食品的其他保藏化学保藏.docx

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食品的其他保藏化学保藏

2.4食品的化学保藏

⏹食品化学保藏概述

⏹食品防腐剂简介

⏹常见食品防腐剂

1.1食品化学保藏的定义与任务

⏹食品化学保藏（定义）：

就是在食品生产和储运过程中使用食品添加剂提高食品的耐藏性和尽可能保持它原来品质的措施，主要作用就是保持或者提高食品品质和延长食品保藏期。

⏹主要任务：

保持品质和延长保藏时间。

⏹食品的变质腐败不一定都与微生物有关，氧化和自溶酶的作用都会引起食品变质腐败，食品化学保藏剂就涉及防腐剂、杀菌剂和抗氧化剂等。

⏹食品中添加少量的化学品后就能在室温条件下延缓食品的腐败变质；

⏹与其它食品保藏方法（罐藏、冷冻保藏、干制）相比，具有简便而又经济的特点；

⏹许多化学制品须控制用量，通常只能控制或延缓微生物生长或只能在短时间内延缓食品的化学变化，属于暂时性或辅助性的保藏方法；

⏹化学制品的安全性问题：

Ø添加到食品中的化学制品在用量上受到限制（安全问题、对食品风味的不良影响）；

Ø不是全能的，只能在一定时期内防止食品变质；

Ø化学保藏剂添加的时机要掌握，时机不当就起不到预期的作用；

⏹第一节：

食品防腐剂（FoodPreservatives）

⏹防腐剂应该符合以下标准：

⏹1）合理使用对人体健康无害；

⏹2）不影响消化道菌群；

⏹3）在消化道内可降解为食物的正常成分；

⏹4）不影响药物特别是抗菌素的使用；

⏹5）对食品热处理时不产生有害成分。

⏹食品防腐剂的作用机理

⏹①破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性，使微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外，导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。

⏹②防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的琉基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。

⏹③其他作用：

包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其他的生理作用不能进行等。

⏹食品防腐剂的分类

⏹一：

化学（合成）防腐剂：

⏹a.无机防腐剂

⏹b.合成有机防腐剂

二：

天然抗菌剂：

a.植物源天然抗菌剂

b.动物源天然抗菌剂

c.微生物源天然抗菌剂

⏹1.无机防腐剂

⏹

（1）二氧化硫

⏹二氧化硫又称亚硫酸酐，分子式so2,在常温下是一种无色而有强烈刺激臭味的气体，对人体有害。

熔点-76.1，沸点-10.易溶于水和乙醇，在水中形成亚硫酸。

⏹SO2的抑菌或杀菌作用机理

⏹SO2与结构蛋白中的-SH、酶、辅酶、维生素、核酸、脂类等发生反应，使之性质发生变化

⏹裂解蛋白质中的二硫键，改变酶的活性中心；

⏹破坏辅酶，产生细胞毒素，使两个核酸残基之间形成交联，或核酸与蛋白质形成交联；

⏹SO2影响膜的功能，改变其通透性，影响物质代谢。

⏹SO2对微生物毒性的差异性

微生物对SO2的耐受性是不同的：

1）除葡萄酒酵母外，酵母菌和霉菌对SO2很敏感，在低浓度下，SO2就具有杀伤真菌的作用。

E.g.：

SO2<25ppm,可在几小时内杀死105个酵母细胞。

2）细菌对SO2有较强的抗性，低浓度的SO2只能抑制，而高浓度时才有杀灭作用，并且细菌死亡速度较慢，但在酸性条件下可加速细菌的死亡：

G-菌比G+菌对SO2更敏感一些。

3）葡萄酒酵母（果酒酵母）则对SO2不敏感，可耐受较高浓度的SO2。

这种差异可能是由于真菌和细菌对SO2的吸收不同所致，目前尚未有明确的实验资料证明这一点，尚需作进一步的研究。

⏹SO2的应用

①在浆果（葡萄、草莓、樱桃）、蒜薹等贮藏保鲜中，可用SO2等熏蒸或喷洒，抑制枝孢霉、葡萄孢霉等霉菌的生长，但要控制好浓度，浓度过高会造成果实的漂白伤害现象；

②在葡萄酒等果酒的生产中，抑制细菌生长、防止酒的酸化；

③用硫磺熏蒸进行房间的杀菌（霉菌），如酱油生产中曲房的杀菌消毒；

⏹二氧化碳（CO2）

CO2对微生物生长有一定影响，且与CO2浓度有关：

⏹低浓度：

当有较低浓度的CO2（稍高于大气正常CO2含量，即0.033%-1%）存在时，往往会刺激微生物生长；

⏹高浓度：

CO2浓度过高则会抑制微生物的生长，而且不同的微生物对CO2的敏感性不同，CO2的浓度、培养温度、菌龄、食品的水分活度等都会影响CO2的作用。

⏹二氧化碳（CO2）

⏹CO2浓度为100%：

⏹肠杆菌、芽孢杆菌、黄杆菌、微球菌：

在室温下4天全部被杀死；

⏹变形杆菌、产气夹膜梭菌、乳杆菌：

在室温下4天只受到轻微影响。

⏹CO2浓度为5%-10%：

⏹可抑制大部分酵母菌、霉菌、细菌，但不能完全杀死或完全防止其生长。

⏹二氧化碳（CO2）

大多数的腐败细菌、霉菌和酵母菌能被5%CO2所抑制，特别是对于生长在冷藏家禽、牛肉、猪肉、熏肉和果蔬等食品上的冷营菌具有较强的抑制效果。

⏹就敏感性而言：

霉菌比酵母菌敏感；G-菌比G+菌敏感，假单胞菌、微球菌、芽孢杆菌对CO2敏感，可被强烈地抑制。

CO2的作用机理：

有两种假说

⏹高浓度的CO2可抑制琥珀酸氧化酶，影响琥珀酸代谢；

⏹CO2使细胞膜脱水，阻碍了食品中可溶性成分进入细胞。

⏹硝酸盐和亚硝酸盐

硝酸盐和亚硝酸盐是肉制品中常用的添加剂，主要作用在于使肉制品呈现鲜艳的红色。

此外还有防腐作用，可抑制引起肉类变质的微生物生长，尤其是对梭状肉毒芽孢杆菌等耐热性芽孢的发芽有很强的抑制作用；还有抗氧化和增进风味的作用。

硝酸盐包括硝酸钠和硝酸钾，亚硝酸盐包括亚硝酸钠和亚硝酸钾，以硝酸钠和亚硝酸钠在生产中比较常用。

硝酸钠和亚硝酸钠为无色、无臭结晶或结晶性粉末，味咸并且稍有苦味，有吸湿性，易溶于水。

⏹硝酸盐和亚硝酸盐使用范围和使用量

硝酸盐和亚硝酸盐的毒性都比较强，以亚硝酸盐的毒性更强，是一种剧药（注：

药物学中将毒性较强的物质称为剧药）。

所以其使用范围和用量都有比较严格的限制。

硝酸盐和亚硝酸盐的ADI分别为0～5mg/kg和0～0.2mg/kg。

我国规定，亚硝酸钠可用于肉类罐头和肉制品，最大用量为0.15g/kg。

残留量以亚硝酸计，肉类罐头和肉制品分别不能超过0.05g/kg和0.03g/kg。

硝酸钠在肉制品中的最大用量为0.5g/kg，残留量控制同亚硝酸钠。

此外，硝酸钠还可用于干酪的防腐，最大用量为0.5g/kg，可单独或与硝酸钾并用。

⏹次氯酸钙（钠）

⏹次氯酸钙（钠）为有效地杀菌剂和强烈的氧化剂。

其主要的杀菌因子是次氯酸根遇酸释放出的游离氯（有效氯）。

⏹作用机理：

1.作用于微生物细胞的酶；

⏹2.破坏核蛋白的疏基；

⏹3.抑制其它对氧化作用敏感的酶类进而影响微生物正常的新陈代谢导致微生物细胞的死亡。

⏹作用对象：

次氯酸钙（钠）具有广谱杀菌特性，对细菌繁殖体，芽孢，病毒，藻类，原虫类均有杀菌作用。

⏹其杀菌效果受有机物，温度，PH等的影响，其中PH影响较大，5~50度范围内，温度每升高10度，杀菌效果可提高一倍以上，PH越低，杀菌能力越强。

⏹合成有机防腐剂

苯甲酸和苯甲酸钠

苯甲酸又名安息香酸，是各国允许使用而且历史比较悠久的食品防腐剂。

苯甲酸为白色鳞片状或针状结晶，难溶于水，易溶于乙醇。

苯甲酸钠易溶于水，生产上使用较为广泛。

⏹苯甲酸及其钠盐抗菌机理

抑菌机理是阻碍微生物细胞的呼吸系统（TCA循环）中乙酸辅酶A→乙酸醋酸及乙酸草酸→柠檬酸之间的循环过程难以进行，并阻碍细胞膜的正常生理作用。

⏹溶解性：

苯甲酸溶于酒精和乙醚，难溶于水；苯甲酸钠溶于水，20℃时溶解度610g/L;

⏹抑菌作用：

广谱抑菌剂，防腐效果视介质的pH值而异，一般pH值＜5时抑菌效果较好，pH值2.5～4.0时抑菌效果最好。

例如当pH值由7降至3.5时，其防腐效力可提高5～10倍。

⏹安全性：

相对较安全，每日允许摄入量（ADI）0-5mg/kg体重

⏹使用量：

酱油、食醋、果酱、果汁饮料：

1.0g/kg;

碳酸饮料：

0.2g/kg

低盐酱菜、酱类、蜜饯：

0.5g/kg

⏹山梨酸及其钾盐

Gooding于1964年发现山梨酸对微生物的抑制作用。

⏹抑菌机理：

抑制微生物尤其是霉菌细胞内脱氢酶系统活性；并与酶系统中的巯基结合，使多种酶失活；使分子中的共轭双键氧化，产生分解和重排。

⏹特性：

山梨酸钾白色粉末或晶体，略带刺激性气味，对光热稳定

⏹山梨酸及其钾盐

⏹溶解性：

山梨酸难溶于水，微溶于乙醇；山梨酸钾易溶于水、乙醇，20℃时水中溶解度67.8g;

⏹抑菌作用：

对霉菌、酵母和好气性细菌有明显抑制作用，但对于能形成芽孢的厌氧菌和嗜酸乳杆菌的抑制作用甚微。

pH低于5-6时效果最佳。

酸性防腐剂，以未解离的分子起作用，其防腐效果随pH值降低而增强。

⏹山梨酸及其钾盐

⏹安全性：

属无毒害防腐剂，ADI:

0-25mg/kg体重（FAO/WHO）

⏹使用量：

鱼、肉、蛋、禽制品中最大使用量：

0.071g/kg;

葡萄酒、果酒：

0.6g/kg.

⏹使用时注意事项：

⏹易被加热时产生的水蒸汽带出，应注意加热时间；

⏹对人体皮肤和粘膜有刺激性；

⏹对霉菌污染严重的食品不仅没有抑菌作用，还会促使食品腐败变质。

⏹对羟基苯甲酸酯

对羟基苯甲酸酯又名对羟基安息香酸酯或尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。

目前主要使用的是对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，其中对羟基苯甲酸丁酯的防腐效果最佳。

为无色小结晶或白色结晶性粉末，无臭，开始无味，随后稍有涩味，难溶于水而易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。

⏹对羟基苯甲酸酯的作用机理

对羟基苯甲酸酯属广谱性抑菌剂，对霉菌、酵母菌的作用较强，对细菌特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌的作用较差。

其抑菌机理与苯甲酸基本相同，主要使微生物细胞呼吸系统和电子传递酶系统的活性受抑制，并能破坏微生物细胞膜的结构，从而起到防腐的效果。

⏹对羟基苯甲酸酯的作用条件

对羟基苯甲酸酯也是由未解离分子发挥抑菌作用，其效力强于苯甲酸和山梨酸，而且使用范围更广，一般在PH值4～8范围内效果较好。

对羟基苯甲酸酯在人体内的代谢途径与苯甲酸基本相同，且毒性比苯甲酸低。

毒性与烷基链的长短有关，烷基链短者毒性大，故对羟基苯甲酸甲酯很少作为食品防腐剂使用。

⏹对羟基苯甲酸酯的使用范围和使用量

世界各国普遍使用，通常用于清凉饮料、果酱、醋等，其ADI为0～10mg/kg。

我国规定：

酱油、醋，分别为0.25g/kg和0.10g/kg；

用于清凉饮料，0.10g/kg，

果汁、果酱，0.20g/kg，

水果蔬菜表皮，0.012g/kg。

⏹脱氢醋酸和脱氢醋酸钠

无色到白色针状或片状结晶，无臭或有微臭，易溶于乙醇等有机溶剂而难溶于水，故多用其钠盐作防腐剂。

脱氢醋酸钠为白色结晶性粉末，在水中的溶解度可达到33%。

对霉菌和酵母菌的作用较强，对细菌的作用较差。

其抑菌作用是由三羰基甲烷结构与金属离子发生螯合作用，损害微生物的酶系而起到防腐效果。

⏹脱氢醋酸和脱氢醋酸钠使用范围和使用量

毒性很低、对热较稳定、适应的pH值范围较宽，但以酸性介质中的抑菌效果更好。

我国规定：

用于腐乳、什锦酱菜、原汁橘浆，最大用量为0.30g/kg。

国外各种食品的最大用量为：

干酪、奶油、人造奶油2g/kg，清凉饮料0.05g/kg，酸乳和酸乳饮料0.2g/kg。

脱氢醋酸钠为乳制品的主要防腐剂，常用于干酪、奶油和人造奶油，使用量为0.61g/kg以下。

使用时一般是将0.1%～0.2%的水溶液喷洒在制品表面或包装材料上，喷洒量为20～40mL/kg。

⏹丙酸盐

作为食品防腐剂使用的丙酸盐通常是丙酸钠和丙酸钙，两者均为白色的结晶颗粒或结晶性粉末，无臭或略有异臭，易溶于水。

⏹丙酸盐作用条件

属酸性防腐剂，