第2章 食品化学保藏

1.食品化学保藏及其特点

食品的化学保藏技术是食品科学研究中的一个重要领域，有悠久的历史；腌制、糖渍、酸渍和烟熏都可算是化学保藏方法；将人工化学制品应用于食品保藏：始于20世纪初，1906年可用于食品的化学品已达12种，随着化学工业和食品科学的发展，天然提取的和化学合成的食品保藏剂逐渐增多，食品化学保藏技术不断取得进展，成为食品保藏不可缺少的一部分。

1.1 食品化学保藏的定义与任务

食品化学保藏(定义)：是指在食品生产和贮运过程中使用化学制品(食品添加剂)提高食品的耐藏性和尽可能保持其原有品质的措施。

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：

1.2 食品化学保藏的特点

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)；不是全能的，只能在一定时期内防止食品变质；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；

1.3 食品化学保藏的应用限制

2.食品防腐剂(Food Preservatives)

食品防腐剂应具备的条件、食品防腐剂的抑菌机理、食品抑菌剂的种类、特性与使用、常用的化学防腐剂、常用的生物防腐剂

食品防腐剂(Food Preservatives)

广义：凡是能抑制微生物生长活动，延缓食品腐败变质或生物代谢化学制品或生物代谢制品。狭义：凡是能抑制微生物生长活动，但不一定杀死微生物，却能延缓食品腐败变质或生物代谢的化学制品或生物代谢制品。

抗微生物的作用程度：抑菌剂(狭义的防腐剂)、杀菌剂、杀菌剂、抑菌剂

2.1食品防腐剂应具备的条件

基本条件：卫生安全：对人体无毒害

使用有效：控制作用范围和使用量

不破坏食品的固有品质：

其他要求：少量使用就能达到防腐要求

不会与生产设备和包装容器等发生不良化学反应

具有一定的耐热能力

对使用的人员无害

大量使用时不污染环境

2.2 食品防腐剂的抑菌机理

氧化型杀菌剂：强氧化作用

过氧化物(H2O2)：产生具有强氧化能力的新生态氧[O]

氯制剂(Cl2、HClO)：释放有效氯[OCl]

还原型杀菌剂：消耗食品中的氧、破坏酶活性以及蛋白质中的二硫键，如H2SO3。

醇类：使蛋白质脱水变性凝固，75%乙醇杀菌，低浓度(>15%)的乙醇则抑菌；

有机酸类：改变膜的透性，阻碍微生物细胞的呼吸系统和营养物质的输送；

3、食品抑菌剂的种类、特性与使用

常用的化学抑菌(防腐)剂、常用的生物抑菌(防腐)剂、常用的化学抑菌(防腐)剂

3、1常用的化学抑菌(防腐)剂

我国常用的化学合成抑菌防腐剂有：苯甲酸、对羟基苯甲酸酯、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、脱氢醋酸及其盐类

还有无机防腐剂：亚硫酸及其盐类，硝酸盐和亚硝酸盐

a.苯甲酸及其钠盐

苯甲酸(钠)，又称安息香酸(钠)，1875年Salkowski发现苯甲酸及其钠盐有抑制微生物生长繁殖的作用。

抑菌机理：阻碍微生物细胞的呼吸系统(TCA循环)，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，在pH2.5-4.0时具有显著的抑菌效果，pH>5.4则失去对大多数霉菌和酵母菌的抑制作用，起作用的是苯甲酸（未解离的分子）。

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

b.对羟基苯甲酸酯

对羟基苯甲酸酯，又称泊尼金酯。目前在食品中使用的有对羟基苯甲酸乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯和异丁酯。对羟基苯甲酸酯，对呈白色晶体，稍有涩味，无嗅、无吸湿性，对光和热稳定。

抑菌机理：抑制呼吸系统和电子传递酶系统的活性、破坏细胞膜结构。

溶解性：微溶于水，而易溶于乙醇和丙二醇；

抑菌作用：广谱抑菌剂，未解离的分子起作用。对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌中革兰氏阴性杆菌和乳酸菌作用较弱。受pH影响较小，在pH4-8范围内适用,在pH5.5时效果最好；抑菌性质稳定。

安全性：毒性低于苯甲酸，ADI:0-10 mg/kg体重(FAO/WHO)

使用量：酱油、酱菜：0.1g/kg;

碳酸饮料：0.2g/kg

糕点馅：0.5g/kg

效果强于苯甲酸和山梨酸

c.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

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。

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。

d.丙酸及其盐

丙酸盐书脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钠和丙酸钙；

抑菌谱：属于酸性防腐剂，对霉菌、需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用；对防止黄曲霉毒素的产生有特效；对酵母菌几乎无效；对引起食品发粘的菌类如枯草芽孢杆菌抑菌效果较好。

一般用于面包、糕点、干酪等制品；

安全性：丙酸盐类是一类安全的防腐剂，日本规定的最大用量为5g/Kg。

e、脱氢醋酸和脱氢醋酸钠

特点：易溶于乙醇等有机溶剂而难溶于水，多以其钠盐作防腐剂。毒性低，对热稳定；适应pH范围较宽，但以酸性介质中抑菌效果较好。

抑菌谱：对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌的作用较差。脱氢醋酸钠是乳制品的主要防腐剂。抑菌机理：其三羰基甲烷结构与金属离子发生螯合作用，从而以损害微生物的酶系统起防腐作用。

使用量：干酪、奶油和人造奶油：＜0.61g/kg

f、无机防腐剂

亚硫酸及其盐类：

特点：强还原剂，具有杀菌防腐作用，还有漂白和氧化作用。酸性防腐剂。

杀菌机理：消耗食品中的O2，使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些酶的活性。起作用的是亚硫酸。

抑菌谱：对细菌作用强，对酵母菌的作用弱。

影响因素：浓度、温度、微生物的种类、pH值。pH值小于3时，效果最佳。

用途：主要用于葡萄酒和果酒的防腐。最大使用量为0.25g/kg，其ADI值为0～0.7mg/kg。硝酸盐和亚硝酸盐

特点：在肉制品中广泛使用。具有防腐性、抗氧化和增进风味的作用

抑菌谱：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

安全性：都有毒，亚硝酸毒性更强。致癌性。

使用量：亚硝酸盐最大用量0.15g/kg。硝酸盐最大用量0.5g/kg.

3、2常用的生物抑菌(防腐)剂

微生物代谢产物: 乳酸链球菌素、纳他霉素

酶类：溶菌酶

植物中的天然抗菌物质：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类

动物中的天然产物：甲壳素和壳聚糖

a、微生物代谢产物:

乳酸链球菌素：商品名称Nisin(尼生素).是乳酸链球菌产生的一种多肽，由34个氨基酸组