1、第二篇,食品添加劑的應(yīng)用,第一節(jié),食品防腐劑,Antimicrobial Preservations,是指能夠防止食品由微生物所引起的腐敗變質(zhì)，延長食品保藏期的一類食品添加劑。,食品防腐劑,食品保存劑,一、食品防腐劑的作用機理, 破壞微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)或者改變細(xì)胞膜的滲透性，使微生物體內(nèi)的酶類和代謝產(chǎn)物逸出細(xì)胞外，導(dǎo)致微生物正常的生理平衡被破壞而失活。,防腐劑對微生物的作用, 防腐劑與微生物的酶作用，如與酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性，干擾微生物體的正常代謝，從而影響其生存和繁殖。通常防腐劑作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰輔酶A縮合酶、脫氫酶、電子轉(zhuǎn)遞酶系等。,防腐劑對微生物的作用, 防

2、腐劑作用于微生物蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)部分變性、蛋白質(zhì)交聯(lián)而導(dǎo)致其它的生理作用不能進(jìn)行等。,防腐劑對微生物的作用,另外還有人認(rèn)為：防腐劑可以干擾微生物 細(xì)胞的遺傳機制，某些防腐劑能與微生物 細(xì)胞染色體上的堿基發(fā)生交聯(lián)、置換等反 應(yīng)，從而干擾微生物細(xì)胞的正常生長。,二、食品防腐劑的種類,食品防腐劑,狹義,食品防腐劑的種類,食 品 防 腐 劑,苯甲酸 苯甲酸鈉 山梨酸 山梨酸鉀 對羥基苯甲酸酯類 丙酸鹽類,二氧化硫 焦亞硫酸鉀 焦亞硫酸鈉等亞硫酸類， 亞硝酸類,乳酸鏈球菌素（Nisin） 溶菌酶,三、常用的食品防腐劑,（一） 苯甲酸及其鹽 1. 苯甲酸（Benzoic Acid） 俗稱安息香酸，分子結(jié)

3、構(gòu)式為：,苯甲酸親油性大，易透過細(xì)胞膜，干擾了微生物細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對氨基酸的吸收。進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)能抑制細(xì)胞的呼吸酶系的活性，對乙酰輔酶A縮合反應(yīng)有很強的阻止作用，從而起到食品防腐作用。,苯甲酸,防腐機理,大鼠經(jīng)口LD50為2530mg/kg體重。 FAO/WHO(1994)規(guī)定：ADI為05mg/kg體重（以苯甲酸計）。用C14示蹤證明，苯甲酸在人體內(nèi)不產(chǎn)生蓄積，大多數(shù)在9-15h內(nèi)與甘氨酸結(jié)合成馬尿酸（苯甲酰甘氨酸），通過尿排出體外。,苯甲酸,毒 性,2. 苯甲酸鈉（Sodium Benzoate）,苯甲酸鈉亦稱安息香酸鈉，分子結(jié)構(gòu)式為：,苯甲酸鈉為結(jié)晶性粉末或白色顆粒或片狀，無臭

4、或略帶安息香氣味，有甜澀味。在空氣中穩(wěn)定，露置空氣中可吸潮。極易溶于水，53.0g/100mL(25)其水溶液的pH值為8。溶于乙醇，1.4g/100mL(25)。,苯甲酸鈉,性狀與性能,苯甲酸與食用級小蘇打反應(yīng)制成苯甲酸鈉：,苯甲酸鈉,苯甲酸及苯甲酸鈉的溶解度,ADI為05mg/kg體重（FAO/WHO,1985）。大鼠經(jīng)口LD50為2.7g/kg體重。 在食品中使用苯甲酸鈉時，可以與苯甲酸混合使用，也可以單獨使用。在使用中，1g苯甲酸鈉相當(dāng)于0.847g苯甲酸。按GB2760-1996規(guī)定，苯甲酸鈉和苯甲酸同時使用時，以苯甲酸計不得超過最大使用量。,苯甲酸鈉,毒 性,苯甲酸、苯甲酸鈉的使用

5、范圍與最大用量,(二)山梨酸及其鹽,1.山梨酸（Sorbic Acid） 山梨酸為2，4-己二烯酸，亦稱花楸酸，結(jié)構(gòu)式為：,為無色或白色晶體粉末，無臭或微帶刺激性臭味，耐光、耐熱性能好。微溶于水（溶解度0.16g/100ml）,溶于多種有機溶劑，乙醇中溶解度10g/100ml；花生油中0.9g/100ml；甘油中0.3g/100ml等。沸點228（分解），熔點132-135，在140下加熱3h無明顯變化，長期露置則會被氧化而變色。,山梨酸,性 質(zhì),山梨酸是使用最多的防腐劑，大多數(shù)國家都使用。1945年美國Gooding發(fā)現(xiàn)山梨酸具有良好的防霉性能，山梨酸對霉菌、酵母菌和好氣性細(xì)菌的生長發(fā)育起抑

6、制作用，而對嫌氣性細(xì)菌幾乎無效。,山梨酸,防腐性能,大鼠經(jīng)口LD50為10.5mg/kg體重。 ADI為025mg/kg體重（FAO/WHO,1985） 山梨酸是一種經(jīng)過最充分的毒性試驗的防腐劑之一。山梨酸在體內(nèi)極易氧化分解而排出體外。,毒 性,山梨酸,山梨酸可用于綠色食品加工和保藏，是目前被認(rèn)為最安全的食品防腐劑之一。 山梨酸應(yīng)避光、密閉保存。在需要加熱的產(chǎn)品中使用山梨酸時，為防止山梨酸受熱揮發(fā)，最好在加熱過程的后期添加。,山梨酸,2. 山梨酸鉀（Potassium Sorbate）,山梨酸鉀，分子結(jié)構(gòu)式為：,山梨酸鉀及山梨酸鈉等鹽是由山梨酸與相應(yīng)的堿或碳酸鹽水溶液反應(yīng)制備，經(jīng)精制而成，其操

7、作過程與苯甲酸鈉的制備類似。,為結(jié)晶性粉末或無色至淺黃色鱗片，無臭或稍有臭味。露置空氣中能吸濕和被氧化而著色。1g山梨酸鉀約溶于1.7ml水，16.1ml 95乙醇和1000ml乙醚中。因此具有良好的水溶性，在山梨酸鹽系列中應(yīng)用最廣泛。山梨酸鹽在酸性食品中有效形式山梨酸起抑菌作用。,山梨酸鉀,性 質(zhì),山梨酸及山梨酸鉀的溶解度（g/100ml）,大鼠經(jīng)口LD50為4920mg/kg體重。ADI為025mg/kg體重（以山梨酸計，F(xiàn)AO/WHO,1994）。山梨酸鉀在貯存時應(yīng)注意遮光、防濕，包裝完整，不破不漏，嚴(yán)禁毒物污染。,山梨酸鉀,毒 性,山梨酸山梨酸鉀的使用范圍與使用量,（三） 丙酸鹽,1.

8、 丙酸鈉（Sodium propionate） 分子式CH3CH2COONa 丙酸鈉為無色或白色結(jié)晶顆?；蚪Y(jié)晶性粉末。無臭或稍有特意臭味。溶于水，在25和100水中的溶解度分別為100和150，在95乙醇中的溶解度4.4（13） ，有吸濕性 。 10的丙酸鈉水溶液pH值為810.5。對光穩(wěn)定性好。,丙酸是一元羧酸，它是以抑制微生物合成-丙氨酸而起抗菌作用的。 丙酸鈉對防霉菌有良好的效能，而對細(xì)菌抑制作用較小，如對枯草桿菌、八疊球菌、變形桿菌等桿菌只能延遲它們發(fā)育5日，對酵母菌無作用。,防腐性能,丙 酸,大鼠經(jīng)口服LD50為6300mg/kg體重。小鼠經(jīng)口LD50為5.1g/kg體重（丙酸及其鈉

9、、鉀、鈣鹽之和，以丙酸計）。,丙 酸 鈉,毒 性,2. 丙酸鈣（Calcium Propionate）,分子式：(CH3CH2COO)2CaO1H2O 為白色的結(jié)晶顆粒或粉末。無臭或稍有特意臭味?？芍瞥梢凰锘蛉?，為無色單斜晶系片狀結(jié)晶。水中的溶解度為39.86，不溶于乙醇、乙醚。10的水溶液PH值7.4。,大鼠經(jīng)口LD50為5.16mg/kg體重，小鼠經(jīng)口服LD50為3340mg/kg體重，ADI為010mg/kg體重。其余參照丙酸鈉。,丙 酸 鈣,毒 性,（四）對羥基苯甲酸酯類,對羥基苯甲酸酯類能在較寬pH值范圍內(nèi)對各種霉菌，酵母菌具有抑制作用。 一般來說，構(gòu)成對羥基苯甲酸酯的醇的碳原

10、子數(shù)越多，抗菌作用越強；而毒性相反，醇的碳原子數(shù)越少，毒性越大。不過總體相比毒性較苯甲酸要小得多，且在代謝過程中幾乎從腎臟全部排出，而且沒有刺激性。,1. 對羥基苯甲酸乙酯(Ethyl-p-hydroxybenzoate ),亦稱尼泊金乙酯，分子式C9H10O3。,為無色的小結(jié)晶體和結(jié)晶性粉末，幾乎無臭，無味，略帶澀味，對熱和光均穩(wěn)定，不宜吸濕，熔點為116118。易溶于乙醇，而微溶于水，能溶于丙二醇，室溫下稍溶于花生油（1g/kg）。,性狀與性能,對霉菌、酵母有較強的抑制作用；對細(xì)菌，特別是革蘭氏陰性桿菌和乳酸菌的抑制作用較弱。其抗菌作用較苯甲酸和山梨酸強。,防腐性能,2. 對羥基苯甲酸丙酯

11、Propyl-p-hydroxybenzoate,俗名尼伯金丙酯，分子式C10H12O3,為無色細(xì)小結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，幾乎無臭，無味，略帶澀味，其熔點為9598。 微溶于水（0.04g/100ml,25）,易溶于乙醇（95g/100ml,25），能溶于丙二醇（26g/100ml）、乙醚（1g/3ml）。,性狀與性能,蘋果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐滲壓酵母,3. 對羥基苯甲酸丁酯（Butyl-p-hydroxybenzoate）,俗名尼泊金丁酯，分子式C11H14O3。,（五）乳酸鏈球菌素（Nisin）,羊毛硫氨酸、-甲基羊毛硫氨酸 脫氫丙氨酸、-甲基脫氫丙氨酸,乳鏈菌肽,乳酸鏈球菌,為白色或略

12、帶黃色的結(jié)晶粉末或顆粒，略帶咸味，不溶于非極性溶液。在水中的溶解度隨pH的下降而提高，即pH值大于7.0時溶解度約為0，pH值在5.0時溶解度為4g/100ml，pH在2.5時溶解度為12g/100ml。,性狀與性能,對許多革蘭氏陽性菌如金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、肉毒梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌以及利斯特氏菌等多種腐敗菌和食物病原菌有強烈的抑制作用。,防腐性能,它作為陽離子表面活性劑影響細(xì)菌孢膜 和抑制革蘭氏陽性菌的孢壁質(zhì)的合成， 但在一般情況下它不能殺死細(xì)菌孢子。,抑菌機理,（六）其它天然防腐劑,等電點10.711.0 作用適宜的溫度為4550,胞壁質(zhì)酶,N-乙酰細(xì)胞質(zhì)聚糖水解酶,1溶菌酶（Lysozme）,129個氨基酸,堿性蛋白質(zhì),2、殼聚糖（Chitin）,殼聚糖為含氮