有机化学在食品防腐剂中的应用

有机化学在食品防腐剂中的应用
摘要随着社会发展和人民生活水平的提高，对于自身健康的考虑，广大消费者对食品防腐剂提出了越来越苛刻的要求。

目前我国使用的食品防腐剂有哪些？他们对人体有害么？人们应该如何正确看待食品防腐剂？这正是本文着重论述的。

关键词食品防腐剂苯甲酸山梨酸丙酸盐危害
1.什么是食品防腐剂
食品在物理、生物化学和有害微生物等因素的作用下，可失去固有的色、香、味、形而腐烂变质，有害微生物的作用是导致食品腐烂变质的主要因素。

可以用物理方法或化学方法来防止有害微生物的破坏。

所谓化学方法就是利用抑菌或杀菌（延缓或制止腐烂）的化学药剂，这些化学药剂称为防腐剂。

防腐剂的使用为食品防腐提供了有效、简便、经济的方法。

2.食品防腐剂的作用机理
传统研究认为，食品防腐剂的作用机理主要表现在如下三个方面：
(1)作用于细胞壁和细胞膜系统；
(2)作用于遗传物质或遗传微粒结构；
(3)作用于酶或功能蛋白。

近年来，人们进一步研究发现，防腐剂主要是抑制微生物的呼吸作用，不同的抗菌剂的抗菌效力也存在差异。

目前，食品防腐剂的防腐机理仍在研究之中。

食品防腐剂的用量逐年增加，如美国80年代以来的年增长率约3.0％。

山梨酸及其盐类的应用越来越广。

在日本所用的防腐剂中，苯甲酸钠仅占约3％，山梨酸及山梨酸钾已高达90％以上。

新近开发的富马酸二甲酯用于面包防霉的效果大大优于丙酸钙。

此外，人们还正在研究从天然的香辛料植物中提制具有防腐作用的物质用作食品防腐剂。

3.食品防腐剂的种类
防腐剂按来源分，有化学防腐剂和天然防腐剂两大类。

化学防腐剂又分为有机防腐剂与无机防腐剂。

前者主要包括苯甲酸、山梨酸等，后者主要包括亚硫酸盐和亚硝酸盐等。

我主要论述的是有机化学防腐剂。

有机化学防腐剂：主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对羟基苯甲酸的酯类等。

苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐等均是通过未解离的分子起抗菌作用。

它们均需转变成相应的酸后才有效，故称酸型防腐剂。

它们在酸性条件下对霉菌、酵母及细菌都有一定的抑菌能力，常用于果汁、饮料、罐头、酱油、醋等食品的防腐。

此外，丙酸及其盐类对抑制使面包生成丝状粘质的细菌特别有效，且安全性高，近年来被广泛用于面包、糕点等的防腐。

下面我分别介绍一下各种有机防腐剂的特点。

2.1 对羟基苯甲酸酯类( 甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等酯)
也称为尼泊金酯, 其抑菌机理与苯甲酸基本相同,主要是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。

对羟基苯甲酸酯类防腐效果不随pH 值而变化, 在pH4~8 范围内均有较好效果, 故可被用于代替酸性防腐剂, 且毒性低于苯甲酸( 但高于山梨酸) 。

由于它具有酚羟基结构, 所以抗细菌性能比苯甲酸、山梨酸都强, 对霉菌、酵母也有较强作用。

最大的缺点是有特殊气味, 在水中溶解度差, 其溶解度随酯基碳链长度的增加而
下降( 如甲酯为0.25 g/100 g, 庚酯仅1.5 mg/100g) ,抗菌效果则与分子中醇链长度成正比, 毒性与醇链长度成反比。

在胃肠中能迅速吸收, 并水解成对羟基苯甲酸而从尿中排出。

目前我国国标规定, 对羟基苯甲酸酯类系列中只有乙酯、丙酯可以应用于食品中。

2.2 山梨酸及其钾盐
山梨酸是不饱和脂肪酸, 其抑菌机理是利用自身的双键与微生物细胞中酶的巯基形成共价键, 使其丧失活性, 破坏酶系, 从而抑制微生物的生长。

山梨酸可参与体内正常代谢, 并最终被氧化为CO2和水, 对人体基本无害, 且对食品风味亦无不良影响, 是目前国际上公认最安全的化学防腐剂之一, 已为所有国家和地区允许使用。

由于其有效成分是未解离的山梨酸分子, 故在酸性条件下效果较好。

山梨酸主要抑制霉菌和酵母,但是在微生物过多的情况下发挥不了作用, 因此它适用于有良好的卫生条件和微生物数量较少的食品中使用。

山梨酸由于价格比苯甲酸类高, 使其应用受到限制, 目前仅在高端食品中有应用。

2.3 丙酸盐
丙酸盐在体内转变为丙酸, 单体丙酸分子可以在霉菌细胞外形成高渗透压, 使霉菌细胞内脱水, 失去繁殖力, 且还可以穿透霉菌细胞壁, 抑制细胞内的活性。

同时丙酸为食品的正常成分, 也是人体代谢的正常中间体, 易被消化系统吸收, 无蓄积性, 不随尿排出, 它经ω- 氧化后可与辅酶A 结合形成琥珀酸盐或酯而参加三羧酸循环代谢为CO2和水。

由于丙酸盐的有效成分是丙酸, 所以它必须在酸性环境中才能产生抑菌作用,在食品中主要用于面包、糕点类食品, 其离解常数较低。

对酵母无效, 故不影响面包的正常发酵。

但是我国长期以来不能生产丙酸, 主要靠进口, 近几年我国才开始丙酸盐的工业生产, 但产量很低, 制约了丙酸盐在食品中的应用。

4. 食品防腐剂的危害
常言“是药三分毒”。

用做抑制食品中细菌繁殖的防腐剂也无庸置疑！但由于目前人类食品生产加工工艺技术有限，众多美味食品仍需依赖防腐剂来抑制细菌繁殖，防止食品腐败变质。

因此，各国政府参照ADI值（即每天每公斤体重允许摄入的毫克数，是依据人体体重，终身摄入一种食品添加剂而无显著健康危害的每日允许摄入量的估计值，这是国内外评价食品添加剂安全性的首要和最终依据）对各类食品进行防腐剂分类限量使用。

目前国内专家一致认为食品防腐剂超标准使用或者使用不当会有一定的副作用；有些防腐剂含有微量毒素，长期过量摄入会对人体健康造成一定的损害。

以目前广泛使用的食品防腐剂苯甲酸为例，苯甲酸及其钠盐有积蓄中毒现象的报道，欧共体儿童保护集团认为它不宜用于儿童食品中，日本也对它的使用作出了严格限制。

现在国内常用的食品防腐剂有苯甲酸和山梨酸钾，其中苯甲酸在正常人体内九成可代谢；山梨酸钾大部分也可以在正常人体消化。

5.食品防腐剂的使用现状
鉴于食品防腐剂作用及其过量食用的危险性，同国外众多发展中国家一样，我国
GB2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》在危险评估的基础上，结合食品分类系统，对各分类食品分别进行了防腐剂禁用或限量管制使用。

目前，食品防腐剂在我国被划定为第17类，有28个品种，大多是人工合成的化学防腐剂，超标准食用会对人体造成损害。

国内部分分类食品禁用或限量管制使用防腐剂概况如下：
国外用于食品的防腐剂：美国约有50种，日本有40种，较我国28种多出很多种类，其中部分安全性能更高。

另外，不同国家对不同防腐剂的认识和使用限制不同，如：美国允许使用山梨酸，日本则不允许使用。

尤其，近年来在追求健康理念积极引导下，部分国际知名品牌食品企业结合其加工食品属性特点，自主通过不断革新加工工艺技术，综合运用高温高压、罐藏、冷藏等现代工艺技术和物理方法进行灭菌防腐，以替代传统依赖添加防腐剂实现保质防腐的陈旧加工工艺，确保加工生产的产品保质的同时不含防腐剂，极大限度地增加了食品安全性。

目前，国外众多发达国家结合各类加工食品的属性，鼓励部分现代加工工艺技术成熟的食品企业不添加防腐剂已成为主流。

如日本明确规定果冻等休闲食品标准不允许含防腐剂。

总之，虽然对于防腐剂品种及用量的限制各国都有自己的认识和标准，但是“可以不用防腐剂的食品不得使用防腐剂；确需使用防腐剂的食品严格限量使用”已是全世界的共识。

令人欣慰的是，近年来我国东南沿海等经济发达地区部分国内行业主导品牌食品企业，伴随改革开放，通过加强产品出口和对外加工及大胆引进发达国家现代工艺技术，主动同国际标准接轨，生产出众多优质、美味且不含防腐剂的安全、健康食品，让广大食民真正体验和分享到现代工艺技术的进步及改革开放带来的丰硕成果。

6.如何正确看待食品防腐剂
通过以上的论述，可以看到防腐剂是存在于生活的各个角落的，虽然食品防腐剂对人体有那么多危害，但是那是在用量过度或者一些特定环境下才会危害到人体健康，在规定范围内使用防腐剂是必须的而且没有危害的，所以消费者应该辩证的正确的看待食品防腐剂，可以大可放心的购买合格的含有食品防腐剂的商品。

还有就是一些商家的障眼法，在商品标签上标有“不含防腐剂”同“不添加防腐剂”这样的字号，消费者应该从本质上辨别两者的区别。

“不含防腐剂”是产品质量承诺，表明厂家在生产该产品过程中不仅未添加任何防腐剂，且其生产过程使用的生产原料已经过严格审查均不携带含有防腐剂，实现了产品真正意义上的不含有；而“不添加防腐剂”是企业行为承诺，仅表明厂家在生产加工该产品过程中不添加防腐剂，但不排除生产原料中携带含有防腐剂。

参考文献
[1]《健康美食》——新浪博客
[2]《食品防腐剂，一点不安全》——24小时健康加油站
[3]《食品防腐剂对我们的危害究竟有多大》——张军虎
[4]《正确认识食品防腐剂》——广东生物食品防腐剂网。