食品添加剂防腐剂讲义

使用：
乳酸链球菌素具有无毒、用量少、使用方便、防腐效果好、价 格低廉等特点，被广泛地应用于乳制品、肉制品、罐头食品、 果酱、饮料、啤酒、酱菜等食品中
水分活性aw越小越不利于微生物生长。 aw < 0.7,一般微生物不能繁殖。
2） 微生物 （细菌、霉菌、酵母）
微生物酶分解食品成分产生不良感官性状。
3）环境条件
T 20－35℃，PH 6－7，相对湿度> 80％ 紫外线、氧对食品腐败变质也有影响。
3.食品腐败变质的化学过程、产物 1）食品中的蛋白质分解：鱼肉禽蛋奶 2）脂肪酸败：食用油及含油脂高的食品 3） 碳水化合物的分解：粮食、蔬菜、水果 4. 腐败变质的食品卫生学意义 A． 不良感官刺激 B． 食品成分严重破坏 C. 人体不良反应、食物中毒可能
毒理学依据：
苯甲酸大鼠经口LD50为2g体重
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(苯甲酰甘氨酸)，通过尿排出体外。
但也仍有关于苯甲酸有害的报道，当小白鼠每天摄入 400mg/kg体重，经17个月，大白鼠每天40mg/kg体重 ，经18个月，会产生阻碍其生长的结果。
若苯甲酸与苯甲酸钠同时使用时，以苯甲酸计，不超过最 大使用量
日本规定，在鱼子酱中最大的使用量不能超过2.5g/kg；在 人造奶油中最大用量不能超过1g/kg；用于酱油、清凉饮 料、果子露，最大不能超过0.6g/kg
➢苯甲酸最适抑菌pH为2.5~4.0，抑菌最小浓度为 0.05~0.1%，但在酸性溶液中其溶解度降低，故不 能单靠提高酸性来提高抑菌活性
青霉 毛霉 一般酵母菌
Aw >0.90 0.96 0.88 >0.75 1.0~0.9 0.93 0.95~0.87
3、防腐剂的溶解与分散
使用防腐剂时，需针对食品腐败的具体情况进行处理
(1)食品外部发生腐败（如水果、薯类、冷冻食品等）：只要将 防腐剂均匀地分散在食品表面即可
(2)食品内部发生腐败（如罐头、焙烤食品、饮料等）：要求防 腐剂均匀分散于食品之中。此时，要注意防腐剂的溶解分散 特性
二、防腐方法概述
加工食品、水果和蔬菜的防腐方法：
➢物理法：加热、冷却、冷藏、辐射、紫外线、干制、腌制 ➢化学法：使用化学物质来抑制或杀灭微生物的方法
化学方法的优点：
➢ 投资少 ➢ 见效快 ➢ 不需特殊的仪器设备 ➢ 不改变食品的组织形态
种类
❖广义的防腐剂包括抑菌剂和杀菌剂。 ❖成分上分为无机和有机制剂。 ❖使用上分为食品防腐剂和果蔬保鲜剂。 ❖我国允许使用为32种,美国约有50种，日
性状：
乳酸链球菌素在室温、酸性加热条件下均很稳定，如在 pH2.0以下，加热至115.6℃30min，仍很稳定。而在pH为5 时，其活力损失40%。当pH为9.8时，其活力损失超过90% 。
乳酸链球菌素的水溶性与pH值有密切的关系。在pH值较低 时，其水溶性较好。当pH为2.5时，其溶解度为12%， pH5.0时为4%。而在中性及碱性条件下几乎不溶解。乳酸 链球菌素最好的溶剂为0.02N的盐酸
一定要保证食品处于良好的卫生条件下添加防腐剂 ，即加入时间应在微生物生长的诱导期，如已进入 对数增殖期，则防腐效果将大打折扣
5、防腐剂的配合使用
❖各种防腐剂都有一定作用范围，没有任何一种防腐 剂能够在食品中抵抗可能出现的所有腐败性微生物
❖由医学知识可知，许多微生物都会对一定的防腐剂 产生抗药性
这2种情况都使防腐剂效果下降。为了弥补单一使用 防腐剂的缺陷，可将不同作用范围的防腐剂进行配 合使用。防腐剂的配合使用扩大了作用范围，增强 了抗微生物的效果
➢ 易溶于水的：以水作溶剂
➢ 易溶于有机溶剂的：一般用不同浓度的食用酒精等溶剂
➢ 水、乙醇不溶或难溶的：I.使用分散剂分散
II.化学改性防腐剂，以增加溶解度
4、防腐剂添加时间
➢一般防腐剂若必需，应及时加入，这样效果好，用 量少
➢若防腐剂加入时食品染菌程度愈重，防腐效果则愈 差。如果食品已变质，则加入任何防腐剂也无济于 事，这个过程是不可逆转的
常用的防腐剂举例：
1、苯甲酸(Benzoic Acid)
别名：安息香酸
化学结构：
性状：
本品为白色有荧光片状或针状结晶，质轻，无臭或略微 带安息香或苯甲醛的气味。本品的性质稳定，但有吸湿 性。比重1.2659，沸点249.2℃(0.1MPa)，熔点122.4℃， 100℃开始升华，在酸性条件下易随水蒸气挥发。易溶于 乙醇、氯仿、乙醚、非挥发性油和挥发性油。微溶于热 水(4.55g/100ml，90℃)，微溶于己烷，pH值为2.8（25% 水溶液）
山梨酸或苯甲酸与加热方法合用，可使酵母菌的失 活时间缩短30~80%
对羟基苯甲酸添加量
0 0.1‰ 0.5%
56℃ 下酵母菌数量减少1/50所时间 (min)
90
48
4
2、防腐剂与冷冻处理
➢冷冻可限制微生物的增殖，加入防腐剂一般都能延 长食品冷冻冷藏的保存期。
➢在室温条件下，不足以防止食品腐败变质的防腐剂 用量，在冷冻条件下是足量的。
3、防腐剂与辐照处理
实验发现，防腐剂与辐照之间存在着增效作用，如在 苹果、蔬菜、果汁、干酪和其它乳制品中使用山梨酸 ，可降低辐照保鲜处理的辐照剂量，有利于减少和防 止辐照的副作用
六、影响防腐剂效果的几个因素
1、pH
对于酸型防腐剂，在含水或水溶液体系中，其防腐 作用主要依靠未解离的酸对微生物的作用，而解离 出来的H+作用较小。因此使用这类防腐剂时，要在 食品体系许可范围内，尽量提高未解离酸的比例， 以增加防腐效果和减少防腐剂的用量
即防腐剂对食品的风味、口感无影响
3、在低浓度下仍有抑菌作用
即防腐剂应有高效的性质，可降低防腐剂的使用量，保证消费者 摄入的主要为食品，而不是防腐剂
4、价格合理，使用方便
即对食品的制造成本影响不大，使用时不需特殊的设备和操作
四、防腐剂与物理防腐方法的结合
1、防腐与加热方法的结合
实践证明，在防腐剂存在下杀灭微生物所需温度， 比无防腐剂存在时低得多，所需时间也短得多。
食品添加剂防腐剂讲义
一、食品的腐败变质 1.定义：一般指食品在一定环境因素影响下， 由微生物作用引起的食品成分与感官性状的各 种变化。
鱼、肉类腐败、油脂酸败、 蔬菜水果腐烂、粮食霉变等
2. 食品腐败变质的原因和条件
1）食品本身组成和性质
酶、食品的营养成分、水分、 PH和渗透压 PH 6最适合微生物增殖，PH < 4.5抑菌
2、水分活度(Aw)
在水中加入电解质或可溶性物质，并达到一定浓度 ，可降低体系的Aw
允许微生物生长的最低Aw
各种微生物必须在各自的 Aw以上才能正常生长。 针对不同食品体系易生长 微生物种类的不同，控制 食品体系的Aw，达到抑 制微生物生长的目的。这 措施对某些高Aw的食品 非常有效的
微生物种类 一般细菌 大肠埃希矢杆菌 葡萄球菌 一般霉菌
在食品防腐剂中，使用苯甲酸及其盐是比较安全的， 当使用量在其规定的范围之内，均未见任何毒性产生 。
使用：
GB2760-1996规定： 0.2g/kg：汽酒、汽水； 0.4g/kg：果味汽水； 0.5g/kg：低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂糕、果味露； 0.8g/kg：葡萄酒、果酒、琼脂软糖； 1g/kg ：苯甲酸在酱油、醋、果汁类饮料、果酱、罐头； 2g/kg ：浓缩果汁类
➢ 但乳酸链球菌素的抗菌谱比较窄，只能杀死或抑制G+菌 ，特别是细菌孢子，对阴性菌、酵母菌均无作用，如乳制 品中的金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒梭菌等；啤酒 中的乳杆菌、明串球菌
毒理学依据：
LD50：雄性大鼠口服14.70g/kg体重 ADI：0~33000IU/kg体重
乳酸链球菌素是多肽类物质，在消化道中很快被蛋白水解酶分 解成氨基酸，不会改变肠道内正常菌群，以及引起常用其它抗 菌素所出现的抗药性，更不会与其它抗菌素出交叉抗性，安全 性很高
➢在酸性条件下，苯甲酸可随水蒸汽挥发，故应在 食品加热后期添加
➢苯甲酸及其盐类主要用于饮料、糖浆、果汁、果 酱、酱油等制品中
例2、乳酸链球菌素(Nisin)
别名：乳链菌素、乳链菌肽
主要组成：乳链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽抗菌 素类物质，由34个氨基酸组成。其氨基末端为异亮氨酸，羧 基末端为赖氨酸，分子量为3500。活性分子常为二聚体、四 聚体，其分子量分别为7000和14000
本约40种。
三、防腐剂应具备的条件
1、性质稳定，在一定时间内化学结构不变且有效，使用中和在 机体内（分解或不分解）无毒
随着科技发展，特别是分析检测手段的进步，人们认识到过去使 用的某些防腐剂，如硼砂、甲醛、水杨酸和焦碳二乙酯等，在对 食品防腐的同时，还可以对人体带来一定的危害而被相继禁用。
2、本身无刺激性和异味
功能性：
乳酸链球菌素能有效地抑制引起食品腐败的细菌和孢子 ，延长食品的货架期，降低灭菌温度，缩短灭菌时间，改 进食品品质，降低能耗，取代或部分取代化学防腐剂，满 足生产健康食品的需求
➢ 罐头食品中的嗜酸脂肪芽孢杆菌、热解糖梭菌、致黑梭菌 、肉毒梭菌、巴氏梭菌、乳杆菌属、凝结芽孢杆菌、多粘 芽孢杆菌、软化芽孢杆菌等对乳酸链球菌素很敏感，一般 10~50ppm即有效