是蜜蜂從植物芽孢或樹干上采集的樹脂（樹膠），混入其上腭腺、蠟腺的分泌物加工而成的一種具有芳香氣味的膠狀固體物。蜂膠所含有的豐富而獨特的生物活性物質(zhì)，使其具有抗菌、消炎、止癢、抗氧化、增強免疫、降血糖、降血脂、抗腫瘤等多種功能，對人體有著廣泛的醫(yī)療、保健作用，現(xiàn)已成為各國科學研究的熱點，并成為新興的保健品倍受推崇。三、微生物天然防腐劑1、乳酸鏈球菌素（Nisin）

乳酸鏈球菌素（Nisin）亦稱乳酸鏈球菌肽或音譯為尼辛，是乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)，由34個氨基酸殘基組成。食用后在人體的生理pH條件和α-胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不會改變?nèi)梭w腸道內(nèi)正常菌群以及產(chǎn)生如其它抗菌素所出現(xiàn)的抗性問題，更不會與其它抗菌素出現(xiàn)交叉抗性，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑?？蓮V泛應用于肉制品、乳制品、罐頭、海產(chǎn)品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋制品、調(diào)味品、釀酒工藝、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妝品等領域。1、乳酸鏈球菌素（Nisin）2、納他霉素

納他霉素是一種天然、廣譜、高效安全的酵母菌及霉菌等絲狀真菌抑制劑，它不僅能夠抑制真菌，還能防止真菌毒素的產(chǎn)生。納他霉素對人體無害，很難被人體消化道吸收，而且微生物很難對其產(chǎn)生抗性，同時因為其溶解度很低等特點，通常用于食品的表面防腐。納他霉素是目前國際上唯一的抗真菌微生物防腐劑。97年我國衛(wèi)生部正式批準納他霉素作為食品防腐劑。目前該產(chǎn)品已經(jīng)在50多個國家得到廣泛使用。主要應用于乳制品、肉制品、發(fā)酵酒、飲料等食品的生產(chǎn)和保藏。知識四果蔬保鮮防腐劑一、保鮮劑的主要類型、用法1.溶液浸泡型防腐保鮮劑（1）苯并咪唑及其衍生物（高效廣譜內(nèi)吸性）（2）新型抑菌劑（廣譜性）（3）防護性殺菌劑（防入侵，作用于果實表面）（4）植物生長調(diào)節(jié)劑（控制采后生命活動）（5）中草藥煎劑（有殺菌成分及良好成膜特性）一、保鮮劑的主要類型、用法2.吸附型防腐保鮮劑

主要用于清除貯藏環(huán)境中的乙烯、降低氧氣含量、脫出過多CO2、抑制果蔬后熟。3.熏蒸型防腐劑

室溫下能揮發(fā)，以氣體形式抑制或殺死果蔬表面的病原微生物。而本身對果蔬毒害較小。二、幾種常見的防腐保鮮劑（3）桂醛（4）乙氧基喹（啉）（5）鄰苯基苯酚及鄰苯基苯酚鈉幾種常見的防腐保鮮劑（1）噻苯咪唑：又名殺菌靈（2）仲丁胺：又名2-胺基丁烷三、防腐保鮮劑使用中應注意的問題（1）不可夸大作用（2）對癥下藥（3）選擇適當?shù)臐舛群妥饔脳l件（4）保鮮劑配伍理（5）防止抗性菌株出