食品化学保藏理论和应用

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。
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
允许微生物生长的最低Aw
微生物种类
❖ 1.种类需符合国家相关规定。 ❖ 2.使用量受到限制，需考虑毒理性质和食品
品质影响。 ❖ 3.只能在一定时期内防止变质，仅起延缓微
生物生长或食品内部化学变化的作用。 ❖ 4.注意添加时机，时机不当无预期作用。
一.防腐剂
防腐剂的定义：
广义：能够抑制或者杀灭有害微生物，使食品在生产、 贮运、销售、消费过程中避免腐败变质的物质。
(三)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。
α
[H ] [H ] D
——解离度 D——未解离一元弱酸的浓度
由此式可导出：
d110pKHaKa
d——未解离一元弱酸的百分比 Ka——一元弱酸的解离平衡常数
不同pH时防腐剂未解离酸的比例
防腐剂
解离 常数
未解离酸的百分比（%）
pH3.0
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
7.0
苯甲酸
6.46× 10-5
94
83 61 33 13 5
1.5 0.5 0.15
第七章 食品化学保藏 ——刘清斌整理
利用安全的天然与化学合成的添加剂，在规定范围与数 量条件下添加于食品中，以防止或延缓由于微生物引起的食 品腐败变质，防止或延缓因氧化作用、酶作用等引起的食品 变质就是食品的化学保藏。
食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中使用人工或 天然化学制品来提高食品的耐藏性和达到某种加工目的。主 要作用保持或提高食品品质和延长食品保藏期。只能在有限 的时间内保持食品原有的品质状态，属于一种暂时性的活辅 助性的保藏方法。
过氧化物释放出的强氧化能力的新生态氧（O）， 破坏细胞膜导致新陈代谢障碍，继而穿透细胞膜破 坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞通透性，导致细 胞溶解、死亡。 常用的是双氧水
❖ （2）还原型杀菌剂SO2 ❖ 作用机理尚不清楚，目前有几种解释：
1.未解离的亚硫酸或SO2分子具抗菌性（低pH） 2.其强还原型可使作用成分氧气分压降至需氧菌可 生长点位以下，或者SO2可与某些酶系统直接作用。 3.酶抑制剂（干燥食品）
山梨酸
1.73× 10-5
98
95 85 65 37 15
5.5 1.8
0.6
丙酸
1.32× 10-5
9996 88 71Fra bibliotek43 197.0 2.3
0.8
脱氢乙酸
5.30× 10-5
100
98 95 86 65 37 15.9 5.6
1.9
从上表可看出： ➢这类防腐剂在pH较低时，防腐效果较好； ➢山梨酸适宜的pH范围大于苯甲酸
❖ 2.抑菌剂 ❖ 食品防腐剂对微生物的抑制作用通过影响细
胞亚结构而实现的。 ❖ 作用机理归纳为三个方面： ❖ 1，作用于细胞壁和细胞膜系统。 ❖ 2，作用于遗传物质或遗传微粒结构。 ❖ 3，作用于酶或功能蛋白,使其变性或失活。
(二)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。 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%
Aw
一般细菌 大肠埃希矢杆菌
葡萄球菌 一般霉菌
青霉 毛霉 一般酵母菌
>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，须针对食品腐败的
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。 ➢ 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。
化学保藏的优缺点
❖ 优点： ❖ 1、用量少 ❖ 2、使用简便 ❖ 3、费用经济 ❖ 缺点： ❖ 1、效果有限，暂时性保藏 ❖ 2、异味或其他安全问题 ❖ 3、用量有限制
化学保藏剂的分类
一般来说按照化学保藏剂的保藏原理的 不同，大致可以分为3类：
（1）防腐剂 （2）抗氧化剂 （3）保鲜剂
化学保藏剂使用原则
狭义：能够抑制微生物生长繁殖的物质。（抑菌剂）
防腐剂的分类： 1.杀菌剂 （1）氧化型杀菌剂 （2）还原型杀菌剂 （3）其他杀菌剂 2.抑菌剂
国外用于食品的防腐剂，美国约有50种，日本40种。我国 允许使用的防腐剂为28种。
（一）防腐剂作用机理
1.杀菌剂 ❖ （1）氧化型杀菌剂
氧化型杀菌剂的作用在于其强氧化作用。如过氧 化物和氯制剂，都具有很强氧化能力。
亚硫酸盐对二硫键有破坏作用，能破坏某些特定 的基本酶系，从而具有抑菌作用。亚硫酸盐对细胞 正常输运无抑制作用。亚硫酸氢盐对细胞生长过程 中的芽孢萌发有抑制作用。
❖ (3)其他杀菌剂 ❖ 醇类通过和蛋白质竞争水分，使蛋白质因脱水而变
性凝固。 ❖ 乙醇较为常见，50%-75%（体积分数）杀菌能力最
强。其杀菌抑菌能力源于其脱水能力，能使菌体蛋 白质脱水变性。其杀菌能力对细菌的繁殖体比较敏 感，而对细菌的芽孢效果不理想。 ❖ 浓度过高，造成菌体表面凝固，不能进入菌体。 ❖ 浓度过低，杀菌效力急速降低。
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