双乙酸钠在食品防腐保鲜中的应用现状与前景

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Application and Prospect of Sodium Diacetate in Food Industry
SHEN Yong - gen ,SHANGGUAN Xin - chen ,J IANG Yan ,WU Shao - fu
(Dept . of Food Science , JAU , Nanchang 330045 , China)
第5期
沈勇根等 :双乙酸钠在食品防腐保鲜中的应用现状与前景
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双乙酸钠的生产方法很多 ,现以醋酸 - 烧碱法为例 。 醋酸与烧碱液相反应制取 SDA 是近年来开发的新工艺 。合成的反应式为 :2CH3COOH + NaOH → CH3COOH·CH3COONa + H2O ,此方法直接生成 SDA ,具有原料价廉易得 、反应时间短 、无三废排放 (尤其 是 CO2) 、产出率高等优点 ,是理想的 SDA 合成路线 ,被多数厂家采用 。 3. 3 生产工艺流程及要点[6] 醋酸 、烧碱 →中和反应 →结晶 →干燥 →粉碎 →包装 。 3. 3. 1 中和反应 醋酸与烧碱的投料比 、反应时间 、反应温度是影响 SDA 质量和产出率的主要因素 。 将醋酸和烧碱按 31∶的重量比投下反应锅 ,加热并搅拌 ,待反应开始后 ,控制温度 105~125 ℃,时间 45~ 120 min 为最佳 。 3. 3. 2 结晶 中和反应结束后 ,将反应产物冷却至室温 ,析出结晶 。 3. 3. 3 干燥 、粉碎 、包装 将反应产物在 105 ℃下干燥 4 h ,然后粉碎过筛 ,装入 5 mm 聚乙烯袋中 ,用硬 纸板密封 。
1877 年 ,由美国人 Vicicrs 和 Loscour 两人分别独自合成出双乙酸钠 ,并分别发表在“Comptcs Rendus” 杂志上 。1938 年 ,由美国首先将双乙酸钠用于面包防霉并申请了专利 (1942 年发布) 。1979 年 ,美国食 品和医药品管理局 ( FDA) 曾对双乙酸钠作过严格彻底检查 ,其结论是 :SDA 是完全安全的 ,没有毒性物 质 ,也没有致癌物质 。1982 年双乙酸Biblioteka Baidu被美国 FDA 承认并通过 GRAS (一般认为安全) 资格 ,同年 ,美国 联邦政府按人类直接食用的食品添加剂的产品类别为其颁发注册号 。1986 年又重新审核 ,仍被通过食 品添加剂和饲料添加剂 ,证明了使用功效和安全性 ,对人和动物生态环境没有破坏或副作用 ,在生物体 内最终代谢产物是水 、钠和二氧化碳 。1987 年 ,联合国粮农组织 ( FAO) 和世界卫生组织 (WHO) 批准 SDA 在食品中作防腐剂使用 ,并制定了 SDA 的质量标准 ( FAO/ WHO1987) ,现为 94 版 。1988 年 ,德国禁用丙 酸及其盐作面包及食品的防腐剂 ,推荐用 SDA 作防腐抑菌剂 。1993 年 ,美国联邦政府法规发布了双乙 酸钠在食品 、医药及化妆品中容许限量被撤除 ,表明双乙酸钠对人体健康不产生危害 ,可不必制定具体 的每人每天允许摄入量 (ADI) 限制 。1989 年 ,我国政府正式批准 SDA 作为食品防腐剂使用 ,国家标准 GB2760 - 89 ,1996 年修订为 GB2760 - 1996 ,1999 年此标准进一步扩大了双乙酸钠的使用范围 。
5 双乙酸钠的安全性
双乙酸钠的毒性很低 ,大鼠口服 LD50为 4. 96 g/ kg ,每天每人允许摄入量 (ADI) 为 0~15 mg/ kg[9] 。 双乙酸钠在人体内会最终代谢为 CO2 和 H2O ,不会残留在体内 ,没有任何的毒副累计及致癌作用 ,是一 种环境友好产品 。
收稿日期 :2003 - 06 - 18 作者简介 :沈勇根 (1971 - ) ,男 ,讲师 ,主要从事食品科学研究 。
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1 双乙酸钠的性质
双乙酸钠是乙酸钠和乙酸的复合化合物 ,由短氢键缔合 。双乙酸钠为白色吸湿性结晶状粉末 ,分子 式为 CH3COONa·CH3COOH·xH2O ,分子量为 142. 09 (无水) ,熔点为 96~97 ℃,加热至 150 ℃以上分解 , 易吸湿 ,易溶于水 (1 g/ mL) 和乙醇 ,具有乙酸的挥发性气味 ,水溶液 pH 值为 4. 5~5. 0 (10 %水溶液) 。
4 双乙酸钠与其他品种防腐剂的比较
食品防腐剂是食品保藏技术的重要内容 ,它能抑制或消灭食品中的各种杂菌 ,并使食品在保藏过程 中有保鲜和不腐败的效果 。目前 ,我国食品防腐剂主要采用苯甲酸钠及山梨酸钾 ,但 80 %以上的食品 采用的是苯甲酸钠 。苯甲酸钠在工业生产中用催化氧化或空气氧化甲苯制取苯甲酸 ,再与碳酸氢钠反 应制取苯甲酸钠 ,其作用机理是阻碍霉菌和细菌对氨基酸的吸收 ,抑制微生物细胞的呼吸酶 、大肠杆菌 的氧化还原酶等的活性 ,干扰细菌体内的代谢过程 。由于苯甲酸钠价格便宜 ,所以是目前使用最多的防 腐剂之一 ,但添加后使食品产生涩味 。味可尝出的最低含量是 0. 1 % ,有经验者甚至可尝出 0. 06 %~ 0. 08 %的苯甲酸钠[7] 。山梨酸钾由丁烯醛和丙酮在催化剂作用下 ,于 0 ℃左右反应制成山梨酸 ,由碳酸 钾或氢氧化钾中和制成山梨酸钾 。主要作用机理是对酶的作用和对细胞膜的作用 ,在酸性条件下能充 分发挥防腐作用 ,中性时作用较低 。山梨酸钾与其它防腐剂相比毒性较低 ,其毒性是食盐的二分之一 , 是苯甲酸钠的五分之一 ,防腐效果比苯甲酸钠高 ,价格是苯甲酸钠的 8~10 倍 ,但由于价格昂贵 ,我国食 品中使用较少 。山梨酸钾在空气中稳定性较差 ,在光合作用下易被氧化着色 ,且添加后使食品产生怪 味 。丙酸盐要达到与双乙酸钠相同的防霉效果 ,添加量需双乙酸钠的 1 倍以上 ,不仅有腐蚀性和低毒 性 ,而且又苦又涩 ,会影响食品的口感 。富马酸二甲酯与双乙酸钠相比 ,两者防霉效果相当 ,但富马酸二 甲酯在生产或使用过程中 ,会剌激人体皮肤 ,引起搔痒和红肿 ,也有较低的毒性 ,而且产品易于受潮结 块 ,使用很不方便 。虽然我国允许在食品中添加上述防腐剂 ,但它们均有一定毒性 。近年来 ,由于健康 意识的不断增强 ,我国出口的食品及调味品中 ,外商大多不允许添加苯甲酸钠及山梨酸钾 ,我国消费者 也开始选择不含防腐剂的食品 。所以 ,双乙酸钠作为一种无毒高效的防腐剂己成为生产者的首选 。表 2 为 SDA 与几种防霉剂的比较 。
醋酐 - 乙酸钠法 乙酸 - 醋酐 - 纯碱
醋酐 、乙酸钠 乙酸 、醋酐 、纯碱


80 3 h 左右
70 3 h 左右
1. 3
1. 215
3. 2 生产方法
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Key words :sodium diacetate ; preservative ; application prospect
双乙酸钠 (Sodium Diacetate) 又名双乙酸氢钠 ,二醋酸一钠 ,简称 SDA ,国外商品名称为维他可乐波 YI - TA - CROP ,在美国则称为 CROP - CURE 或 CRAINCURE ,日本则称为固体醋酸[1] 。
第 25 卷第 5 期 2003 年 10 月
江西农业大学学报 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis
文章编号 :1000 - 2286 (2003) 05 - 0747 - 05
Vol . 25 ,No. 5 Oct . ,2003
双乙酸钠在食品防腐保鲜中的 应用现状与前景
沈勇根 ,上官新晨 ,蒋 艳 ,吴少福
(江西农业大学 食品科学系 ,江西 南昌 330045)
摘要 :介绍了双乙酸钠的性质 、制备方法及其在食品防腐保鲜中的应用 ,并对双乙酸钠与其他防腐剂进行了
比较 ,阐明了双乙酸钠的应用现状及前景 。
关键词 :双乙酸钠 ;防腐剂 ;应用前景 中图分类号 :TS202. 3 文献标识码 :A
按所用原料 ,双乙酸钠的生产方法可分为 :乙酸 - 纯碱法 ,乙酸 - 烧碱法 ,乙酸 - 乙酸钠法 ,乙酸 醋酐 - 纯碱法以及醋酐 - 乙酸钠法等数种[4] 。双乙酸钠的制备实质上分为化学反应 ,晶体生成以及后 处理等三个主要过程 ,化学合成反应过程一般是将碱 (或盐) 为原料与乙酸 (或醋酐) 在一定的温度下进 行中和或缔合反应 ,得到乙酸与乙酸钠的分子缔合体 。晶体生成过程是在溶剂介质中进行降温处理 ,使 分子缔合物形成晶体析 ,包括晶核的生成和生成过程晶体与液体用离心或过滤分离后 ,再经干燥可得双 乙酸钠成品 ,而母液可以进行浓缩 ,再重复利用 。从产品的相对成本来看 ,醋酐 - 乙酸钠法 、乙酸 - 醋 酐 - 纯碱法均以价格高的醋酐为原料 ,乙酸 - 乙酸钠法用乙酸作溶剂 ,因此 ,这三种方法的生产成本较 高 。乙酸 - 纯碱法和乙酸 - 烧碱所用的原料广且价格低 ,生产成本较低 ,是适宜的双乙酸钠生产方法 , 见表 1 。
2 双乙酸钠的抑菌机理
双乙酸钠对菌类 (包括真菌 、霉菌 、细菌) 具有很强的抑制作用 。其分子内的单分子乙酸可以降低物 质的 pH 值 ,并且与酯化合物相溶性较好 ,因而可以透过细胞壁 ,有效地渗透进入菌类组织的细胞中 ,干 扰细胞间酶的相互作用 ,促使菌体蛋白质的变性 ,且改变细胞形态和结构 ,达到菌体脱水死亡目的 ,起到 抗菌防腐的作用[2 ] 。
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江 西 农 业 大 学 学 报
第 25 卷
由于双乙酸钠安全 、无毒 、无残留 、无致癌 、无致畸变 ,被联合国卫生组织公认为“0”毒性物质 。它是 目前替代山梨酸钾 、苯甲酸钠 、丙酸钙等防腐剂的理想产品 ,被广泛用于烘烤食品 、调味品 、酱菜 、雪菜 、 榨菜 、肉食品 、果汁饮料等加工食品之中 。它能改善食品的口感 ,提高产品的档次 ,更是食品出口企业必 选的添加剂 。
Abstract :This paper mainly introduces the properties ,preparation method and application of sodium diacetate in food preservation , compares its effects with other food preservatives , and expounds the application prospect of sodium diacetate in food industry.
3. 1 合成工艺的开发概况 20 世纪 70 年代初 ,国外相继成功开发出多种合成工艺路线 :如德国开发的醋酸和醋酸钠气相反应
生产工艺 ;印度开发的醋酸和醋酸钠在乙醇溶剂中的液相反应生产工艺 ;南非开发的醋酸 - 醋酐与碳酸 钠的反应工艺等 。我国目前有醋酸和醋酸钠液相合成工艺 ;醋酸和烧碱为原料的合成工艺 。
表 1 几种双乙酸钠生产方法的比较[5]
生产方法
乙酸 - 纯碱法
所用原料
乙酸 、纯碱
所用溶剂
水或 45 %乙醇
化学反应温度/ ℃
65~95
化学反应时间
4 h 左右
产品相对成本
1. 0
乙酸 - 烧碱法 乙酸 、烧碱 水 105~125 3 h 左右 1. 03
乙酸 - 乙酸钠法 乙酸 、乙酸钠 50 %乙酸 60~80 4 h 左右 1. 256
由于 SDA 是霉菌和细菌的高效抑制剂 ,尤其是对黄曲霉毒素有较强的抑制作用[3] ,所以它可以高 效抑制人类食用的肉类 、蔬菜 、水果 、玉米 、麦类 、花生 、谷物 、豆类 、面包及其它农产品常见的 10 余种霉 菌素 (孢子) 和 4 种细菌核素的发生 、滋长和蔓延 。
3 双乙酸钠的生产方法
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