防腐劑的現(xiàn)狀和未來發(fā)展.doc

實 習(xí) 報 告(理工類)題 目:防腐劑的現(xiàn)有狀況和 未來發(fā)展 學(xué) 院:生 物 工 程 學(xué) 院 班級:食品科學(xué)與工程1班 學(xué)生姓名: 王庭軒 學(xué)號: 312009081401104 指導(dǎo)教師: 張國棟 15 目錄1 摘要和關(guān)鍵詞32 引言33 目前我國市場上防腐劑的狀況4 3.1 化學(xué)防腐劑4 3.1.1 苯甲酸及其納鹽4 3.1.2 山梨酸及其鉀鹽5 3.1.3 雙乙酸鈉6 3.1.4 富馬酸二甲酯6 3.1.5 對羥基苯甲酸乙酯7 3.1.6 脫氫醋酸鈉7 3.1.7 亞硝酸鹽8 3.1.8 丙酸鈣8 3.2 生物防腐劑8 3.2.1 乳酸鏈球菌素8 3.2.2 維他霉素94 我國防腐劑使用存在的問題9 4.1 存在超量或超范圍使用防腐劑的情況10 4.2 使用毒副作用相對較大的廉價防腐劑10 4.3 用非食品級添加物代替食品添加劑10 4.4 采用欺騙的手段獲取消費者的信賴115 當(dāng)前防腐劑的發(fā)展趨勢11 5.1 開發(fā)更安全的新型防腐劑11 5.2 由化學(xué)合成食品防腐劑向天然食品防腐劑發(fā)展11 5.3 由高價格的天然食品防腐劑向低價格方向發(fā)展12 5.4 由單項防腐向廣譜防腐方向發(fā)展12 5.5 由苛刻的使用環(huán)境向方便使用方向發(fā)展126 小結(jié)127 參考文獻131 摘要和關(guān)鍵詞 摘要：隨著我國食品加工業(yè)的日益發(fā)展，防腐劑作為一類重要的食品添加劑在食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。防腐劑可分為化學(xué)防腐劑和天然防腐劑兩大類，我國明確規(guī)定了29種允許限量使用的防腐劑，現(xiàn)階段常用的以化學(xué)防腐劑為主，但隨著人們生活水平的提高以及保健意識的增強，化學(xué)防腐劑受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開發(fā)抗菌性強、安全無毒、適用性廣和性能穩(wěn)定的食品防腐劑成為食品科學(xué)研究的新熱點之一。本文對我國食品防腐劑的應(yīng)用現(xiàn)狀進行闡述，介紹了國內(nèi)常用的防腐劑的種類及性能，同時展望了未來防腐劑的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：防腐劑 山梨酸 苯甲酸 乳酸鏈球菌素2 引言近年來，伴隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，食品加工業(yè)也得到了很大的發(fā)展。然而在食品加工業(yè)中，各類食品的防腐保鮮，一直是一個亟待解決的重要問題。據(jù)估計，我國每年約有20%30%的食物因腐敗而白白損失。食品腐敗的原因很多，主要有物理、化學(xué)、酶及微生物4個方面的因素，其中微生物作用最為嚴(yán)重1。為了防止食品腐敗變質(zhì)，人們用了許多方法來保藏食品，如腌漬、罐藏、冷藏等，但在一定條件下，配合使用防腐劑作為保藏的輔助手段對防止食品的腐敗有顯著作用，因此防腐劑作為食品添加劑之一，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。食品防腐劑是用于防止食品在儲存、流通過程中，主要是微生物繁殖引起的變質(zhì)而使用的食品添加劑。食品防腐劑有助于提高食品保存性和延長食品食用價值。GB2760-2007食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了29種允許限量使用的防腐劑。允許添加防腐劑的食品種類大致有葡萄酒、果酒、碳酸飲料、果汁飲料、醬類和醬腌菜、果醬、蜜餞、軟糖、醬油、食醋、肉魚蛋禽制品、豆制品、糕點面包類、腐乳等幾十類食品2。3 目前我國市場上防腐劑的狀況3.1 化學(xué)防腐劑3.1.1 苯甲酸及其納鹽因苯甲酸及其鈉鹽價格便宜，是我國最主要的防腐劑。苯甲酸又名安息香酸，為一元芳香羧酸。苯甲酸在偏酸性的環(huán)境中具有廣泛的抗菌譜，其對細菌的抑制力較強，對酵母、霉菌抑制力較弱，防腐的適宜pH值為2.54.0。由于苯甲酸在常溫條件下難溶于水，而苯甲酸鈉易溶于水（常溫條件下約53.0g/100mL），且苯甲酸和苯甲酸鈉的防腐性能相近，故一般都是使用苯甲酸的鈉鹽。苯甲酸鈉在酸性溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)楸郊姿?，苯甲酸和苯甲酸鈉對醬油的使用標(biāo)準(zhǔn)最大為1.0g/kL（以苯甲酸計）。苯甲酸親油性大，易透過細胞膜進入細胞體內(nèi)，進入細胞體內(nèi)的苯甲酸分子，電離酸化細胞內(nèi)的堿性物質(zhì)，并能抑制細胞呼吸酶系的活性，使三羧酸循環(huán)中乙酰輔酶A乙酰醋酸及乙酰草酸檸檬酸之間循環(huán)過程難于進行，從而起到對食品的防腐作用。少量的苯甲酸進入人體后，大部分在9h15h，可與甘氨酸作用生成馬尿酸，從尿中排出，剩余部分與葡萄糖化合而解毒。多量食入苯甲酸則引起流口水、腹腹、肚痛、心跳快等癥狀。長期大量攝入苯甲酸或苯甲酸鈉，會造成苯甲酸在肝臟內(nèi)的積聚，產(chǎn)生積累性中毒3。于瑞蓮4測定了苯甲酸類化合物在pH值為7時對發(fā)光菌的急性毒性后發(fā)現(xiàn)，對于一元取代苯甲酸，毒性隨取代基的不同而異，毒性順序為-Br-Cl-F-NH2；當(dāng)取代基相同時，毒性與取代位置有關(guān)，對于Cl、Br取代基：對位間位，對于NH2取代基：間位對位鄰位。對于出口產(chǎn)品，許多發(fā)達國家已經(jīng)禁止使用苯甲酸和苯甲酸鈉作防腐劑。3.1.2 山梨酸及其鉀鹽山梨酸亦稱花椒酸，即2，4-己二烯酸，是不飽和脂肪酸。山梨酸（鉀）能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氣性細菌的活性，還能抑制肉毒桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等有害微生物的生長和繁殖。其抑菌機理是山梨酸利用自身的雙鍵與微生物細胞中的酶的巰基結(jié)合形成共價鍵，使其喪失活性；還能干擾傳遞機能，抑制微生物的增殖，從而達到防腐的目的。但對厭氧性芽孢菌與嗜酸乳桿菌等有益微生物幾乎無效，其抑制發(fā)育的作用比殺菌作用更強，從而達到有效地延長食品的保存時間，并保持原有食品的風(fēng)味。山梨酸的防腐效果隨pH值的升高而降低，但其適宜的pH值范圍比苯甲酸廣，在pH值在5.5以下為宜，屬于酸性防腐劑。在醬油中的添加比例為0.01%。山梨酸（山梨酸鉀）是大多數(shù)國家使用的防腐劑。山梨酸鉀的毒性是苯甲酸鈉的1/5，防腐效果是苯甲酸鈉的510倍，價格是苯甲酸鈉的810倍。山梨酸、山梨酸鉀通過人體正常的新陳代謝，易被分解為二氧化碳和水排出體外，對人體基本無害，且對食品風(fēng)味無不良影響。在常用抑菌濃度（0.15%）時可引起輕微的皮膚刺激作用，用后產(chǎn)生紅斑、刺痛，但會在2h內(nèi)消失5。山梨酸與食物中含鐵氧化物或添加物會結(jié)合成可能致癌物。我國出口的食品及調(diào)味品中，外商大多已不再允許添加山梨酸鉀。3.1.3 雙乙酸鈉雙乙酸鈉（SDA）是白色晶體，帶有醋酸氣味、易吸濕，極易溶于水（1g/mL）。其主要是通過有效地滲透霉菌的細胞壁而干擾酶的相互作用，抑制霉菌的產(chǎn)生，從而達到高效防霉、防腐的功能。其對食品中所需要的乳酸菌、面包酵母幾乎不起什么作用，能保護食品的營養(yǎng)成分6。由于雙乙酸鈉在人和畜禽體內(nèi)的代謝終產(chǎn)物是二氧化碳和水，因此適量應(yīng)用對人和畜禽無毒副作用，SDA具有高度安全性，小鼠口服LD50為3.31g/kg，大鼠口服LD50為4.96g/kg，ADI為015mg/kg。對環(huán)境和生態(tài)也無污染。醬油中添加雙乙酸鈉作防腐劑，用量一般控制在0.05%0.1%，而雙乙酸鈉所具有的微量醋酸味道，還可提高醬油的適口性7。3.1.4 富馬酸二甲酯富馬酸二甲酯（DMF）也是常用的防腐劑，具有低毒（大白鼠口服LD50為2240mg/kg）、高效、廣譜抗菌的特點，對霉菌有特殊的抑菌效果。在pH38范圍內(nèi)能夠?qū)Χ喾N霉菌有良好的抑制作用，且不影響醬油的品質(zhì)和風(fēng)味8。由于該物質(zhì)在動物體小腸等堿性環(huán)境下易水解生成甲醇，長期食用對肝、腎有很大的副作用，而人體接觸富馬酸二甲酯會引起皮膚過敏，導(dǎo)致咽喉腫痛、嘔吐和腹瀉等癥狀。目前，該產(chǎn)品已被歐盟國家禁止使用。3.1.5 對羥基苯甲酸乙酯對羥基苯甲酸乙酯（尼泊金乙酯）是一種白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，有特殊香味。易溶于乙醇、乙醚和丙酮，微溶于水、氯仿、二硫化碳和石油醚。對霉菌及酵母的作用較強，對細菌尤其是革蘭氏陰性桿菌和乳酸菌的抑制作用較弱。其抗菌體系pH值為48。抑菌機理為抑制微生物細胞的呼吸酶系統(tǒng)與電子傳遞酶系統(tǒng)的活性以及破壞微生物的細胞膜機構(gòu)。由于毒性很低，無刺激性等特點，是國內(nèi)外常用的防腐劑和抑菌劑。用于醬油的最大使用量為0.3g/kg（以對羥基苯甲酸計）。羥基苯甲酸乙酯在醬油中使用的整體效果明顯優(yōu)于苯甲酸鈉9。該類產(chǎn)品還有對羥基苯甲酸丁酯、對羥基苯甲酸異丁酯、對羥基苯甲酸異丙酯等。3.1.6 脫氫醋酸鈉 脫氫醋酸鈉是繼苯甲酸鈉、山梨酸鉀、尼泊金乙酯之后的新一代食品防腐保鮮劑，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）批準(zhǔn)使用的一種安全的防腐保鮮劑。脫氫醋酸鈉為白色結(jié)晶粉末，無臭、微溶于乙醇，易溶于水，25時在水中的溶解度為33g/100g，水溶液呈微堿性。耐光、耐熱性較好，水溶液于120加熱2h仍保持穩(wěn)定。其通過滲透進入微生物的細胞壁，干擾細胞內(nèi)各種酶體系而產(chǎn)生作用。脫氫醋酸鈉在酸性、中性及堿性環(huán)境下均有理想的抑菌作用。對霉菌和酵母的抗菌能力尤甚，在pH值低于5的條件下，對酵母菌的抑制效果比苯甲酸鈉大2倍，對灰綠青霉素菌的抑制效果，比苯甲酸鈉大25倍8。具有高度的安全性，大鼠口服LD50為0.57g/kg，小鼠口服LD50為1.175g/kg，最大使用量為0.3g/kg10。3.1.7 亞硝酸鹽亞硝酸鹽能抑制肉毒梭狀芽孢桿菌生長，防止肉類中毒，且能保持肉類顏色，主要作為護色劑使用。硝酸鹽及亞硝酸鹽能與腌肉中的其他物質(zhì)起反應(yīng)，產(chǎn)生硝胺這種可能會令人類致癌的物質(zhì)。食物中硝酸鹽的含量一般很少，不會令人中毒，但人體腸道的細菌可把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，而亞硝酸鹽對人體健康的影響較大。3.1.8 丙酸鈣白色結(jié)晶性顆粒或粉末，無臭或略帶輕微丙酸氣味，對光和熱穩(wěn)定，易溶于水是一種安全性很好的防腐劑。丙酸鈣必須在酸性環(huán)境中才能發(fā)揮其抑菌效果，對各種霉菌、需氧芽孢桿菌、革蘭氏陽性桿菌有作用較強的抑制作用，對能引起食品發(fā)粘的枯草桿菌效果尤為顯著，對防止黃曲霉素的產(chǎn)生有特效。應(yīng)用于生濕面制品（切面、餛飩皮）、面包、豆制品、食醋、醬油、糕點等食品。3.2 生物防腐劑3.2.1 乳酸鏈球菌素乳酸鏈球菌素（Nisin）亦稱乳鏈菌肽，是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)，由34個氨基酸組成，其氨基末端為異亮氨酸，羧基末端為賴氨酸。為一種高效、無毒、安全、性能卓越的天然食品防腐劑。Nisin是一種淺棕色固體粉末，使用時需溶于水或液體中，其溶解度與pH值有關(guān)。在0.02mol/L鹽酸中為118.0mg/mL；在pH值為7的水中，溶解度為49.0mg/mL；在堿性條件下幾乎不溶解。Nisin抗菌效果最佳的pH值為6.56.8。Nisin只對G+菌有作用，對G-致病菌、酵母菌、霉菌及病毒無效。Nisin的抑菌機理類似于陽離子表面活性劑抑制了細胞壁中肽聚糖的生物合成，從而使細胞壁質(zhì)膜與磷脂化合物合成受阻，并引起細胞內(nèi)含物和三磷酸腺苷等外泄，甚至導(dǎo)致細胞裂解11。3.2.2 維他霉素 納他霉素屬于多烯大環(huán)酯類，是一種兩性物質(zhì)，分子中有一個堿性基團和一個酸性基團，等電點6.5。溶于稀酸、冰醋酸，微溶于水、甲醇，難溶于大部分有機溶劑。室溫條件下在水中的溶解度為30mg/L100mg/L。在pH值高于9或低于3時，其溶解度會有所提高。納他霉素是一種由鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的高效、廣譜抗真菌抗生素，能夠有效殺滅及抑制食品中霉菌、酵母菌和其他真菌的生長，抑制真菌毒素的產(chǎn)生。其抗菌機理為分子的疏水部分即大環(huán)內(nèi)酯的雙鍵部分以范德華力和整個甾醇分子結(jié)合，形成抗生素-甾醇復(fù)合物，破壞細胞質(zhì)膜的滲透性；分子的親水部分即大環(huán)內(nèi)酯的多醇部分則在膜上形成水孔，損傷膜的通透性，從而引起菌內(nèi)氨基酸、電解質(zhì)等重要物質(zhì)的滲出而死亡12。經(jīng)口服給予納他霉素，雄性大鼠LD50為2730g/kg，雌性大鼠LD50為4670g/kg，證明了納他霉素的安全性。4 我國防腐劑使用存在的問題食品添加防腐劑與輔助試劑的基本原則是在不影響人們身體健康的情況下，加入微量、副作用較小的試劑以達到食品防腐保鮮或改進色味性能。這些防腐劑或添加劑都有嚴(yán)格篩選和控制的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，在國內(nèi)，雖然食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)定了防腐劑的種類、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和添加劑量，但令人感到十分遺憾和極為擔(dān)心的是，部分食品生產(chǎn)企業(yè)存在較嚴(yán)重的違規(guī)、違法亂用、濫用食品防腐劑的現(xiàn)象。主要表現(xiàn)在以下4個方面：4.1 存在超量或超范圍使用防腐劑的情況如一些食品生產(chǎn)企業(yè)為了抑制產(chǎn)品中微生物生長的同時，讓產(chǎn)品顏色更鮮艷，）擅自超量添加亞硝酸鹽混合硝酸鹽形成的違規(guī)防腐劑，并且在標(biāo)識中被有意地隱瞞。而亞硝酸鹽過量使用后能與蛋白質(zhì)代謝中間產(chǎn)物仲胺反應(yīng)生成亞硝胺，有很強的致癌性，長期食用會對消費者身體健康造成極大損害。4.2 使用毒副作用相對較大的廉價防腐劑 例如山梨酸是一種不飽和脂肪酸，可參與人體正常代謝，并被轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生CO2和H2O。而苯甲酸的毒性比山梨酸強，抑菌效力僅為山梨酸的1/3，但苯甲酸及其鈉鹽價格低廉，一些不法食品生產(chǎn)者，在國家規(guī)定不允許添加苯甲酸的食品中，仍以添加苯甲酸作為防腐劑。4.3 用非食品級添加物代替食品添加劑 例如使用變質(zhì)的畜肉做香腸，為了不影響香腸的外觀并掩蓋變質(zhì)的真相，使用福爾馬林等作為防腐劑。4.4 采用欺騙的手段獲取消費者的信賴如：一些企業(yè)在產(chǎn)品說明或廣告中宣稱“本品絕對不含任何防腐劑”，或者在產(chǎn)品標(biāo)識中注明未加入某防腐劑，但在質(zhì)量監(jiān)督部門的抽檢中卻發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品中加入了超量某防腐劑。5 當(dāng)前防腐劑的發(fā)展趨勢隨著人們生活水平的提高以及保健意識的增強，化學(xué)防腐劑受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開發(fā)抗菌性強、安全無毒、適用性廣和性能穩(wěn)定的食品防腐劑成為食品科學(xué)研究的新熱點之一，當(dāng)前我國防腐劑的發(fā)展呈如下趨勢：5.1 開發(fā)更安全的新型防腐劑新型食品防腐劑必須對人體無害，進入人體后分解為營養(yǎng)物質(zhì)；同時進入環(huán)境中也不能污染環(huán)境。近年來我國禁用了一些對人體可能有害的防腐劑，如硼砂、甲醛、水楊酸等，同時批準(zhǔn)使用了新的更安全的防腐劑，如單辛酸甘油酯、納它霉素等。5.2 由化學(xué)合成食品防腐劑向天然食品防腐劑發(fā)展13 鑒于化學(xué)合成食品防腐劑存在的安全隱患，逐步由無毒無害的天然食品防腐劑替代現(xiàn)有的化學(xué)防腐劑是大勢所趨。當(dāng)前已有的研究結(jié)果：天然食品防腐劑又分動物源食品防腐劑如甲殼素（殼聚糖）14、溶菌酶、魚精蛋白15；植物源食品防腐劑如大蒜素、果膠分解物、瓊脂低聚糖等；微生物源的食品防腐劑，如乳酸鏈球菌素、那他霉素等。其中微生物源天然防腐劑是最具有發(fā)展前途的食品防腐劑，它們是由微生物代謝所得到的工程產(chǎn)品。一些微生物源天然防腐劑已在部分國家得到了廣泛的應(yīng)用。相信隨著抗菌物質(zhì)分子的發(fā)現(xiàn)與其作用機理的揭示，將出現(xiàn)更多的天然防腐劑，并因其安全無毒的特點被食品工業(yè)廣泛應(yīng)用。5.3 由高價格的天然食品防腐劑向低價格方向發(fā)展企業(yè)應(yīng)用成本也是重要的考量指標(biāo)，雖然食品添加劑添加劑量很小，但過高的成本也會增加企業(yè)產(chǎn)品在終端市場上的壓力，使產(chǎn)品競爭力下降，不符合生產(chǎn)企業(yè)利益，難以推廣應(yīng)用。從自然界篩選出來的天然食品防腐劑因其無毒無害，正被越來越多的人所關(guān)注。目前多數(shù)天然食品防腐劑還存在不少缺陷，如成本高昂，抑菌范圍狹小，對使用環(huán)境要求苛刻等等。盡管如此，天然食品防腐劑的使用量也在迅速擴大，發(fā)展勢頭很猛，不可逆轉(zhuǎn)。特別是成本低、抑菌范圍廣、使用方便的天然食品防腐劑，必將替代現(xiàn)有大多數(shù)化學(xué)合成食品防腐劑而成為主流。5.4 由單項防腐向廣譜防腐方向發(fā)展現(xiàn)在一些無公害食品防腐劑應(yīng)用范圍比較狹窄，應(yīng)用條件比較苛刻，難以大范圍應(yīng)用，無法全面替代化學(xué)合成食品防腐劑。因此，新的食品防腐劑應(yīng)具有較大的應(yīng)用范圍，即廣譜型。5.5 由苛刻的使用環(huán)境向方便使用方向發(fā)展要求新的食品防腐劑使用方便，不改變生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程，不額外增加企業(yè)的使用成本。6 小結(jié)隨著我國居民生活水平的日益提高，對于食品安全的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，特別是2009年2月28日第十一屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第七次會議通過了中華人民共和國食品安全法之后，食品安全得到了更廣泛的關(guān)注。因此，開發(fā)綠色食品，有機食品以提高經(jīng)濟效益，增加市場競爭力，確保人民生活質(zhì)量的重要舉措，必然離不了廣譜、高效、無毒的天然食品防腐劑的開發(fā)和應(yīng)用。而隨著人們對這些天然防腐劑及其它天然食品添加劑需求的不斷增加，也必然推動了相關(guān)食品及食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)的成長以及相關(guān)科學(xué)研究的不斷深入從而促進天然食品添加劑更廣泛地應(yīng)用。7 參考文獻 1羅傲霜，淳澤，羅傲雪，等。食品防腐劑的概況與發(fā)展J中國食品添加劑，2005，04：78-83。 2GB2760-2007食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)S。2007。 3張書芬，王全林，應(yīng)璐.年糕產(chǎn)品中化學(xué)危害因子測評J.中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（14）：70-75。 4于瑞蓮.苯甲酸類化合物對發(fā)光菌的毒性及定量構(gòu)效J。環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，29（10）：22-23。