1、第二節(jié) 食品防腐劑,殺菌劑 抑菌劑 對微生物或霉菌具有殺滅、抑制或阻止生長作用的食品添加劑都稱為防腐劑。,2.1 食品防腐劑應(yīng)具備的條件,（1）本身應(yīng)該經(jīng)過充分的毒理學(xué)鑒定，證明在使用限量范圍內(nèi)對人體無害； （2）對食品的營養(yǎng)成分不應(yīng)有破壞作用，也不應(yīng)影響食品的質(zhì)量及風(fēng)味； （3）添加于食品后能被分析鑒定出來。,1、少量使用就有效； 2、不會與生產(chǎn)設(shè)備和包裝容器等發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)； 3、熱敏性不能太強，否則受熱易分解失效； 4、使用過程中不對工作人員健康造成明顯傷害；如對皮膚的腐蝕，呼吸道粘膜和眼睛的刺激等； 5、大量使用時不污染環(huán)境等。,食品防腐劑還應(yīng)滿足：,2.2 常用化學(xué)防腐劑及其作用機

2、理,目前世界上用于食品保藏的化學(xué)防腐劑有3040種。按其來源和性質(zhì)可分為有機防腐劑和無機防腐劑。 有機防腐劑又可分為合成有機防腐劑和天然有機防腐劑，目前以合成有機防腐劑在生產(chǎn)中使用最廣泛。,2.2.1 合成有機防腐劑,（1）苯甲酸和苯甲酸鈉 苯甲酸又名安息香酸，是各國允許使用而且歷史比較悠久的食品防腐劑。苯甲酸為白色鱗片狀或針狀結(jié)晶，難溶于水，易溶于乙醇。苯甲酸鈉易溶于水，生產(chǎn)上使用較為廣泛。,苯甲酸和苯甲酸鈉的抑菌機理：,苯甲酸和苯甲酸鈉是廣譜性抑菌劑，其抑菌作用的機理是使微生物細胞的呼吸系統(tǒng)發(fā)生障礙，使三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）中乙酸輔酶A乙酸醋酸及乙酸草酸檸檬酸之間的循環(huán)過程難以進行，并阻

3、礙細胞膜的正常生理作用。,苯甲酸和苯甲酸鈉的作用條件,苯甲酸和苯甲酸鈉是以未解離的分子起抑菌作用。,防腐效果視介質(zhì)的pH值而異，一般pH值5時抑菌效果較好，pH值2.54.0時抑菌效果最好。例如當(dāng)pH值由7降至3.5時，其防腐效力可提高510倍。,苯甲酸和苯甲酸鈉的使用量和使用范圍,FAO和WHO規(guī)定： 苯甲酸的ADI（每日允許攝入量）為05mg/kg。 我國衛(wèi)生標準規(guī)定： 醬油、醋、果汁、果醬、汽水等0.21g/kg 濃縮果汁為2g/kg。 用量均以苯甲酸計，1g苯甲酸鈉相當(dāng)于0.847g苯甲酸。,（2）山梨酸和山梨酸鉀,山梨酸又名花揪酸，為無色針狀或白色粉末狀結(jié)晶，無臭或稍有刺激臭，耐光耐

4、熱，但在空氣中長期放置易被氧化變色，防腐效果也有所降低。山梨酸難溶于水而易溶于乙醇等有機溶劑。山梨酸鉀極易溶于水，也易溶于高濃度蔗糖和食鹽溶液，因而在生產(chǎn)上被廣泛使用。,山梨酸和山梨酸鉀的作用機理,- 損害微生物細胞中脫氫酶系統(tǒng)； - 使分子中的共軛雙鍵氧化，產(chǎn)生分解和重排。 - 主要目標菌：霉菌、酵母菌及其他好氣性菌 - 不能抑制：芽孢形成厭氧菌、嗜酸乳桿菌。,注意：在有少量霉菌存在的介質(zhì)中，山梨酸和山梨酸鉀表現(xiàn)出抑菌作用，甚至還會表現(xiàn)出殺菌效力。但霉菌污染嚴重時，它們會被霉菌作為營養(yǎng)物攝取，不僅沒有抑菌作用，相反會促進食品的腐敗變質(zhì)。,山梨酸和山梨酸鉀的作用條件,山梨酸和山梨酸鉀屬于酸型防

5、腐劑，以未解離的分子起抑菌作用，其防腐效果隨pH值降低而增強，但適宜的pH值范圍比苯甲酸廣，以pH值6的介質(zhì)中使用為宜。,山梨酸（鉀）使用范圍和使用量,山梨酸是一種不飽和脂肪酸，能在人體內(nèi)參與正常的代謝活動，最后被氧化成CO2和H2O，故國際上公認其為無害的食品防腐劑。山梨酸的ADI為025mg/kg。,用量均以山梨酸計，1g山梨酸鉀相當(dāng)于0.752g山梨酸,（3）對羥基苯甲酸酯,對羥基苯甲酸酯又名對羥基安息香酸酯或尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。目前主要使用的是對羥基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，其中對羥基苯甲酸丁酯的防腐效果最佳。為無色小結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末，無臭，開始無味，隨后稍有澀味，難溶

6、于水而易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。,對羥基苯甲酸酯的作用機理,對羥基苯甲酸酯屬廣譜性抑菌劑，對霉菌、酵母菌的作用較強，對細菌特別是革蘭氏陰性桿菌和乳酸菌的作用較差。其抑菌機理與苯甲酸基本相同，主要使微生物細胞呼吸系統(tǒng)和電子傳遞酶系統(tǒng)的活性受抑制，并能破壞微生物細胞膜的結(jié)構(gòu)，從而起到防腐的效果。,對羥基苯甲酸酯的作用條件,對羥基苯甲酸酯也是由未解離分子發(fā)揮抑菌作用，其效力強于苯甲酸和山梨酸，而且使用范圍更廣，一般在PH值48范圍內(nèi)效果較好。對羥基苯甲酸酯在人體內(nèi)的代謝途徑與苯甲酸基本相同，且毒性比苯甲酸低。毒性與烷基鏈的長短有關(guān)，烷基鏈短者毒性大，故對羥基苯甲酸甲酯很少作為食品防腐劑使用。,對羥

7、基苯甲酸酯的使用范圍和使用量,世界各國普遍使用，通常用于清涼飲料、果醬、醋等，其ADI為010mg/kg。 我國規(guī)定： 醬油、醋，分別為0.25g/kg和0.10g/kg； 用于清涼飲料，0.10g/kg， 果汁、果醬，0.20g/kg， 水果蔬菜表皮，0.012g/kg。,（4）脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉,無色到白色針狀或片狀結(jié)晶，無臭或有微臭，易溶于乙醇等有機溶劑而難溶于水，故多用其鈉鹽作防腐劑。脫氫醋酸鈉為白色結(jié)晶性粉末，在水中的溶解度可達到33%。對霉菌和酵母菌的作用較強，對細菌的作用較差。其抑菌作用是由三羰基甲烷結(jié)構(gòu)與金屬離子發(fā)生螯合作用，損害微生物的酶系而起到防腐效果。,脫氫醋酸和脫氫醋

8、酸鈉使用范圍和使用量,毒性很低、對熱較穩(wěn)定、適應(yīng)的pH值范圍較寬，但以酸性介質(zhì)中的抑菌效果更好。 我國規(guī)定：用于腐乳、什錦醬菜、原汁橘漿，最大用量為0.30g/kg。 國外各種食品的最大用量為：干酪、奶油、人造奶油2g/kg，清涼飲料0.05g/kg，酸乳和酸乳飲料0.2g/kg。,脫氫醋酸鈉為乳制品的主要防腐劑，常用于干酪、奶油和人造奶油，使用量為0.61g/kg以下。使用時一般是將0.1%0.2%的水溶液噴灑在制品表面或包裝材料上，噴灑量為2040mL/kg。,（5）丙酸鹽,作為食品防腐劑使用的丙酸鹽通常是丙酸鈉和丙酸鈣，兩者均為白色的結(jié)晶顆?；蚪Y(jié)晶性粉末，無臭或略有異臭，易溶于水。,丙酸

9、鹽作用條件,屬酸性防腐劑，在pH值較低的介質(zhì)中抑菌作用強（最低抑菌濃度在pH值5.0時為0.01%，在pH值6.5時為0.5%）。丙酸鹽對霉菌，需氧芽孢桿菌或革蘭氏陰性桿菌有較強的抑制作用，對引起食品發(fā)粘的菌類如枯草桿菌抑菌效果好，對防止黃曲霉毒素的產(chǎn)生有特效，但是對酵母菌幾乎無效。根據(jù)這一特性，丙酸鹽常用于面包和糕點的防霉。,丙酸是食品中的正常成分，也是人體代謝的中間產(chǎn)物，丙酸鹽不存在毒性問題，故ADI無需作特殊規(guī)定。丙酸已廣泛用于面包、糕點、果凍、醬油、醋、豆制品等的防霉。在以上食品中，丙酸鹽（以丙酸計）的最大使用量為2.5g/kg。 除上述常用的合成有機防腐劑外，目前生產(chǎn)中使用的還有聯(lián)苯

10、、仲丁胺、多菌靈、托布津、苯來特等多種，這些藥劑主要用于水果蔬菜的防腐保鮮，效果良好。,2.2.2 無機防腐劑,（l）亞硫酸及其鹽類: 亞硫酸是強還原劑 - 具有漂白和抗氧化作用： 減少植物組織中的氧氣，抑制褐變反應(yīng)。 抑制氧化酶的活性，比如多酚氧化酶。 可與有色物質(zhì)作用而漂白，比如花青素、胡蘿卜素等用于蘋果、馬鈴薯、果脯原料等。 用于防止非酶褐變，如藕、土豆片等。 抑菌作用、抑制昆蟲 可以強烈抑制霉菌、好氣性細菌，對酵母的作用稍差一些。,亞硫酸對微生物的抑制效果與其存在狀態(tài)有關(guān)，亞硫酸分子在防腐上最有效。亞硫酸鹽易溶于水，溶于水后產(chǎn)生亞硫酸而起殺菌防腐作用。由于使用方便而在生產(chǎn)中比較多用。常

11、用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、無水亞硫酸鈉（Na2SO3）、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）和低亞硫酸鈉（Na2S2O4）。燃燒硫磺熏蒸可以生成亞硫酸，也同樣起到殺菌防腐作用。,亞硫酸的殺菌作用機理,亞硫酸的殺菌作用機理是消耗食品中的O2，使好氣性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活動中酶的活性。亞硫酸對細菌的殺滅作用強，對酵母菌的作用弱。,亞硫酸的殺菌作用條件,屬于酸性防腐劑，以其未解離的分子起殺菌作用。 影響因素： pH， pH值3.5時，不電離，效果佳 濃度和溫度：越高作用越強。 水溶液放置過程中易分解逸散SO2而降低 效果，所以應(yīng)該現(xiàn)用現(xiàn)配。,亞硫酸的殺菌使用范圍和使用

12、量,SO2的ADI值為00.7mg/kg。亞硫酸及其鹽類主要用于葡萄酒和果酒的防腐，最大使用量以SO2計為0.25g/kg，產(chǎn)品中SO2的殘留量不得超過0.05g/kg，,（2）硝酸鹽和亞硝酸鹽,硝酸鹽和亞硝酸鹽是肉制品中常用的添加劑，主要作用在于使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色。此外還有防腐作用，可抑制引起肉類變質(zhì)的微生物生長，尤其是對梭狀肉毒芽孢桿菌等耐熱性芽孢的發(fā)芽有很強的抑制作用；還有抗氧化和增進風(fēng)味的作用。,硝酸鹽包括硝酸鈉和硝酸鉀，亞硝酸鹽包括亞硝酸鈉和亞硝酸鉀，以硝酸鈉和亞硝酸鈉在生產(chǎn)中比較常用。硝酸鈉和亞硝酸鈉為無色、無臭結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，味咸并且稍有苦味，有吸濕性，易溶于水。,硝酸鹽和

13、亞硝酸鹽使用范圍和使用量,硝酸鹽和亞硝酸鹽的毒性都比較強，以亞硝酸鹽的毒性更強，是一種劇藥（注：藥物學(xué)中將毒性較強的物質(zhì)稱為劇藥）。所以其使用范圍和用量都有比較嚴格的限制。硝酸鹽和亞硝酸鹽的ADI分別為05mg/kg和00.2mg/kg。,我國規(guī)定，亞硝酸鈉可用于肉類罐頭和肉制品，最大用量為0.15g/kg。殘留量以亞硝酸計，肉類罐頭和肉制品分別不能超過0.05g/kg和0.03g/kg。硝酸鈉在肉制品中的最大用量為0.5g/kg，殘留量控制同亞硝酸鈉。此外，硝酸鈉還可用于干酪的防腐，最大用量為0.5g/kg，可單獨或與硝酸鉀并用。,（3） 過氧化氫,因具有氧化還原作用而具有殺菌效果，特別對厭

14、氧芽孢桿菌殺滅效果好。 工廠用于無菌包裝容器及塑料容器的消毒處理,（4）鹵素（氯）,食品工廠設(shè)備清洗及加工用水等廣泛采用次氯酸鈣（鈉）或直接加氯進行消毒。 消毒原理次氯酸 Cl2+H2O HCL+HOCL,次氯酸有強烈的氧化性。當(dāng)水中余氯含量保持在0.20.5mg/L時，就可以把腸道病原菌全部殺死。使用氯消毒時，須注意的是由于病毒對氯的抵抗力較細菌大，要殺死病毒需增加水中加氯量。食品工廠一般清潔用水的余氯量控制在25mg/L以上。另外，有機物的存在會影響氯的殺菌效果。此外降低水的pH值可提高殺菌效果。,（5） CO2,高濃度的CO2能阻止微生物的生長，高壓下，C02溶解度比常壓下高，因而高壓下

15、，防腐能力也大 CO2也常和冷藏結(jié)合在一起用于水果保鮮、氣調(diào)保鮮減緩呼吸作用。,2.3 天然防腐劑及其應(yīng)用,天然有機防腐劑也稱天然防腐劑，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。此類防腐劑為天然物質(zhì)，有的本身就是食品的組分，故對人體無毒害，并能增進食品的風(fēng)味品質(zhì)，因而是一類有發(fā)展前景的食品防腐劑。如酒精、有機酸、甲殼素和殼聚糖、某些細菌分泌的抗菌素等都能對食品起到一定的防腐保藏作用。,2.3.1 酒精,酒精是蛋白質(zhì)的變性劑，可使微生物細胞的蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性而起到殺菌作用。當(dāng)食品中的酒精含量達到1%2%時，便可對葡萄球菌、大腸桿菌、假單胞菌屬等具有

16、殺滅作用，使食品的保存期延長23倍。酒精含量在30%以上的各類酒飲料，可以殺滅各種微生物，使產(chǎn)品得以長期保藏。食品中的酒精可以通過酒精發(fā)酵產(chǎn)生，也可以添加而得。添加范圍有一定限制，添加量應(yīng)視需要而定，總的是以不對食品固有感官質(zhì)量造成不良影響為原則。,2.3.2 有機酸,有機酸是食品的調(diào)味劑，還可通過影響食品的PH值變化而起到抑菌作用。大腸桿菌、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等食品細菌生長的PH值下限為4.05.0，乳酸菌等產(chǎn)酸菌生長的PH值下限為3.34.0，霉菌、酵母菌生長的PH值下限為l.63.2。含酸量與對微生物的抑制作用呈正相關(guān)性。,食品中有機酸的來源因食品種類而異。鮮食水果及其加工品中的有機酸，通常是果實固有的；食用醋、酸乳飲料及各種酸性發(fā)酵飲料中的有機酸，是通過發(fā)酵產(chǎn)生的；還有一些食品如醋漬蔬菜是通過添加醋酸或者其他有機酸來實現(xiàn)抑菌目的，并且賦于食品特殊的風(fēng)味。,有機酸對食品不產(chǎn)生任何毒副作用，從食品保藏角度考慮，其含量可不受限制。但是，有機酸對食品的風(fēng)味影響很大，從食品的適口性考慮，對其含量應(yīng)進行合理的調(diào)配。食品含酸的種類及其含量因食品種類而異，加酸量既要考慮食品的保藏性，又要獲得愉悅的口感，往往后者比前者更重要。當(dāng)然，有些食品如醋就不能以滿足口感而減低其含量。,2.3.3 甲殼素和殼聚