(精品)07食品工艺学导论——食品防腐剂 (2).ppt

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1、第二篇第二篇 食品添加剂的应用食品添加剂的应用 第二篇第二篇 食品添加剂的应用食品添加剂的应用第一节食品防腐剂Antimicrobial Preservations 是指能够防止食品由微生物所是指能够防止食品由微生物所引起的腐败变质，延长食品保藏期引起的腐败变质，延长食品保藏期的一类食品添加剂。的一类食品添加剂。食品防腐剂食品防腐剂食品保存剂食品保存剂一、食品防腐剂的作用机理一、食品防腐剂的作用机理 微生物的作用微生物的作用食品腐败变质食品腐败变质最最主主要要因因素素防腐剂防腐剂微生物微生物作作用用 破坏微生物细胞膜的结构或者改变细破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性，使微生物体内的酶

2、类和代胞膜的渗透性，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。理平衡被破坏而失活。防腐剂对微生物的作用防腐剂对微生物的作用 防腐剂与微生物的酶作用，如与防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰辅酶微生物的呼吸酶系，如乙酰辅酶A缩合缩合酶、脱氢酶、电子转递酶系等。酶、脱氢酶、电子转递酶系等。防腐剂对微生物的作用防

3、腐剂对微生物的作用 防腐剂作用于微生物蛋白质，导防腐剂作用于微生物蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其它的生理作用不能进行等。致其它的生理作用不能进行等。防腐剂对微生物的作用防腐剂对微生物的作用另外还有人认为：防腐剂可以干扰微生物另外还有人认为：防腐剂可以干扰微生物细胞的遗传机制，某些防腐剂能与微生物细胞的遗传机制，某些防腐剂能与微生物细胞染色体上的碱基发生交联、置换等反细胞染色体上的碱基发生交联、置换等反应，从而干扰微生物细胞的正常生长。应，从而干扰微生物细胞的正常生长。二、食品防腐剂的种类二、食品防腐剂的种类食品杀菌剂食品杀菌剂食品抑菌剂食品抑菌剂

4、广义广义狭义狭义很少直接添很少直接添加到食品中加到食品中 食品防腐剂的种类食品防腐剂的种类食食品品防防腐腐剂剂有机化学防腐剂有机化学防腐剂生物化学防腐剂生物化学防腐剂无机化学防腐剂无机化学防腐剂苯甲酸苯甲酸苯甲酸钠苯甲酸钠山梨酸山梨酸山梨酸钾山梨酸钾对羟基苯对羟基苯甲酸酯类甲酸酯类 丙酸盐类丙酸盐类二氧化硫二氧化硫焦亚硫酸焦亚硫酸钾钾焦亚硫酸焦亚硫酸钠等亚硫钠等亚硫酸类，酸类，亚硝酸类亚硝酸类乳酸链球菌乳酸链球菌素（素（Nisin）溶菌酶溶菌酶三、常用的食品防腐剂三、常用的食品防腐剂 （一）（一）苯甲酸及其盐苯甲酸及其盐 1.苯甲酸（苯甲酸（Benzoic Acid）俗称安息香酸，分子结构式为

5、：苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，干苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，干扰了微生物细胞膜的通透性，抑制细胞膜扰了微生物细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收。进入细胞体内能抑制细对氨基酸的吸收。进入细胞体内能抑制细胞的呼吸酶系的活性，对乙酰辅酶胞的呼吸酶系的活性，对乙酰辅酶A缩合反缩合反应有很强的阻止作用，从而起到食品防腐应有很强的阻止作用，从而起到食品防腐作用。作用。苯甲酸苯甲酸 大鼠经口大鼠经口LD50为为2530mg/kg体重。体重。FAO/WHO(1994)规定：规定：ADI为为05mg/kg体重（以苯甲酸计）。用体重（以苯甲酸计）。用C14示踪证示踪证明，苯甲酸在人体内不产生蓄积，大多数

6、在明，苯甲酸在人体内不产生蓄积，大多数在9-15h内与甘氨酸结合成马尿酸（苯甲酰甘氨内与甘氨酸结合成马尿酸（苯甲酰甘氨酸），通过尿排出体外。酸），通过尿排出体外。苯甲酸苯甲酸2.苯甲酸钠（苯甲酸钠（Sodium Benzoate）苯甲酸钠亦称安息香酸钠，分子结构式为：苯甲酸钠为结晶性粉末或白色颗粒或片状，无臭或略带安息香气味，有甜涩味。在空气中稳定，露置空气中可吸潮。极易溶于水，53.0g/100mL(25)其水溶液的pH值为8。溶于乙醇，1.4g/100mL(25)。苯甲酸钠苯甲酸钠苯甲酸与食用级小苏打反应制成苯甲酸钠：苯甲酸与食用级小苏打反应制成苯甲酸钠：苯甲酸钠苯甲酸钠苯甲酸及苯甲酸钠的

7、溶解度苯甲酸及苯甲酸钠的溶解度溶剂溶剂温度温度（）苯甲酸苯甲酸（g/100ml溶溶剂）剂）苯甲酸钠苯甲酸钠（g/100ml溶剂）溶剂）水水250.3450水水500.9554水水956.876.3乙醇乙醇2546.11.3 ADI为为05mg/kg体重（体重（FAO/WHO,1985）。）。大鼠经口大鼠经口LD50为为2.7g/kg体重。体重。在食品中使用苯甲酸钠时，可以与苯甲酸混在食品中使用苯甲酸钠时，可以与苯甲酸混合使用，也可以单独使用。在使用中，合使用，也可以单独使用。在使用中，1g苯甲酸苯甲酸钠相当于钠相当于0.847g苯甲酸。按苯甲酸。按GB2760-1996规定，苯规定，苯甲酸钠和

8、苯甲酸同时使用时，以苯甲酸计不得超甲酸钠和苯甲酸同时使用时，以苯甲酸计不得超过最大使用量。过最大使用量。苯甲酸钠苯甲酸钠苯甲酸、苯甲酸钠的使用范围与最大用量苯甲酸、苯甲酸钠的使用范围与最大用量使用范围使用范围 最大用量（最大用量（g/kgg/kg）酱油、醋、果汁类、果酱类、果子酱油、醋、果汁类、果酱类、果子露、罐头露、罐头 1 10 0葡萄酒、果子酒，琼脂软糖葡萄酒、果子酒，琼脂软糖 0 08 8汽酒、汽水汽酒、汽水 0 02 2果子汽酒果子汽酒 0 0 4 4低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露糕、果味露 0 05 5浓缩果汁浓缩果汁不得超过不得超过2g/k

9、g2g/kg(二二)山梨酸及其盐山梨酸及其盐 1.1.山梨酸山梨酸（Sorbic Acid）山梨酸为2，4-己二烯酸，亦称花楸酸，结构式为：为无色或白色晶体粉末，无臭或微带刺激为无色或白色晶体粉末，无臭或微带刺激性臭味，耐光、耐热性能好。微溶于水（溶解性臭味，耐光、耐热性能好。微溶于水（溶解度度0.16g/100ml0.16g/100ml）,溶于多种有机溶剂，乙醇中溶于多种有机溶剂，乙醇中溶解度溶解度10g/100ml10g/100ml；花生油中花生油中0.9g/100ml0.9g/100ml；甘甘油中油中0.3g/100ml0.3g/100ml等。沸点等。沸点228228（分解），熔（分解）

10、，熔点点132-135132-135，在，在140140下加热下加热3h3h无明显变化，无明显变化，长期露置则会被氧化而变色。长期露置则会被氧化而变色。山梨酸山梨酸 山梨酸是使用最多的防腐剂，大多数国家都使用。1945年美国Gooding发现山梨酸具有良好的防霉性能，山梨酸对霉菌霉菌、酵酵母菌母菌和和好气性细菌好气性细菌的生长发育起抑制作用，而对嫌气性细菌嫌气性细菌几乎无效。山梨酸山梨酸防腐性能防腐性能 大鼠经口LD50为10.5mg/kg体重。ADI为025mg/kg体重（FAO/WHO,1985FAO/WHO,1985）山梨酸是一种经过最充分的毒性试验的防腐剂之一。山梨酸在体内极易氧化分解

11、而排出体外。毒毒 性性山梨酸山梨酸 山梨酸可用于绿色食品加工和保藏，是目前被认为最安全的食品防腐剂之一。山梨酸应避光、密闭保存。在需要加热的产品中使用山梨酸时，为防止山梨酸受热挥发，最好在加热过程的后期添加。山梨酸山梨酸2.山梨酸钾（山梨酸钾（Potassium Sorbate）山梨酸钾，分子结构式为：山梨酸钾及山梨酸钠等盐是由山梨酸与相应的碱或碳酸盐水溶液反应制备，经精制而成，其操作过程与苯甲酸钠的制备类似。为结晶性粉末或无色至浅黄色鳞片，无臭或稍有臭味。露置空气中能吸湿和被氧化而着色。1g山梨酸钾约溶于1.7ml水，16.1ml 95乙醇和1000ml乙醚中。因此具有良好的水溶性，在山梨酸

12、盐系列中应用最广泛。山梨酸盐在酸性食品中有效形式山梨酸起抑菌作用。山梨酸钾山梨酸钾山梨酸及山梨酸钾的溶解度（山梨酸及山梨酸钾的溶解度（g/100ml）溶剂溶剂溶剂溶剂温度（温度（温度（温度（）山梨酸山梨酸山梨酸山梨酸山梨酸钾山梨酸钾山梨酸钾山梨酸钾水水水水20200.160.1667.667.6水水水水1001003.83.8乙醇乙醇乙醇乙醇（95%95%）202014.814.86.26.2丙二醇丙二醇丙二醇丙二醇20205.55.55.85.8乙醚乙醚乙醚乙醚20206.26.20.10.1植物油植物油植物油植物油20200.520.520.950.95 大鼠经口LD5050为4920mg

13、/kg体重。ADI为025mg/kg体重（以山梨酸计，FAO/WHO,1994）。山梨酸钾在贮存时应注意遮光、防湿，包装完整，不破不漏，严禁毒物污染。山梨酸钾山梨酸钾毒毒 性性山梨酸山梨酸钾的使用范围与使用量山梨酸山梨酸钾的使用范围与使用量使使 用用 范范 围围最大用量最大用量(g/kg)(g/kg)酱油、醋、果酱类、人造奶油、酱油、醋、果酱类、人造奶油、琼脂奶糖、鱼干制品、豆乳饮料、琼脂奶糖、鱼干制品、豆乳饮料、豆制素食品、糕点馅豆制素食品、糕点馅1.01.0低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露、罐头楂糕、果味露、罐头 0.50.5果汁类、果子露、葡萄酒、果酒

14、果汁类、果子露、葡萄酒、果酒 0.60.6汽酒、汽水汽酒、汽水0.20.2浓缩果汁浓缩果汁不得超过不得超过2 2（三）（三）丙酸盐丙酸盐 1.丙酸钠（丙酸钠（Sodium propionate）分子式分子式CH3CH2COONa 丙酸钠为无色或白色结晶颗粒或结晶丙酸钠为无色或白色结晶颗粒或结晶性粉末。无臭或稍有特意臭味。溶于水，性粉末。无臭或稍有特意臭味。溶于水，在在25和和100水中的溶解度分别为水中的溶解度分别为100和和150，在，在95乙醇中的溶解度乙醇中的溶解度4.4（13），有吸湿性，有吸湿性。10的丙酸钠水溶液的丙酸钠水溶液pH值为值为810.5。对光稳定性好。对光稳定性好。丙酸

15、是一元羧酸，它是以抑制微生物丙酸是一元羧酸，它是以抑制微生物合成合成-丙氨酸而起抗菌作用的。丙氨酸而起抗菌作用的。丙酸钠对防丙酸钠对防霉菌有良好的效能霉菌有良好的效能，而对，而对细菌抑制作用较小，如对枯草杆菌、八叠细菌抑制作用较小，如对枯草杆菌、八叠球菌、变形杆菌等杆菌只能延迟它们发育球菌、变形杆菌等杆菌只能延迟它们发育5日，对日，对酵母菌无作用酵母菌无作用。防腐性能防腐性能丙丙 酸酸 大鼠经口服LD5050为6300mg/kg体重。小鼠经口LD5050为5.1g/kg体重（丙酸及其钠、钾、钙盐之和，以丙酸计）。丙丙 酸酸 钠钠毒毒 性性2.丙酸钙（丙酸钙（Calcium Propionate

16、）分子式：(CH3 3CH2 2COO)2 2CaO1H2 2O 为白色的结晶颗粒或粉末。无臭或稍有特意臭味。可制成一水物或三水物，为无色单斜晶系片状结晶。水中的溶解度为39.86，不溶于乙醇、乙醚。10的水溶液PH值7.4。大鼠经口LD50为5.16mg/kg体重，小鼠经口服LD50为3340mg/kg体重，ADI为为010mg/kg体重体重。其余参照丙酸钠。丙丙 酸酸 钙钙毒毒 性性（四）对羟基苯甲酸酯类（四）对羟基苯甲酸酯类 对羟基苯甲酸酯类能在较宽对羟基苯甲酸酯类能在较宽pHpH值范围内对各值范围内对各种种霉菌，酵母菌霉菌，酵母菌霉菌，酵母菌霉菌，酵母菌具有抑制作用。具有抑制作用。一般

17、来说，构成对羟基苯甲酸酯的醇的碳原一般来说，构成对羟基苯甲酸酯的醇的碳原子数越多，抗菌作用越强；而毒性相反，醇的碳子数越多，抗菌作用越强；而毒性相反，醇的碳原子数越少，毒性越大。不过总体相比毒性较苯原子数越少，毒性越大。不过总体相比毒性较苯甲酸要小得多，且在代谢过程中几乎从肾脏全部甲酸要小得多，且在代谢过程中几乎从肾脏全部排出，而且没有刺激性。排出，而且没有刺激性。1.对羟基苯甲酸乙酯对羟基苯甲酸乙酯(Ethyl-p-hydroxybenzoate)亦称尼泊金乙酯，分子式C9 9H1010O3 3。为无色的小结晶体和结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，对热和光均稳定，不宜吸湿，熔点为1161

18、18。易溶于乙醇，而微溶于水，能溶于丙二醇，室温下稍溶于花生油（1g/kg）。性状与性能性状与性能 对霉菌、酵母有较强的抑制作用；对霉菌、酵母有较强的抑制作用；对细菌，特别是革兰氏阴性杆菌和乳对细菌，特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌的抑制作用较弱。其抗菌作用较酸菌的抑制作用较弱。其抗菌作用较苯甲酸和山梨酸强。苯甲酸和山梨酸强。防腐性能防腐性能2.对羟基苯甲酸丙酯对羟基苯甲酸丙酯Propyl-p-hydroxybenzoate 俗名尼伯金丙酯，分子式C1010H1212O3 3 为无色细小结晶或结晶性粉末，几乎无为无色细小结晶或结晶性粉末，几乎无臭，无味，略带涩味，其熔点为臭，无味，略带涩味，其熔点

19、为9598。微溶于水（微溶于水（0.04g/100ml,25）,易溶于易溶于乙醇（乙醇（95g/100ml,25），），能溶于丙二醇能溶于丙二醇（26g/100ml）、）、乙醚（乙醚（1g/3ml）。）。性状与性能性状与性能苹果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐渗压酵母苹果青霉、黑根霉、啤酒酵母、耐渗压酵母3.对羟基苯甲酸丁酯（对羟基苯甲酸丁酯（Butyl-p-hydroxybenzoate）俗名尼泊金丁酯，分子式C1111H1414O3 3。抗菌能力大于对羟基苯甲酸丙酯和乙酯抗菌能力大于对羟基苯甲酸丙酯和乙酯 对酵母和霉菌有强抑制作用对酵母和霉菌有强抑制作用 在中性条件下能充分发挥防腐作用在中性条件

20、下能充分发挥防腐作用（五）乳酸链球菌素（五）乳酸链球菌素（NisinNisin）羊毛硫氨酸、羊毛硫氨酸、-甲基羊毛硫氨酸甲基羊毛硫氨酸 脱氢丙氨酸、脱氢丙氨酸、-甲基脱氢丙氨酸甲基脱氢丙氨酸乳链菌肽乳链菌肽乳酸链球菌乳酸链球菌多肽类抗生素多肽类抗生素34个氨基酸残基个氨基酸残基 为白色或略带黄色的结晶粉末或颗为白色或略带黄色的结晶粉末或颗粒，略带咸味，不溶于非极性溶液。粒，略带咸味，不溶于非极性溶液。在水中的溶解度随在水中的溶解度随pH的下降而提高，的下降而提高，即即pH值大于值大于7.0时溶解度约为时溶解度约为0，pH值值在在5.0时溶解度为时溶解度为4g/100ml，pH在在2.5时时溶解

21、度为溶解度为12g/100ml。性状与性能性状与性能 对许多革兰氏阳性菌如金对许多革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌以及毒梭菌、嗜热脂肪芽孢杆菌以及利斯特氏菌等多种腐败菌和食物利斯特氏菌等多种腐败菌和食物病原菌有强烈的抑制作用。病原菌有强烈的抑制作用。防腐性能防腐性能它作为阳离子表面活性剂影响细菌孢膜它作为阳离子表面活性剂影响细菌孢膜和抑制革兰氏阳性菌的孢壁质的合成，和抑制革兰氏阳性菌的孢壁质的合成，但在一般情况下它不能杀死细菌孢子。但在一般情况下它不能杀死细菌孢子。抑抑菌菌机机理理（六）其它天然防腐剂（六）其它天然防腐剂等电点10

22、.711.0作用适宜的温度为4550胞壁质酶胞壁质酶N-乙酰细胞质聚糖水解酶乙酰细胞质聚糖水解酶1溶菌酶（溶菌酶（Lysozme）129个氨基酸个氨基酸 碱性蛋白质碱性蛋白质2、壳聚糖（、壳聚糖（Chitin）壳聚糖为含氮多糖类物质，也称壳壳聚糖为含氮多糖类物质，也称壳多糖，为聚乙酰氨基葡糖，又称几丁多糖，为聚乙酰氨基葡糖，又称几丁质，分子量质，分子量770.73。其化学结构与纤维。其化学结构与纤维素相似，是粘多糖类之一。素相似，是粘多糖类之一。含蛋白质的食品含蛋白质的食品不适用于不适用于不含蛋白质的酸性食品不含蛋白质的酸性食品适用于适用于四、低毒、高效、广谱天然防腐四、低毒、高效、广谱天然防

23、腐 剂剂(新型）的研究新型）的研究氨基酸类氨基酸类-（2-羟基乙胺）羟基乙胺）-苯甲酰丙酸乙酯盐酸盐苯甲酰丙酸乙酯盐酸盐维生素类维生素类低脂肪酸单甘油酯低脂肪酸单甘油酯（一）了解使用食品防腐剂考虑的因素（一）了解使用食品防腐剂考虑的因素 五、食品防腐剂的合理使用五、食品防腐剂的合理使用 （二）影响防腐剂防腐效果的因素。（二）影响防腐剂防腐效果的因素。（三）合理使用。（三）合理使用。尽量减少微生物的污染尽量减少微生物的污染确定合理的添加时机确定合理的添加时机适当增加食品的酸度适当增加食品的酸度与热处理并用与热处理并用溶解与分散溶解与分散几种防腐剂的协同作用几种防腐剂的协同作用六、食品杀菌剂六、食品杀菌剂漂白粉过氧乙酸过氧化氢漂粉精高锰酸钾