大学课件 食品添加剂 防腐剂

1Food11.防腐剂的定义和作用机制2.防腐剂的种类和分类*3.常用食品防腐剂的特性与使用*4.其它防腐剂的特性与使用（自学）5.使用防腐剂的注意事项*第二章防腐剂(preservatives，antimicrobials)Food2第1节、防腐剂的定义和作用机制1.1微生物引起的食品腐败变质的类型1.2保藏食品的方法1.3防腐剂的定义及使用意义1.4防腐剂的作用机制Food3细菌引起的腐败变质:作用于食品中的糖类、蛋白质、脂肪。食品霉变现象：作用于食品中的碳水化合物、蛋白质。食品发酵现象：作用于食品中的糖类。*酒精发酵*醋酸发酵*乳酸发酵*丁酸（酪酸）发酵1.1微生物引起的食品腐败变质的类型Food4糖类酵母乙醇醋酸醋酸杆菌酒精发酵：水果、蔬菜及其制品(果汁、果酱、果蔬罐头)醋酸发酵：低度酒类、饮料（果酒、果汁、啤酒）、蔬菜罐头糖类乳酸乳酸杆菌鲜奶、奶制品糖类酪酸酪酸菌鲜奶、奶酪、豌豆类食品Food5物理方法：传统：晒干、冷藏、盐渍、糖渍、酒泡、发酵等。新技术：罐藏、真空包装、充气包装；超高压杀菌、辐射杀菌、电子束杀菌等。化学方法：添加防腐剂-防腐剂有投资少，见效快；-不需要特殊的仪器设备；-使用中一般不改变食品的形态等优点。1.2保藏方法食物的方法Food61.3.1定义：根据GB2760-2014:指防止食品腐败变质、延长食品储存期的物质。为防止食品腐败变质、延长食品保存期、抑制食品中微生物繁殖的物质。——但食品中具有同样作用的调味品如食盐、糖、醋、香辛料等不包括在内。作为食品容器消毒灭菌的消毒剂亦不在此列。1.3防腐剂的定义及使用意义2Food71.3.2使用意义没有食品防腐剂是一件不可想象的事情，以目前我国年使用10万吨化学合成防腐剂，平均按1‰添加剂量计算，每年可使1亿吨食品不腐败变质。平均每吨食品按3000元计算，直接经济价值达3000亿元！可见目前食品工业是离不开食品防腐剂的。我国果蔬产后损失约为30％。粮食产后损失约为10％。挽回这些损失的手段之一就是应用防腐剂。Food81.4防腐剂的作用机制破坏微生物细胞膜结构或改变其渗透性：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。干扰微生物的酶系统：干扰微生物的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。使微生物蛋白质变性。对细胞原生质部分的遗传机制产生效应。EndFood9第2节、防腐剂的种类和分类2.1防腐剂种类2.2防腐剂的分类按来源1按作用范围25按作用效果34按组成**4Food10种类:全世界60多种,美国约50种,日本约40种，我国约26种。我国批准使用的防腐剂:食品防腐剂和果蔬保鲜剂-食品防腐剂：约21种，指加入加工食品中以发挥其抗微生物作用的物质：*苯甲酸及苯甲酸钠(benzoicacidandsodiumbenzoate)()*山梨酸及山梨酸钾(sorbicacidandpotassiumsorbate)()*丙酸，丙酸钠和丙酸钙(propionicacid；sodium，calciumpropionates)()2.1防腐剂的种类Food11*对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯类)及其钠盐(p-hydroxybenzoates/parabens)()-对羟基苯甲酸乙酯(ethylp-hydroxybenzoate)-对羟基苯甲酸乙酯钠(sodiumethylp-hydroxybenzoate)-对羟基苯甲酸甲酯钠(sodiummethylp-hydroxybenzoate)*脱氢醋酸及其盐类(dehydroaceticacid/itssalts)()-脱氢醋酸(脱氢乙酸，dehydroaceticacid)-脱氢醋酸钠(sodiumdehydroacetate)-双乙酸钠(sodiumdiacetate)Food12*乳酸链球菌素(nisin)、纳它霉素(natamycin)()、-聚赖氨酸(-polylysine)及其盐酸盐。*其它：二氧化碳；单辛酸甘油酯；二甲基二碳酸盐(维果灵)；溶菌酶。-果蔬保鲜剂：约5种，指水果蔬菜贮藏期间使用的防腐保鲜剂，一般为碱性物质,外用，不用于加工食品：*乙氧基喹，肉桂醛，稳定态二氧化氯,2,4-二氯苯氧乙酸，联苯醚。3Food13注意:以下物质也有防腐作用亚硝酸盐(nitrites)硝酸盐(nitrates)护色剂短链有机酸(short-chainorganicacids)酸味剂亚硫酸盐(sulfites)漂白剂蔗糖酯(sucroseesters)乳化剂葡萄糖酸--内酯(glucono--lactone)凝固剂BHA，BHT，PG，TBHQ，茶多酚抗氧化剂Food14*按来源分：化学合成和天然防腐剂-化学合成：绝大多数，如苯甲酸及苯甲酸钠、山梨酸及山梨酸钾等；-天然：主要为生物防腐剂，包括乳酸链球菌素、纳它霉素、-聚赖氨酸；以及溶菌酶。2.2防腐剂的分类*按作用范围分：食品防腐剂和果蔬保鲜剂。*按作用效果分：抑菌剂和杀菌剂-抑菌剂：指仅具有抑制微生物生长繁殖的物质。-杀菌剂：指能够杀死微生物的物质。Food15*各类防腐剂特点-酸型防腐剂：苯甲酸、山梨酸、丙酸、脱氢醋酸及其盐类等。特点是未解离酸分子的防腐功能最强，防腐效果随pH而定，一般在酸性条件下才有效。-酯型防腐剂：尼泊金酯类。特点是防腐作用较酸型防腐剂强，防腐效果受pH值影响小。-无机防腐剂：亚硫酸及其盐类、亚硝酸盐、硝酸盐。-生物防腐剂：由微生物代谢产物中提取，包括尼生素、纳它霉素、-聚赖氨酸。特点是一般抑菌范围较窄，安全性高。-天然提取物：从动、植物组织中提取，如鱼精蛋白、野茉莉提取物、连翘提取物等，安全性高，发展快。EndFood16第3节常用食品防腐剂的特性与使用•苯甲酸及其钠盐•山梨酸及其钾盐•丙酸钙和丙酸钠•尼泊金酯•乳酸链球菌素结构与来源防腐特性安全性使用标准使用注意事项及实例性质对比Food173.1苯甲酸及苯甲酸钠(Benzoicacidandsodiumbenzoate)结构来源：合成类防腐性能：-广谱抗菌剂：对大多数细菌霉菌酵母菌均有作用；-抗菌作用强：在pH4时，最低抑菌浓度(MIC,minimuminhibitoryconcentration)为0.05%~0.1%；钠盐的防腐效果1.18g相当于1.0的苯甲酸。-酸型防腐剂：未解离形式的抗菌作用最强，最适pH2.5~4.0，随酸度增加效果增强，常用于保藏高酸性食品。Food18安全性苯甲酸及其钠盐的LD50为大鼠口服2530和4070mg/kg，均为GRAS物质，ADI值为0-5mg/kg。因此，毒性较低，只要按照国家标准规定的添加量使用，是不会有安全问题的。苯甲酸进入人体内后很快经小肠吸收进人肝脏，在酶的催化作用下大部分与甘氨酸结合生成马尿酸(甘氨酸苯甲酞)，剩余部分与葡萄糖醛酸结合形成葡萄糖甙酸而被除去。6h后75%-80%的苯甲酸被排出人体外，10-14h后全部被排出。4Food19如过量摄入苯甲酸和苯甲酸钠,将会有以下不利：影响肝脏酶对脂肪酸的作用；过量的钠对人体血压、心脏、肾功能也会形成影响。特别是对心脏、肝、肾功能弱的人群而言；还会出现代谢性酸中毒、惊厥和气喘等病症；有叠加中毒现象的报道。在使用上有争议,虽仍为各国允许使用,但应用范围愈来愈窄。日本的进口食品中就限制使用,甚至部分食品如罐头等禁止使用,日本已停止生产。但因价格低廉,在中国仍作为主要防腐剂使用。Food20使用标准（GB2760-2014）22类食品，最大使用量0.2-2g/kgFood21本次统计说明食品中添加苯甲酸及其盐情况比较普遍。特别在制腌的酱菜中,苯甲酸检出率很高,包装的酱菜苯甲酸检出率为43%,而散装的检出率为75%。调查发现包装酱菜苯甲酸含量不合格率为13%,散装酱菜不合格率为59%,黄酒、月饼、果汁饮料均检出苯甲酸(钠)但未超标。散装酱菜苯甲酸超标严重,市场上食品中苯甲酸(钠)添加情况令人担忧。Food22使用注意事项及实例-稍有不良味道，最低尝出值为0.1%。-苯甲酸对水的溶解度比其盐低，溶解度(25℃)：苯甲酸0.34g/100ml，苯甲酸钠50g/100ml。-使用方法:苯甲酸钠：直接用水配成一定浓度的水溶液，按一定比例添加到食品中去；苯甲酸：使用时根据食品特点选用热水或乙醇溶解；或加入适量的碳酸钠或碳酸氢钠，用90℃以上的热水溶解，将其转化为苯甲酸钠后再使用。-苯钾酸钠价格仅为山梨酸的1/3.5，约9元/kg，在我国仍是用量最大的防腐剂。-实例：酱油、醋、果汁、果酱、饮料用0.1%；低盐酱菜、蜜饯类用0.05%。Food233.2山梨酸及山梨酸钾(Sorbicacidandpotassiumsorbate)结构：2,4-己二烯酸来源：合成类防腐性能：-广谱抗菌剂：对霉菌、酵母菌有强的抑制作用,对好气性细菌有效，对嫌气性细菌几乎无效。防霉能力明显高于苯甲酸及盐类，山梨酸钾的防霉效果是苯甲酸钠的5—10倍。1g钾盐的防腐效果相当于0.746g山梨酸。-酸型防腐剂：未解离形式的防腐作用最强；最适pH6，随pH增加效果减弱，MIC：pH3=0.01%，pH6=0.2%。-协同作用好：与其他防腐剂合并应用有较好的协同作用。-对肉毒梭菌有一定的抑制作用：向肉中添加2600mg/kg山梨酸钾,其对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制效果相当于添加了156mg/kg的亚硝酸盐。Food24安全性山梨酸和山梨酸钾是公认的危害最小的食品防腐剂，其毒性仅为食盐的1/2，是苯甲酸钠的1/4。是西方发达国家的主流防腐剂。其LD50山梨酸：大鼠口服7360mg/kg，山梨酸钾:大鼠口服4920mg/kg；GRAS；ADI为0-25mg/kg。山梨酸（钾）是一种不饱和脂肪酸（盐），它可以被人体的代谢系统吸收而迅速分解为二氧化碳和水，在体内无残留。但是如果食品中添加的山梨酸超标严重，消费者长期服用，在一定程度上会抑制骨骼生长，危害肾、肝脏的健康。5Food25使用标准(GB2760-2014)40类食品，最大使用量0.075-2g/kg。Food26使用注意事项-只适用于具有良好卫生条件和微生物数量较低的食品防腐；在空气中长期放置，易氧化变色。-山梨酸较易挥发，应尽可能避免加热，应用于需要加热的食品时，应在加热过程的后期添加；不宜用于具有生物活性的组织。-山梨酸的溶解性比其盐低，溶解度(20℃):山梨酸0.16g/100ml，山梨酸钾67.6g/100ml。Food27使用注意事项-使用方法：山梨酸钾：直接配成水溶液使用；山梨酸：溶解在乙醇、碳酸氢钠及碳酸钠溶液等中再加入食品中；溶解时避免使用铜铁容器。-美国专利：山梨酸可和蔗糖酯、苹果酸复配获得水溶性的山梨酸，且以山梨酸为主的复合型防腐剂可代替亚硝酸钠防止梭状芽孢杆菌的繁殖。山梨酸浓度1%2%3%4%5%6%7%8%9%山梨酸/g102030405060708090NaHCO3/g7.515.1322.6930.2637.8345.3952.4660.5268.0920℃时配置1000mL山梨酸溶液溶解山梨酸需碳酸氢钠的质量Food28实例山梨酸及钾盐应用范围宽广。可以用于饮料、酒、调味品、肉制品、水产制品、酱腌菜等多种食品的防腐之中，且对水果保鲜也有效果。-果酱中加入0.05%山梨酸，32℃贮存开罐果酱12天未发现腐败，而对照则3天变坏；-饮料中加入0.02%山梨酸，夏季1个半月不变质，对照3天变质；-将鸡胴体在沸水中浸渍10s，然后浸入6%山梨酸钾60s，取出放置3s，然后单个包装，4℃保存期比对照处长2~4倍，15℃时保质期比对照组延长4~6倍。鸡肉在感官评定无显著差异。Food293.3丙酸钠及丙酸钙(Sodiumpropionateandcalciumpropionate）结构：CH3CH2COONa,(CH3CH2COO)2Ca来源：合成类防腐性能：-抗菌谱窄：对霉菌效果好，对细菌作用弱，对酵母菌几乎无作