第六章 食品的化学保藏分解

主要使微生物细胞呼吸系统酶和电子传递系统酶的 活性受抑制，并能破坏微生物细胞膜的结构，从而 起到防腐作用 。 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。 FAO/WHO：ADI每千克体重0～10mg（除丁酯外） 我国规定可用于酱油和醋，最大用量分别为0.25g/kg 和0.10g/kg；对羟基苯甲酸丙酯用于清凉饮料为 0.10g/kg，果汁、果酱为0.20g/kg，水果蔬菜表皮为 0.012g/kg 。






山梨酸是一种不饱和脂肪酸，能在人体内参与正常的代 谢活动，最后被氧化成CO2和H2O，故国际上公认其为 无害的食品防腐剂 FAO/WHO：ADI每千克体重0～25mg 我国可用于酱油、醋、果酱、人造奶油、琼脂奶糖、鱼 干制品、豆乳饮料、豆制素食品、糕点馅，最大用量为 1.0g/kg； 低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露，罐头的 最大用量为0.5g/kg； 果汁类、果子露、葡萄酒、果酒类的最大用量为0.6g/kg； 汽酒、汽水的最大用量为0.2g/kg； 浓缩果汁的最大用量不得超过2g/kg。 用量均以山梨酸计，1g山梨酸钾相当于0.752g山梨酸。
在食品中使用时应注意下列事项：



山梨酸容易在加热时随水蒸汽蒸发，所以在使用 时，应该将食品加热冷却后再按规定用量添加山 梨酸类抑菌剂，以减少损失； 山梨酸及其钾盐和钙盐对人体皮肤和粘膜有刺激 性，要求操作人员佩戴防护眼镜； 山梨酸对微生物污染严重的食品防腐效果不明显， 因为微生物也可以利用山梨酸作为碳源。在微生 物严重污染的食品中添加山梨酸不会起到防腐作 用，只会加速微生物的生长繁殖。
防腐剂的防腐原理大致有如下3种：
（1）干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，
抑制酶的活性。 （2）破坏微生物的遗传物质，干扰其生存和繁殖； （3）与细胞膜作用，使细胞通透性上升，导致细胞 内物质逸出而失活。
2.防腐剂的化学和物理性质

在一些特定的体系下，抗菌剂需要象乳化剂一样 需要有一定的亲水亲油平衡能力。
第六章 食品的化学保藏
第一节 食品化学保藏的定义和特点
一、食品添加剂及其使用 1. 概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变
质，适应食品加工工艺的需要而加入到食品
中的化学合成物质或天然物质。
2. 食品添加剂与食品配料的区别

食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理评
价，用量比较大，一般在3%以上，如盐、糖、大
4、食品添加剂的分类及应用状况


我国列入 GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》 的品种已达1150多种，并逐年增加，98年，达到 1524种，到2003年，达到1747种。 依照GBI2493-90《食品添加剂分类和代码》，我国 将食品添加剂分为22类，按英文字母顺序排序依次 为：酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧剂、漂白 剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳 化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水 分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、 甜味剂、增稠剂、香料及其它。


长期以来人们认为，苯甲酸在人体内与甘氨酸或 葡萄糖醛酸结合生成马尿酸，从尿中排出而不在 体内蓄积。 但近年来有报道称苯甲酸及其钠盐可引起过敏性 反应，对皮肤、眼睛和粘膜有一定的刺激性。苯 甲酸钠还可引起肠道不适，再加之味道不良，可 尝出味道的最低值为0.1%（辛辣味），故近年使 用有逐步减少的趋势。
沸点也会直接影响防腐剂的活性，特别是其穿透 能力。 食品体系的pH会决定防腐剂的效果。


与食品组分中的脂类、蛋白质、碳水化合物和其 它添加剂的反应，通常会使其抗菌效果下降。
3. 食品性质对防腐剂作用的影响



前面已经讨论过，食品的组分与防腐剂起反应的 话会使防腐剂的活性丧失。 蛋白质能与防腐剂结合使防腐剂失效。 纤维也会与一些防腐剂结合而使其失效。 脂类也能显著影响一些防腐剂，一些亲油性比较 强的防腐剂可能会转移到食品的脂相中，而远离 微生物生长繁殖的水相环境，因此导致防腐剂的 活性下降。 另外pH也会影响其活性。 一些防腐剂还会水解和氧化。
式中R分别为：─CH3 ─CH2CH3 ─(CH2)2CH3 ─CH(CH3)CH3 ─(CH2)3CH3 ─CH2CH(CH3)CH3 ─(CH2)6CH3
使用该类抑菌剂时需要注意下列事项：

苯甲酸加热到100℃时会升华。在酸性环境中易随 水蒸汽一起蒸发，因此操作人员需要有防护措施如 戴口罩、手套等； 苯甲酸及其钠盐在酸性条件下防腐效果良好，但对 产酸菌的抑制作用却较弱，所以该类防腐剂最好在 时食品pH值为2.5~4.0时使用，以便充分发挥防腐 剂的作用；

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2. 山梨酸及其钾盐（花秋酸）

为无色针状或白色粉末状结晶，无臭或稍有刺激 臭，对光、热稳定，但久置空气中易氧化变色。 难溶于水，微溶于乙醇。 山梨酸钾极易溶于水，也易溶于高浓度蔗糖和食 盐溶液，因而在生产上被广泛使用。

山梨酸： C6H8O2 CH3—CH＝CH—CH＝CH—COOH 山梨酸钾： C6H7O2K CH3—CH＝CH—CH＝CH—COOK
二、常用防腐剂及其性质和应用
（一）有机酸及酯类 1. 苯甲酸及其钠盐（苯甲酸又名安息香酸） 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。 阻碍微生物细胞的呼吸系统，使三羧酸循环（TCA） 中的乙酰辅酶A →乙酰醋酸及乙酰草酸 →柠檬酸之 间的循环过程难以进行，并阻碍细胞膜正常生理作用 未解离的分子才起抑菌作用，其防腐效果视介质的 pH值而异，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
3.对羟基苯甲酸酯（尼泊金酯，甲、乙、丙、丁、庚）


对羟基苯甲酸酯，多呈白色晶体，稍有涩味，几乎 无嗅，无吸湿性，对光和热稳定，微溶于水，而易 溶于乙醇和丙二醇。 对羟基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影响较小，适用 的pH值范围为4~8。 该防腐剂属于广谱抑菌剂，对霉菌和酵母作用较强， 对细菌中的革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。 其结构式中R的碳链越长则抑菌效果越强，但溶解度 下降。 毒性与烷基链的长短有关，烷基链短者毒性大。另 外动物毒理试验的结果表明对羟基苯甲酸酯的毒性 低于苯甲酸，但高于山梨酸，是较为安全的抑菌剂。
pH对苯甲酸的解离效果
pH 3 4 5 6 7 未解离的苯甲酸（%） 93.5 59.3 12.8 1.44 0.144
pK
4.19
来源；Baird-Parker（1980）Organic acis. In Microbial Ecology of Foods， Vol.1， edited by J.H. Silliker， Academic Press，New York， p.126
氧化的反应，称为抗氧化剂：如BHA、BHT、 VE、亚硫酸盐、抗坏血酸、β-胡萝卜素。
3. 化学保藏的原理
化学保藏就是在食品中添加防腐剂和抗氧化 剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，
从而达到保藏的目的。
4.特点
优点：简单、有效、经济。 缺点：

它是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态，属于暂 时性保藏。


严格控制用量，以保证食品的卫生安全性。

FAO/WHO：ADI为0－5mg/kg。根据我国卫生标 准规定，苯甲酸和苯甲酸钠可用于酱油、醋、果汁、 果酱、果酒、汽水等食品中，其最大使用量为0.2 －1g/kg，浓缩果汁最大使用量为2g/kg。用量均以 苯甲酸汁，1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸 使用苯甲酸时，先用少量乙醇溶解，再添加到食品 中。使用苯甲酸钠时，一般先配制成20%－30%的 水溶液，再加入到食品中，搅拌均匀即可。
二、食品化学保藏的定义和特点
1.化学保藏的定义

食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中使用食 品添加剂来提高食品的耐藏性和尽可能保持原有品
质的一种方法。
2.防腐剂和抗氧化剂

有一些食品添加剂，它能抑制微生物生长，防止
食品腐败变质，称为防腐剂：如苯甲酸、山梨酸、
丙酸、尼泊金酯、亚硝酸盐。

有一些食品添加剂它能阻止或延续食品中成分被
期内防止食品变质。
3、化学保藏剂添加的时机需要掌握，时机不当就起
不到预期的作用。
第二节
食品防腐剂及其使用
一、防腐剂的作用和特点

防腐剂是指能抑制微生物引起的腐败变质、延长 食品保存期的一类食品添加剂，有时也被称为抗 菌剂。它的主要作用是抑制食品中微生物的繁殖。
1、防腐剂的抗菌谱与作用模式

一般来说，防腐剂的选择首先是基于其抗菌谱或 者其抗菌范围。人们都希望采用具有广谱抗菌能 力的防腐剂，但是事实上只有少数一些防腐剂具 有同时抑制几类微生物的功能，绝大多数的防腐 剂只能针对霉菌、细菌和酵母中的一类或者两类 有效，或者对其中的一些比较有效而对其它的效 果比较弱，或者只是在一定pH条件下比如酸性条 件下才起作用。

由防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭细菌严 重污染的食品，利用化学防腐剂才有效。抗氧化剂也是如 此，在化学反应尚未发生前。 并不能改善低质食品的品质，即如果食品腐败变质和氧化 反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐 败变质的食品变成优质食品。

三、化学保藏的卫生与安全性
1、添加到食品中的化学制品在用量上受到限制。 2、化学保藏的方法并不是全能的，它只能在一定时
4.微生物种类和量对防腐剂作用的影响


防腐剂添加之前食品体系中原始菌数对防腐剂的使用效 果有显著影响。很显然，防腐剂不能取代食品加工操作 过程的卫生和安全控制，原始菌数必须很低，防腐剂才 能有效果。如果原始菌数比较高的话，要想达到同样的 抗菌效果，必须添加大量的防腐剂，而这在安全角度是 不允许的。 另外，由于不同的防腐剂的抗菌谱不同，而食品中可能 含有各类微生物，此时，选择防腐剂就必须注意，一些 防腐剂可能是一类微生物的有效抑制剂，却有可能正好 是另一类微生物的生长促进剂。比如，酚类物质可以抑 制革兰氏阳性菌，但对革兰氏阴性菌缺乏抑制能力，在 特定的条件下甚至能成为后者的营养物。因此选择防腐 剂时不仅仅需要看防腐剂本身的抗菌谱，还需要综合考 虑。
豆蛋白、奶油、淀粉、植脂末等。

Fra Baidu bibliotek
食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的 ADI值，一般用量较小。
3、食品添加剂在食品中可能的作用
l）增强食品的保藏性、防止腐败变质、保持或提高食 品的营养价值。防腐剂和抗氧化剂可降低这种损失， 延长食品的保存期，并可防止食物中毒。 2）改善食品的感观性状。食品加工后，有的褪色，有 的变色，风味和质地也可能有所改变。如果适当使用 着色剂、香料以及乳化剂、增稠剂等，可保持食品的 色、香、味、形态和质地。 3）有利于食品加工操作，适应生产的机械化和连续化。 澄清剂、助滤剂和消泡剂、凝固剂等可在此方面发挥 较大作用。 4）满足其他特殊要求。如无营养的甜味剂即可满足糖 尿病患者的特殊要求。
5、安全性



作为食品添加剂使用的物质，其最重要的条件是使 用的安全性，然后是工艺效果。 一般要求：食品添加剂本身应经过充分的毒理学评 价，有严格的质量标准，证明在一定的使用范围内 对人体无害。进入人体后，最好能参与人体正常的 物质代谢；或经正常解毒过程解毒后排出体外；或 因不吸收排出体外；不能在人体内因分解或反应形 成对人体有害的物质。 国际上有关食品添加剂的权威机构是FAO／WHO （联合国粮农组织／世界卫生组织）。该机构内设 食品添加剂专家委员会和食品添加剂标准委员会等。 但这两个组织所通过的决议均为建议，能否使用尚 取决于本国的卫生部。



山梨酸及其钾盐和钙盐的防腐效果同样也和被保存 食品的pH值有关，pH值升高，抑菌效果降低。试 验证明山梨酸及其钾盐和钙盐的抗菌力在pH值低于 5~6时最佳。 pH<5.0～6.0，对霉菌、酵母和好气性微生物抑菌强； 而对有芽胞的厌气性微生物和嗜酸乳酸杆菌弱。 抑制微生物尤其是霉菌细胞内脱氢酶系统的活性， 并与酶系统中的巯基结合，使多种重要的酶系统被 破坏，（使分子中的共轭双键氧化，产生分解和重 排）从而达到抑菌和防腐的要求