讲食品防腐剂课件.ppt

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1、第18讲 食品防腐剂,1 引言食品的变质,食品变质： 就一般意义上说，是指在某些因素（内在、外在）的影响下，食品质量（理化性质）发生变化的过程。,1.1 相关定义,食品添加剂： 指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐或根据加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。,因空气的氧化与干燥作用因食品内部所含氧化酶的作用因微生物的污染、繁殖因昆虫的侵蚀、繁殖和有害物质的直接或间接污染,氧化变质，使油脂蛤败、维生素的损失及连锁产生的褐变；空气的脱水作用使食品丧失了新鲜和充盈的质感；,食品分解，产生热能、水蒸汽和二氧化碳，使食品逐渐变质。最终，形体崩解。,蛋白质被分解造成的腐败；碳水化合或脂肪被微生

2、物分解产酸而产生的酸败等。最终，形体崩解。,对策,现代高科技工业,加入防腐剂,传统,1.2 腐败变质的原因,1.3 食品腐败变质的危害（1）产生厌恶感（2）降低食品的营养价值（3）引起食物中毒或潜在危害,(1) 广义食品腐败： 是指食品受微生物污染，在适宜条件下，微生物的迅速繁殖导致食品的外观和内在发生劣变而失去食用价值的现象。,1.4 微生物引起的食品变质,（2）狭义食品腐败： 食品中的蛋白质受腐败菌产生的蛋白质分解酶的作用而被分解，依次向低分子化合物降解下去，生产各种有毒物质和不愉快气味物质的过程。 造成食品腐败的七种菌属：假单胞菌属（铜绿假单胞菌 ）、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属、

3、梭状芽孢杆菌属和小球菌属。,（3）食品霉变：霉菌在代谢过程中产生大量的糖酶，分解食品中的碳水化合物而导致食品变质的现象。,（4）食品发酵：微生物代谢所产生的氧化还原酶促使食品中所含的糖发生不完全氧化而引起的变质现象。,1.5 食品腐败变质的控制原理与方法原理: 阻止或消除微生物的污染；抑制微生物的生长和代谢；杀死微生物。,2.2 食品的防腐方法,晒干、盐渍、糖渍、酒泡、发酵等,罐藏 、脱水、真空干燥、喷雾干燥、冻冻干燥、速冻冷藏、 真空包装、无菌包装、高压杀菌、电阻热杀菌、辐照杀菌、电子束杀菌等。,传统法：品质差，适用范围窄；后者：投资、能耗高，品质风格受影响。,2.2.1 物理保藏法,传统的

4、食品保藏方法,工业化和高科技的方法,物理法的缺陷,2.2.2 防腐剂保藏法,在下列情况下考虑采用防腐剂：当一些食品不能采用冷、热处理方法加工时；作为物理保藏方法的一个补充以减轻其处理的强度，同时使产品的质构、感官或其他方面的质量得到提高。,2.1、防腐剂的定义 利用化学方法来杀死或抑制有害微生物的增殖，从而抑制或延缓食品腐败的物质。,2 食品防腐剂概述,2.2 防腐剂应具备的条件1）、性质稳定，在一定时期内有效，使用及分解后无毒。2）、在低浓度下仍有抑菌作用。3）、本身无刺激性气味和异味。4）、不应影响人的机体代谢，也不应影响正常的肠道菌群活动。5）、价格合理，使用方便。 苯甲酸钠 山梨酸钾尼

5、泊金酯乳酸链菌素（肽） 10 30 100 1700,￥ / kg,2.3 防腐剂抗菌作用的机理,1.干扰微生物细胞的遗传机制 与染色体上的碱基发生交联、置换等反应2.影响微生物细胞壁和细胞膜的形成及完整性 孢膜及孢壁质的合成、表面电荷、物质的进出、溶解孢膜。3.降低微生物的代谢酶活力 作用于酶活性中心或者辅酶4.使微生物的蛋白质变性或凝固而导致微生物无法存活 分解二硫键等,防腐剂保护下存放于室温的食品,2.4 防腐剂的正确使用1了解所用防腐剂的抗菌谱、最低抑菌浓度和食品所带的腐败菌的大致种类。2了解所用防腐剂的物理化学性质，如pH等条件，以便正确使用。3了解食品本身的物理、化学性质、加工、包

6、装情况、储藏条件及它们对防腐剂效果的影响，确定防腐剂的投放时机：,2.5 食品防腐剂种类 常用防腐剂其它防腐剂禁用防腐剂,一、苯甲酸及其钠盐二、山梨酸及其钾盐三、丙酸钙四、对羟基苯甲酸酯 系列,一、乳酸链球菌素二、二氧化氯三、双乙酸钠四、脱氢乙酸,一、硼 酸 二、甲 醛 三、水杨酸四、-萘酚,3.1 苯甲酸（Benzoic Acid）及其钠盐,CNS：17 001（17 002）又名安息香酸， 分子式C7H6O2相对分子质量122.12。其钠盐又名安息香酸钠，有的商品试剂用此名。分子式C7H5O2Na,相对分子质量14411。,3. （常用）食品防腐剂,（1）性状,白色颗粒或结晶粉未，微溶于水

7、，易溶于乙醇中，可溶解于乙醚等脂溶剂中；沸点 249.2。其水溶液具有酸性，对225nm紫外光有强烈的吸收作用；,白色颗粒或结晶粉未，无臭或微带安息香的气味，味微甜，易溶于水；属强碱弱酸盐，酸性条件下出现离析（不易溶解）。,苯甲酸钠,苯甲酸,（2）毒性及解毒机制,1苯甲酸LD50 大鼠口服2530mgkg。ADI：0-5mgkg（苯甲酸及其盐的总量，以苯甲酸计）。2 苯甲酸钠LD50 大鼠口服4070mgkg。ADI：0-5mgkg（苯甲酸及其盐的总量，以苯甲酸计）。,毒性及解毒机制,限量的苯甲酸类的物质进入机体后，大部分在915h内与甘氨酸化合成马尿酸而从尿中排除，剩余部分与葡萄糖醛酸合成糖

8、苷而解毒，苯甲酸不在机体内积蓄。但上述两种解毒过程均在肝脏中进行，故婴幼儿（周岁以内）、老年人或肝功能衰弱的成人，食用含有苯甲酸类的食品是不适宜的。,（3）作用机制及抑菌效果,苯甲酸型防腐剂，之所以可以抑制微生物的生长、繁殖，是由于具有非选择地抑制了微生物细胞的呼吸酶系的活性（尤其是具有很强的阻碍乙酰辅酶A的缩合反应的作用，从而使糖有氧代谢中断。）；同时，对细胞膜的通透性也具有障碍作用。,作用机制及抑菌效果,苯甲酸分子态的抑菌活性较离子态高，故在pH小于4时，抑菌活性高，其抑菌的最小浓度为0.050.1。但在酸性溶液中其溶解度降低，故不能单靠提高溶液的酸性来提高其抑菌活性。故，苯甲酸最适抑菌p

9、H为2.54.0，此pH条件下，抑菌范围广（乳酸菌除外）。当pH5.5以上时，对霉菌、酵母没有抑制作用。,（4）苯甲酸钠的使用范围、投放量,苯甲酸钠可用于酸性食物：饮料、酱油、果酱、酸菜等防腐。,3.2 山梨酸及其钾盐,山梨酸，别名2,4己二烯酸、花楸酸，分子式C6H8O2，分子量112.13。山梨酸钾别名2，4己二烯酸钾，分子式C6H7KO2，相对分子质量150.22。,（1）性状,山梨酸为无色单斜晶体或结晶性粉末，无臭或稍带刺激性臭味。对光、热是稳定的，但在空气中长期放置易被氧化着色。山梨酸的水溶液加热时可随同水蒸气一起挥发。熔点134.5，沸点228（分解）。饱和水溶液pH值3.6。山梨

10、酸微溶于水，而溶于有机溶剂。山梨酸钾为无色至浅黄色鳞片状结晶或结晶性粉末，无臭或稍具臭味，在空气中露置能被氧化而着色，有吸湿性，相对密度1.363，约270熔化并分解。1g约溶于1.7mL水（20）、16.1mL95乙醇和1000mL乙醚。,（2）毒性,山梨酸 LD50 大鼠口服7360mgkg（bw）。ADI：0-25mg/kg（bw）山梨酸钾 LD50 大鼠口服4920mgkg（bw）。ADI：0-25mg/kg（bw）,毒性,山梨酸是一种不饱和脂肪酸，在机体内可正常地参加新陈代谢，它基本上和天然不饱和脂肪酸一样可以在机体内分解产生二氧化碳和水。故山梨酸可看成是食品的成分，按照目前的资料可

11、以认为对人体是无害的可用于，婴幼儿、老年、肝脏弱人群食物的防腐。,（3）抑菌效果、范围,对霉菌、酵母等好气性菌均有抑制作用；细菌，弱对嫌气性芽孢形成菌与嗜酸乳杆菌几乎无效。,抑菌范围,抑菌pH范围,属于酸型防腐剂，防腐效果随pH值的升高而降低；但山梨酸适宜的pH值范围比苯甲酸为广。,H4，抑菌活性强,H6，抑菌活性降低,（4）山梨酸的使用范围、投放量,比之苯甲酸钠，山梨酸类防腐剂因低毒，使用范围扩大了近三倍之多。我国食品添加剂使用卫生标准（GB2760-2007）规定：山梨酸、山梨酸钾，可用于肉、鱼、蛋、禽类制品。详细的使用范围及最大使用量，参见食品添加剂使用卫生标准（GB2760-2007）

12、 。,4.1 乳酸链球菌素Nisin,乳酸链球菌素、乳酸链菌素，别名乳酸链球菌肽、尼生素。CNS:17.019分子式C143H228O37N42S7，相对分子质量3348。其结构见下图,4 天然防腐剂,乳酸链球菌素Nisin,乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸组成。活性分子常为二聚体、四聚体等。大多数的牛乳中，存在这种物质。,4 天然防腐剂,（1） Nisin性状,为白色或略带黄色的结晶粉末或颗粒。试验表明：不同的PH值下其溶解度不同： PH值在7时，溶解度为 49.0mg/ml; 若在0.02MHCL中，溶解度增至110.0mg/ml， 在碱性条件下几乎不能溶液解。

13、,Nisin性状,不同的PH值下的热稳定性： 在pH小于2.0的稀盐酸中可经115.6灭菌而不失活； 当pH超过4时，特别是在加热条件下，它在水溶液中的分解速度加快，活力降低： 如在pH等于5.0时，灭菌后丧失40活力； pH等于6.8时，灭菌后丧失90活力。但乳酸链球菌素加入食品中后，受到牛奶、肉汤等大分子保护，稳定性大大提高。乳酸链球菌素对蛋白水解酶如胰蛋白酶、胰酶、唾液酶和消化酶特别敏感，但对粗制凝乳酶不敏感。 乳酸链球菌素的标准品纯度为2.5，并定为1106 IUg。纯品：1g40 106 IU,（2） Nisin毒性,LD50 小鼠口服9.26gkg（bw）（雄性）； 6.81gkg

14、（bw）（雌性）。 大鼠口服14.7gkg（bw）（雄性）； 6.81gkg（bw）（雌性）。ADI 033000IUkg（bw）（FAOWHO，1994）,（2） Nisin毒性,乳酸链球菌素是多肽（而非营养成分之外的异物），食用后在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸，基本不用考虑一般添加剂的毒性及抗菌素的副作用问题。对乳酸链球菌的微生物毒性研究表明，无微生物毒性或致病作用，其安全性很高。,（3）抑菌机制、效果,抑菌机制在于它作为阳离子表面活性剂，影响细菌胞膜和抑制革兰氏阳性菌的胞壁质合成，并能增强一些细菌对热的敏感性，使它在小范围内有辅助杀菌作用。,（3）抑菌机制、效果,效果作为一种天然

15、的防腐剂，它能有效地杀灭引起食品腐败的革兰氏阳性腐败菌，具有无毒、无副作用、安全可靠、高效等特点。在食品中加入0.510mgkg乳酸链球菌素（一般情况下，10ppm可杀死绝大多数革兰氏阳性细菌），能降低食品灭菌的温度和缩短食品灭菌时间，使食品较好地保持原有的营养成分、风味、色泽和延长贮存时间，且节能和减少破损率。,（3）抑菌效果（续）,乳酸链球菌素的抗菌谱相当窄，只能抑制或杀死革兰氏阳性细菌，如乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌或其它厌氧性形成芽孢的细菌等。对革兰氏阴性菌、酵母和霉菌均无作用。因此若与山梨酸（主要抑制霉菌、酵母菌及需氧细菌）或辐射处理等配合使用，则可使抗菌谱扩大。,（4）

16、 Nisin使用范围及用量,我国食品添加剂使用卫生标准（GB 2760-2007）规定：,（5）加入方式、条件,使用时可先将乳酸链球菌素制成56的蒸馏水（或冷开水）悬液，放置30min至60min后加入食品中，充分混匀，一般使用量为（0.10.2）gkg。在灭菌乳制品中的应用如下： 其中高温瞬间灭菌条件为130-135，3s；二次灭菌条件为115，15min。,5、甲醛,甲醛毒性较高，对蛋白质有很强的凝固作用，能和核酸的氨基及羟基结合，使之变性而失去活性，能阻碍胃酶和胰酶作用，影响代谢机能，刺激器官。对大白鼠经口LD50：800mg/kg；对豚鼠经口LD50：260mg/kg。其35%40%水溶液即为福尔马林，福尔马林口服致死量约1020毫升。,食品中防腐剂的测定方法：,GB/T 5009.29-2003; 食品中山梨酸、苯甲酸的测定GB/T 5009.31-2003; 食品中对羟基苯甲酸酯类的测定GB/T 5009.120-2003; 食品中丙酸钠、丙酸钙的测定,