食品保鮮技術第三章

食品保鮮技術第三章第四節(jié)食品化學保鮮一、食品防腐劑從廣義而言，食品防腐劑是指能夠抑制或者殺滅有害微生物的物質，使食品在生產、貯運、銷售、消費過程中避免腐敗變質。從狹義上講，防腐劑是指能夠抑制微生物生長繁殖的物質，亦稱抑菌劑；而能夠殺滅微生物的物質則稱為殺菌劑。第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（一）防腐劑的作用機理微生物的代謝過程相對其他生物簡單得多，一般各種物質都是直接通過細胞膜進入細胞內反應，任何對其生理代謝產生干擾的物質都可干擾微生物的生長。第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮目前使用的防腐劑一般認為對微生物具有以下幾方面的作用：①破壞微生物細胞膜的結構或者改變細胞膜的滲透性，使微生物體內的酶類和代謝產物逸出細胞外，導致微生物正常的生理平衡被破壞而失活。第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮②防腐劑與微生物的酶作用，如與酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性，干擾微生物體的正常代謝，從而影響其生存和繁殖。通常防腐劑作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰輔酶A縮合酶、脫氫酶、電子傳遞酶系等。第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮③其他作用：包括防腐劑作用于蛋白質，導致蛋白質部分變性、蛋白質交聯(lián)而導致其他的生理作用不能進行等。第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（二）常用食品防腐劑1、苯甲酸和苯甲酸鈉苯甲酸又名安息香酸，為白色鱗片狀或針狀結晶，難溶于水，易溶于乙醇。苯甲酸鈉易溶于水，生產上使用較為廣泛。第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮苯甲酸和苯甲酸鈉在酸性條件下，以未解離的分子起抑菌作用，其防腐效果一般在pH<5時較好，pH2.5～4.0時抑菌效果最好。第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮使用苯甲酸時，先用少量乙醇溶解，再添加到食品中。使用苯甲酸鈉時，一般先配制成20％～30％的的水溶液，再加入到食品中，攪拌均勻即可。

FAO（聯(lián)合國糧農組織）和WHO（世界衛(wèi)生組織）1994年規(guī)定，苯甲酸的ADI（每日允許攝入量）為0-5mg/kg。第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮2、山梨酸和山梨酸鉀

山梨酸又名花楸酸，為無色針狀或白色粉末狀結晶，無臭或稍有刺激臭，耐光耐熱，但在空氣中長期放置易被氧化變色，防腐效果也有所降低。山梨酸難溶于水而易溶于乙醇等有機溶劑。

山梨酸鉀極易溶于水，也易溶于高濃度蔗糖和食鹽溶液，因而在生產上被廣泛使用。第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮山梨酸和山梨酸鉀屬于酸型防腐劑，以未解離的分子起抑菌作用，其防腐效果隨pH降低而增強，但適宜的pH范圍比苯甲酸廣，以pH<6的介質中使用為宜。第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮使用山梨酸時，應先將其溶解在少量乙醇或碳酸氫鈉、碳酸氫鉀的溶液中，隨后添加到食品中。為了防止山梨酸受熱揮發(fā)，最好在食品加熱過程的后期添加。

山梨酸鉀易溶于水，使用方便，但其1％水溶液的pH為7～8，有使食品pH升高的傾向，應予注意。第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮

山梨酸是一種不飽和脂肪酸，能在人體內參與正常的代謝活動，最后被氧化成CO2和H2O，故國際上公認其為無害的食品防腐劑。山梨酸的ADI為0～25mg/kg。第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮3、對羥基苯甲酸酯對羥基苯甲酸酯又名對羥基安息香酸酯或尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。目前，主要使用的是對羥基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，其中，對羥基苯甲酸丁酯的防腐效果最佳。此類物質為無色小結晶或白色結晶性粉末，無臭，開始無味，隨后稍有澀味，難溶于水而易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮對羥基苯甲酸酯也是由未解離分子發(fā)揮抑菌作用，其效力強于苯甲酸和山梨酸，而且使用范圍更廣，一般在pH為4～8范圍內效果較好。第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮對羥基苯甲酸酯類在水中溶解度小，通常都是將其配制成氫氧化鈉溶液、乙醇溶液或醋酸溶液使用。對羥基苯甲酸酯在人體內的代謝途徑與苯甲酸基本相同，且毒性比苯甲酸低。毒性與烷基鏈的長短有關，烷基鏈短者毒性大，故對羥基苯甲酸甲酯很少作為食品防腐劑使用。對羥基苯甲酸酯在世界各國普遍使用，通常用于碳酸飲料、果醬、食醋等，其ADI為0-10mg/kg。

第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮4、丙酸鹽作為食品防腐劑使用的丙酸鹽通常是丙酸鈉和丙酸鈣，兩者均為白色的結晶顆?；蚪Y晶性粉末，無臭，易溶于水。第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮丙酸鹽屬酸性防腐劑，在pH較低的介質中抑菌作用強。丙酸鹽對霉菌，需氧芽孢桿菌或革蘭氏陰性桿菌有較強的抑制作用，對引起食品發(fā)粘的菌類如枯草桿菌抑菌效果好，對防止黃曲霉毒素的產生有特效，但是對酵母菌幾乎無效。根據這一特性，丙酸鹽常用于面包和糕點的防霉。第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮丙酸是食品中的正常成分，也是人體代謝的中間產物，丙酸鹽不存在毒性問題，故ADI無需做特殊規(guī)定。丙酸已廣泛用于面包、糕點、果凍、醬油、醋、豆制品等的防霉。在以上食品中，丙酸鹽（以丙酸計）的最大使用量為2.5g/kg。丙酸鈉用于加工干酪，最大使用量為3g/kg。在面包和西式糕點制造中，丙酸鈉的最大使用量低于2.5g/kg，面包發(fā)泡稍差些。第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮5、脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉

脫氫醋酸為無色到白色針狀或片狀結晶，無臭或有微臭，易溶于乙醇等有機溶劑而難溶于水。

脫氫醋酸鈉為白色結晶性粉末，在水中的溶解度可達到33%

，故多用其鈉鹽作防腐劑。第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉是毒性很低、對熱較穩(wěn)定的防腐劑，適應的pH范圍較寬，但以酸性介質中的抑菌效果更好。我國規(guī)定脫氫醋酸可用于腐乳、什錦醬菜、原汁橘漿，最大用量為0.30g/kg。國外各種食品的最大用量為：干酪、奶油、人造奶油2g/kg，清涼飲料0.05g/kg，酸乳和酸乳飲料0.2g/kg。第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮

脫氫醋酸鈉為乳制品的主要防腐劑，常用于奶酪、奶油和人造奶油。使用量為0.61g/kg以下。使用時一般是將0.1％～0.2％的水溶液噴灑在制品表面或包裝材料上，噴灑量為20～40mL/kg。第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮

6、天然防腐劑

天然食品防腐劑一般是指從動植物體中直接分離出來的，或從它們的代謝物中分離的具有防腐作用的一類物質。這些物質一般安全性較好，能滿足人們對食品越來越高的要求。第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（1）乳球菌肽乳酸鏈球菌素又稱乳酸菌肽，是由乳酸鏈球菌產生的一種多肽物質，商品名稱為乳酸鏈球菌制劑，由乙醇結晶制得。該產品對革蘭氏陽性菌有抑制作用，可用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。對革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母菌一般無抑制作用。第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮乳酸鏈球菌素的安全性高，ADI為33000IU/kg（FAO/WHO，1994）。用于罐裝食品、植物蛋白食品防腐的最大用量為0.2g/kg，乳制品和肉制品的最大用量為0.5g/kg。第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（2）香辛料提取物許多食用香辛料含有殺菌、抑菌成分。因此，近年來有研究從香辛料中提取有效成分作為食品防腐劑。這些物質一般都既安全又有效。使用最多的是大蒜素。第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮大蒜屬百合科植物，具有很強的殺菌、抑菌能力。大蒜起殺菌、抑菌作用的主要成分是蒜辣素和蒜氨酸。蒜辣素具有不愉快的臭氣，而蒜氨酸則無味。因此，蒜氨酸適合作食品防腐劑。在提取制備蒜氨酸時，應先加熱殺死蒜酶，防止蒜氨酸轉化為蒜辣素。第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮此外，丁香中所含的丁香油、肉豆蔻中所含的肉豆蔻油及芥子中所含的芥子油均具有殺菌、抑菌作用，但是由于多數(shù)具有辛辣味，沒有被作為食品防腐劑大量使用。第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（三）食品防腐劑使用注意事項1、衛(wèi)生安全防腐劑必須對人體無毒害。防腐劑在尚未確定其使用后對人體毒害和使用條件以前，必須經過足夠時間的動物生理、藥理和生物化學試驗，為防腐劑的安全使用提供科學的依據。第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮事實上，目前生產中使用的大多數(shù)人工合成的防腐劑，對人都有一定的毒性，尤其是過量使用和食用時，會對人體健康產生不利甚至非常有害的影響。因此，防腐劑的使用量應在能夠產生預期效果的前提下必須是最低劑量的，使用品種及其劑量必須嚴格執(zhí)行國家《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》的規(guī)定。

第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮

2、合理使用食品種類極多，理化性狀差異很大，食品被污染的菌落不盡相同，各種防腐劑作用的菌落及對食品理化性狀的適應性也有差異。每種防腐劑都有其使用范圍，使用范圍正確，用量合理，其防腐效果才能充分地顯示。第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮3、保持食品的固有品質對于某些防腐性能很好的食品添加劑，如果對食品固有品質產生這樣或那樣的影響，則應謹慎使用。第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮二、果蔬采后微生物病害的化學防治果蔬采后微生物病害的防治方法主要有物理防治、化學防治、生物防治和綜合防治。

物理防治主要包括控制貯藏溫度和氣體成分，以及采后熱處理或輻射處理等。

化學防治是通過使用化學藥劑來直接殺死園藝產品上的病原菌?；瘜W藥劑一般具有內吸或觸殺作用，使用方法有噴灑、浸泡和熏蒸等。

第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮化學防治是一般植物病害防治的重要方法，也是果蔬采后病害防治的有效方法。物理防治只能抑制病菌的活動和病害的擴展，而化學防治對病菌有毒殺作用，可以彌補物理防治的不足，因此，防治效果更為顯著。第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（一）生產上常用的化學殺菌藥劑1、硫化物只有少數(shù)幾種水果、蔬菜能夠忍耐達到控制病害的SO2濃度，如葡萄、荔枝和龍眼等。處理葡萄的方式主要有熏蒸貯藏庫、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉藥片、SO2發(fā)生紙等。硫化物對灰霉菌有一定的抑制作用。第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮2、脂肪胺常用的有仲丁胺（橘腐凈），是一種脂肪族胺。仲丁胺既可作為熏蒸劑，也可用仲丁胺鹽溶液浸淋，或加入蠟制劑中使用。仲丁胺對青霉菌有強烈的抑制作用。第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮3、苯并咪唑及其衍生物苯并咪唑及其衍生物主要有苯來特、托布津、多菌靈、特克多（TBZ）等，這類藥物具有內吸性，對青霉菌、色二孢、擬莖點霉、刺盤孢、鏈核盤菌都具有很強的殺死力，被廣泛地用作控制蘋果、梨、柑橘、桃、李等水果采后病害的殺菌劑。第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮4、抑霉唑是第一個麥角甾醇（C28H40）的生物合成抑制劑，可以作為柑橘的殺菌劑。其防腐效果優(yōu)于苯并咪唑類，特別對苯來特、TBZ，SOPP及仲丁胺產生抗性的青霉菌株和鏈格孢菌有很強的抑制作用。抑霉唑的使用質量濃度一般為1000～2000mg/L，可浸洗或噴霧處理。第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮5、抑菌脲商品名為撲海因，化學名稱為3-（3，5-二氯苯基）-N-異丙基-2，4-二氧咪唑烷-1-羧酰胺。抑菌脲可抑制根霉和鏈格孢等苯并咪唑類藥劑所不能抑制的病菌，同時，還可抑制灰霉葡萄孢和鏈核盤菌，而對青霉菌的抑制效果與抑霉唑相同。第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮6、瑞毒霉又叫甲霜安，化學名稱為甲基-N-（2-甲氧乙酰）-N-（2-甲氧乙酰）-N-（2，6-二甲基苯基）-dL-丙氨酸甲酯。瑞毒霉有較強的內吸性能，對鞭毛菌亞門有特效，可控制疫霉引起的柑橘褐腐病。還可與三唑化合物混合使用，能有效地防治青霉菌、酸腐和褐腐等多種采后病害，使用濃度為1～2g/L。第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮7、乙膦鋁商品名為霜霉凈，化學名稱為三乙膦基磷酸鋁。乙膦鋁是良好的內吸藥劑，對人畜基本無毒對植物也安全。用2～4g/L的40％～90％可濕性粉劑對疫霉及抗瑞毒霉菌株均有抑制作用。第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（二）化學防治應注意的問題1、病原菌的抗藥性問題長期使用同一種殺菌劑，往往會出現(xiàn)藥效降低的現(xiàn)象，即所謂抗藥性。病原菌的抗藥性存在“交叉抗性”現(xiàn)象，也就是病原菌對某一殺菌劑產生抗性，那么，對作用機制相同的其他藥劑也會產生抗性。為了克服抗藥性可以選擇作用機制不同的殺菌劑輪換使用或者采用混配的方法，即改單方為復方。第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮2、殺菌劑的用量與殘毒農藥殘毒問題不僅受到衛(wèi)生部門的重視，也越來越受到消費者的廣泛關注．它已經成為果蔬商品流通和市場競爭的限制因素之一。殺菌劑的使用應自覺地控制在有效濃度低限，或是與其他多種方法互相配合，采取綜合措施。第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮三、食品抗氧化劑與脫氧劑食品抗氧化劑是防止或延緩食品氧化，提高食品穩(wěn)定性和延長食品貯藏期的食品添加劑。為了防止和減緩食品氧化，可以采取避光、降溫、干燥、排氣、充氮、密封等物理性措施，但添加抗氧化劑則是一種既簡單又經濟的方法。第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮食品抗氧化劑的種類很多，抗氧化作用的機理也不盡相同，但多數(shù)是以其還原作用為依據的：①抗氧化劑可以提供氫原子來阻斷食品油脂自動氧化的連鎖反應，從而防止食品氧化變質；②抗氧化劑自身被氧化，消耗食品內部和環(huán)境中的氧氣從而使食品不被氧化；③抗氧化劑通過抑制氧化酶的活性來防止食品氧化變質。第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（二）常用抗氧化劑1、丁基羥基茴香醚（BHA）2、二丁基羥基甲苯（BHT）3、沒食子酸丙酯（PG）4、抗壞血酸即維生素C5、天然抗氧化劑（1）生育酚（2）愈瘡樹脂（3）茶多酚第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（三）抗氧化劑使用注意事項1、衛(wèi)生安全抗氧化劑必須對人體無毒害?？寡趸瘎┑氖褂昧繎谀軌虍a生預期效果的前提下必須是最低劑量的。

第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮2、協(xié)同作用

抗氧化劑混合物的抗氧化活性超過單個抗氧化劑活性的加和。在使用酚類抗氧化劑的同時復配使用某酸性物質，能夠顯著提高抗氧化劑的作用效果。第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮3、應用方式在充分了解抗氧化劑性能的基礎上，選擇最適宜的抗氧化劑品種。在使用抗氧化劑時，應當在食品處于新鮮狀態(tài)和未發(fā)生氧化變質之前使用，才能充分發(fā)揮抗氧化劑的作用。使用抗氧化劑的濃度要適當。雖然抗氧化劑濃度較大時，抗氧化效果較好，但它們之間并不成正比。第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮（四）脫氧劑脫氧劑又名去氧劑、吸氧劑，是目前食品保藏中正在采用的新產品。它是一組易與游離氧（或溶解氧）起反應的化學混合物，能防止食品因氧化變色、變質和油脂酸敗，也對霉菌、好氧細菌和糧食害蟲的生長有抑制作用。第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮1、脫氧劑的種類及作用機理脫氧劑有很多種類，有按照脫氧速度分為速效型和緩放型，也有按功能用途分類的，還有按原材料分為有機類和無機類的，其中，有機脫氧劑主要有葡萄糖氧化酶型脫氧劑、抗壞血酸型脫氧劑和兒茶酚型脫氧劑，而目前使用較廣泛的是無機類脫氧劑。第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮無機脫氧劑使用較廣的主要有三種：（1）鐵系脫氧劑目前應用最廣的是以鐵或亞鐵鹽為主劑的脫氧劑，以鐵粉為主劑的脫氧劑。

Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2①或3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2②

4Fe(OH)2十O2十2H2O→4Fe(OH)3→2Fe2O3·3H2O③

第52頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮標準狀態(tài)下，在不發(fā)生任何副反應的情況下，1g鐵粉可以和大約100mL的氧氣發(fā)生反應，即1g鐵粉可以脫除大約500mL空氣中的氧氣。第53頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)食品化學保鮮鐵系脫氧劑的脫氧速度隨溫度不同而改變，鐵系脫氧劑通常使用溫度為5～40℃。由上面的反應可知鐵系脫氧劑的脫氧速度與包裝中的濕度有較大的關系。研究表明，相對濕度在90％以上時，18h后包裝中的殘留氧氣接近零，而濕度在60