食品的化學保藏

食品的化學保藏化學保藏的定義和特點食品防腐劑抗氧化劑內容提要第2頁,共68頁，2024年2月25日，星期天食品的化學保藏食品化學保藏技術是食品科學研究中的一個重要領域。它有著悠久的歷史，人們真正利用人工化學制品于食品保藏則始于二十世紀初期，隨著化學工業(yè)和食品科學的發(fā)展，天然提取和化學合成的食品保藏劑逐漸增多，食品化學保藏技術也獲得新的進展，成為食品保藏不可少的一部分。

第3頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)食品化學保藏的定義和特點一、食品添加劑及其使用食品添加劑是指為改善食品的品質和色香味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學合成或者天然物質。第4頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、化學保藏食品化學保藏就是在食品生產和儲運過程中使用食品添加劑提高食品的耐藏性和盡可能保持它原來品質的措施，主要作用就是保持或者提高食品品質和延長食品保藏期。特點屬于一種暫時性的或輔助性的保藏方法?；瘜W保藏通常只能控制和延緩微生物生長，或只能在短時間內延緩食品的化學變化，只能在有限時間內保持食品原有的品質狀態(tài)第5頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、化學保藏的衛(wèi)生與安全添加到食品中的化學制品在用量上受到限制；化學保藏的方法并不是全能的，它只能在一定時期內防止食品變質；化學保藏劑添加的時機需要掌握，時機不當就起不到預期的作用。食品添加劑的使用，應符合國家《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》，同時使用時遵守國家《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》第6頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)食品防腐劑及其應用一、定義食品防腐劑是指能抑制微生物引起的腐敗變質、延長食品保藏期的一類食品添加劑，有時也稱抗菌劑。主要作用是抑制食品微生物的繁殖。第7頁,共68頁，2024年2月25日，星期天食品防腐劑的防腐原理1.干擾微生物的酶系，破壞其正常的新陳代謝，抑制酶的活性；

例如：山梨酸的結構與葡萄糖的結構類似，可以

立即透過其細胞壁，進入微生物體內，抑制其中的各種酶。2.破壞微生物的遺傳物質，干擾其生存和繁殖；3.與細胞膜作用，使細胞通透性上升，導致細胞內物質的溢出而失活。第8頁,共68頁，2024年2月25日，星期天常用防腐劑（有機類）1.苯甲酸及其鹽類苯甲酸和苯甲酸鹽又稱為安息香酸和安息香酸鹽，鹽類主要是鈉鹽，另外還有鈣鹽和鉀鹽。一般在低pH范圍內苯甲酸鈉抑菌效果顯著，最適宜的pH值為2.5~4.0，pH值高于5.4則失去對大多數霉菌和酵母的抑制作用。第9頁,共68頁，2024年2月25日，星期天苯甲酸及其鹽類使用時注意事項苯甲酸加熱到100℃時會升華。在酸性環(huán)境中易隨水蒸汽一起蒸發(fā)，因此操作人員需要有防護措施如戴口罩、手套等。苯甲酸及其鈉鹽在酸性條件下防腐效果良好，但對產酸菌的抑制作用卻較弱，所以該類防腐劑最好在食品pH值為2.5-4.0時使用，以便充分發(fā)揮防腐劑的作用。嚴格控制用量，以保證食品的衛(wèi)生安全性，ADI值為0-5mg·kg-1(FAO/WHO，1994)第10頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2.山梨酸及其鹽類山梨酸及其鹽類又稱為花楸酸和花楸酸鹽，鹽類常用的有山梨酸鉀和鈣。山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽的防腐效果同樣也和被保存食品的pH值有關，pH值升高，抑菌效果降低。試驗證明山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽的抗菌力在pH值低于5~6時最佳。

ADI值0-25mg·kg-1(以山梨酸計,FAO/WHO,1994)第11頁,共68頁，2024年2月25日，星期天山梨酸及其鹽類使用時注意事項山梨酸容易被加熱時產生的水蒸汽帶出，所以在使用時，應該將食品加熱冷卻后再按規(guī)定用量添加山梨酸類抑菌劑，以減少損失。山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽對人體皮膚和粘膜有刺激性，要求操作人員佩戴防護眼鏡。山梨酸對微生物污染嚴重的食品防腐效果不明顯，因為微生物也可以利用山梨酸作為碳源。在微生物嚴重污染的食品中添加山梨酸不會起到防腐作用，只會加速微生物的生長繁殖。第12頁,共68頁，2024年2月25日，星期天3.丙酸鹽丙酸鹽屬于脂肪酸鹽類抑菌劑，常用的有丙酸鈣和丙酸鈉。丙酸鈣：C6H10O4Ca(CH3CH2COO)2Ca丙酸鈉：C3H5O2NaCH3CH2COONa

丙酸鹽作為一種霉菌抑制劑，必須在酸性環(huán)境中才能產生作用。第13頁,共68頁，2024年2月25日，星期天4.對羥基苯甲酸酯類對羥基苯甲酸酯又稱為對羥基安息香酸酯或尼泊金酯，由于對羥基苯甲酸的羧基與不同的醇發(fā)生酯化反應而生成不同的酯，通常在食品中使用的有對羥基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和異丙酯、丁酯和異丁酯、庚酯等。

第14頁,共68頁，2024年2月25日，星期天式中R分別為：─CH3

甲基(甲酯)─CH2CH3

乙基(乙酯)─(CH2)2CH3

丙基(丙酯)─CH(CH3)CH3

異丙基(異丙酯)─(CH2)3CH3

丁基(丁酯)─CH2CH(CH3)CH3

異丁基(異丁酯)─(CH2)6CH3

庚基(庚酯)我國目前僅限用甲酯、乙酯和丙酯第15頁,共68頁，2024年2月25日，星期天對羥基苯甲酸酯類對羥基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影響較小，適用的pH值范圍為4-8。該防腐劑屬于廣譜抑菌劑，對霉菌和酵母作用較強，對細菌中的革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌作用較弱。其結構式中R的碳鏈越長則抑菌效果越強，但溶解度下降。

除丁酯延期規(guī)定ADI值外，其它酯類ADI值均為0-10mg·kg-1(FAO/WHO，1994)第16頁,共68頁，2024年2月25日，星期天有機類除了上述幾種常用的以外，還有許多種其它類型的防腐劑在食品保藏中用到雙乙酸鈉（簡稱SDA）別名二乙酸一鈉，C4H7O4Na·xH2O成本低、性質穩(wěn)定、防腐作用明顯，可用于糧食、食品、飼料等防霉防腐第17頁,共68頁，2024年2月25日，星期天其他有機類防腐劑脫氫醋酸及其鈉鹽脫氫醋酸：C8H8O4

脫氫醋酸鈉：C8H8O4Na·H2O脫氫乙酸有較強的抗細菌能力，對霉菌和酵母的抗菌能力更強。屬于酸性防腐劑?？捎糜诠叩姆烂贡ｕr及醬菜的防腐。第18頁,共68頁，2024年2月25日，星期天無機類1.氧化型防腐劑的種類和特性包括過氧化物和氯制劑兩類。在食品保藏中常用的有過氧化氫、過氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其他的氧化型殺菌劑。第19頁,共68頁，2024年2月25日，星期天氧化型防腐劑使用時注意事項過氧化物和氯制劑都是以分解產生的新生態(tài)氧或游離氯進行殺菌消毒的。這兩種氣體對人體的皮膚、呼吸道粘膜和眼睛有強烈地刺激作用和氧化腐蝕性，要求操作人員加強勞動保護，配戴口罩、手套和防護眼睛，以保障人體健康與安全。根據殺菌消毒的具體要求，配制適宜濃度，并保證殺菌劑足夠的作用時間，以達到殺菌消毒的最佳效果。根據殺菌劑的理化性質，控制殺菌劑的貯存條件，防止因水分、濕度、高溫和光線等因素使殺菌劑分解失效，并避免發(fā)生燃燒、爆炸事故。第20頁,共68頁，2024年2月25日，星期天無機類2.還原型防腐劑的種類和特性還原型防腐劑主要是亞硫酸及其鹽類，國內外食品貯藏中常用的品種有二氧化硫、無水亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、保險粉和焦亞硫酸鈉等。第21頁,共68頁，2024年2月25日，星期天還原型防腐劑使用時注意事項亞硫酸及其鹽類的水溶液在放置過程中容易分解逸散二氧化硫而失效，所以應現(xiàn)用現(xiàn)配制。在實際應用中，需根據不同食品的殺菌要求和各亞硫酸殺菌劑的有效二氧化硫含量確定殺菌劑用量及溶液濃度，并嚴格控制食品中的二氧化硫殘留量標準，以保證食品的衛(wèi)生安全性。亞硫酸分解或硫磺燃燒產生的二氧化硫是一種對人體有害的氣體，具有強烈的刺激性和對金屬設備的腐蝕作用，所以在使用時應做好操作人員和庫房金屬設備的防護管理工作，以確保人身和設備的安全。第22頁,共68頁，2024年2月25日，星期天無機類二氧化碳CO2是一種能影響生物生長的氣體之一。高濃度的CO2能阻止微生物的生長，因而能保藏食品。高壓下CO2的溶解度比常壓下大。生產飲料時常用CO2作為防腐劑。用CO2保存食品是一種環(huán)境友好的方法，具有較大的發(fā)展前途。對于肉類魚類產品采用氣調保鮮處理，高濃度的二氧化碳可以明顯抑制腐敗微生物的生長，而且抑菌效果隨二氧化碳濃度升高而增強。至于用二氧化碳貯存雞蛋，一般認為2.5%的濃度為宜。第23頁,共68頁，2024年2月25日，星期天無機類其他無機類防腐劑硝酸鹽和亞硝酸鹽類包括硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸鉀、亞硝酸鈉，主要作為護色劑使用，但同時也具有防腐作用。其用量可參考GB2760-86、GB2760-89。第24頁,共68頁，2024年2月25日，星期天其他無機類防腐劑硝酸鹽類ADI值0~5mg·kg-1(FAO/WHO，1994)亞硝酸鹽類ADI值0~0.2mg·kg-1(FAO/WHO,1994)歐盟兒童保護集團(HACSG)建議在嬰幼兒食品中限制使用硝酸鈉，而亞硝酸鈉則不得用于兒童食品。第25頁,共68頁，2024年2月25日，星期天微生物代謝產物微生物在生長時能產生一些影響其它微生物生長的物質——抗菌素；目前我國食品防腐劑標準只允許乳酸鏈球菌素、納他霉素等用于食品的防腐。第26頁,共68頁，2024年2月25日，星期天微生物代謝產物1.納他霉素（游鏈霉素）納他霉素呈白色或奶油黃色結晶性粉末。幾乎無臭無味。熔點280℃(分解).幾乎不溶于水、高級醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亞砜。相對分子質量為：665.75商品名稱為霉克。第27頁,共68頁，2024年2月25日，星期天納他霉素分子式為：C33H47NO13結構式為：

第28頁,共68頁，2024年2月25日，星期天納他霉素納他霉素可用于防霉。噴淋在霉菌容易增值、暴露于空氣中的食品表面時，有良好的抗霉效果。用于發(fā)酵干酪可選擇性地抑制霉菌的繁殖而讓細菌得到正常的生長和代謝。國標GB2760-1997ADI值0-0.3mg·kg-1(FAO/WHO，1994)第29頁,共68頁，2024年2月25日，星期天微生物代謝產物2.乳酸鏈球菌素又名乳鏈菌素、尼生素、乳酸菌素，是某些乳酸鏈球菌產生的一種多肽物質，由34個氨基酸組成。肽鏈中含有5個硫醚鍵形成的分子內環(huán)。氨基末端為異亮氨酸，羧基末端為賴氨酸?；钚苑肿映槎垠w、四聚體等，相對分子質量3348第30頁,共68頁，2024年2月25日，星期天乳酸鏈球菌素分子式為：C143H228N42O37S7

結構式為：

式中：Abu—α-氨基丁酸，Dha—脫氫丙氨酸，

Dhb—脫氫三丁酸甘油酯第31頁,共68頁，2024年2月25日，星期天乳酸鏈球菌素乳酸鏈球菌素能有效抑制革蘭氏陽性菌的生長繁殖，尤其對產生孢子的革蘭氏陽性菌和枯草芽孢桿菌及嗜熱脂肪芽孢桿菌等有很強的抑制作用。但乳酸鏈球菌素對革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母的影響則很弱。如對肉毒桿菌、金黃素葡萄球菌、溶血鏈球菌及李斯特氏菌國標(GB2760-1996)ADI值33000IU·kg-1(FAO/WHO，1994)第32頁,共68頁，2024年2月25日，星期天微生物代謝產物枯草桿菌素枯草桿菌素是枯草桿菌的代謝產物，也為一種多肽類物質，在酸性條件下比較穩(wěn)定，而在中性或堿性條件下，即迅速被破壞。枯草桿菌素對革蘭氏陽性菌有抗菌作用。第33頁,共68頁，2024年2月25日，星期天枯草桿菌素對于耐熱性的芽孢菌能促使它們的耐熱性降低，能抑制厭氧性芽孢菌生長。因此，有人認為枯草桿菌素應用于罐裝食品是合適的。同時，枯草桿菌素在消化道中可很快地被蛋白酶完全破壞，對人體無害，但并未列入我國食品添加劑標準中。

第34頁,共68頁，2024年2月25日，星期天其它天然防腐劑酶類溶菌酶是已使用的防腐劑之一。早在1907年就有了關于細菌溶解因子的報告，到了1922年AlexanderFleming正式把具有溶菌作用的因子命名為溶菌酶。以后人們便開始了對溶菌酶的研究，到現(xiàn)在已對溶菌酶有了比較徹底的了解。第35頁,共68頁，2024年2月25日，星期天溶菌酶又稱胞壁質酶或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶，是一種能水解致病菌中黏多糖的堿性蛋白酶。主要通過破壞細胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之間的β-1,4糖苷鍵，使細胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，導致細胞壁破裂內容物逸出而使細菌溶解。廣泛村在于動物的組織／體液、植物、微生物中，在雞蛋清中的含量最高，達到0.3%，現(xiàn)在醫(yī)藥品、食品中所用的溶菌酶就是用雞蛋清制造的。第36頁,共68頁，2024年2月25日，星期天溶菌酶的溶菌作用對革蘭氏陽性菌有效，對部分革蘭氏陰性菌和乳酸菌也有效果，但抗菌范圍不是很寬。溶菌酶是一種無毒、無副作用的蛋白質，又具有一定的溶菌作用，因此可用作天然的食品防腐劑?，F(xiàn)已廣泛應用于水產品、肉食品、蛋糕、清酒、料酒及飲料中的防腐；還可以添入乳粉中，使牛乳乳化，以抑制腸道中腐敗微生物的生存，同時直接或間接地促進腸道中雙歧桿菌的增殖。第37頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蛋白質類這類蛋白質屬堿性蛋白質，主要包括精蛋白(protamine)和組蛋白(histon),精蛋白存在于魚精、魚卵和胸腺等組織中，組蛋白可從小牛胸腺和胰臟中分離得到，均屬于動物性蛋白質。第38頁,共68頁，2024年2月25日，星期天魚精蛋白由成熟的魚精細胞中提出，除去DNA后的一種堿性蛋白質，具有阻凝血，阻血糖，血壓升高的作用，主要有鮭魚精蛋白和鯡魚精蛋白。對G+菌有明顯抑制作用，對G

菌幾乎沒有作用。適合于pH6以上的食品，和山梨酸協(xié)同可使pH范圍擴大為4～10，高溫加熱抑菌性下降，但210℃，90分鐘仍有一定活性。實際用量0.05～0.1%。第39頁,共68頁，2024年2月25日，星期天植物提取物植物中具有抗菌活性的代謝產物大致可以分為四類：植物抗毒素類、酚類、有機酸類和精油類。植物抗毒素具有高度專一性；天然植物中的酚類化合物是食品防腐的主要因子，有廣譜抗菌能力；果蔬中普遍存在的有機酸，除了做酸味劑、抗氧化劑、增效劑外，還有抗菌能力。第40頁,共68頁，2024年2月25日，星期天植物提取物目前天然植物中存在的抗菌物質并不能大規(guī)模商業(yè)化使用，原因之一可能是殺菌有效性和大劑量使用時的特殊氣味的矛盾，即必須做到在有效的前提下，產生的氣味最小。第41頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)抗氧化劑在食品保藏中常常添加一些化學制品，以延緩或阻止氧氣所導致的氧化變質。這類化學制品包括抗氧化劑和脫氧劑。第42頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、食品抗氧化劑食品抗氧化劑是為了防止或延緩食品氧化變質的一類物質。食品抗氧化劑的作用機理抗氧化劑被氧化，保護食品不被氧化；抗氧化劑阻斷食品自動氧化的連鎖反應；抑制氧化酶的活性而防止食品氧化變質。第43頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、食品抗氧化劑食品抗氧化劑的種類和特性脂溶性抗氧化劑脂溶性抗氧化劑易溶于油脂，主要用于防止食品油脂的氧化酸敗及油燒現(xiàn)象，常用的種類有丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）、叔丁基對苯二酚（TBHQ），沒食子酸酯類及生育酚混合濃縮物等。第44頁,共68頁，2024年2月25日，星期天脂溶性抗氧化劑丁基羥基茴香醚丁基羥基茴香醚又稱為特丁基-4-羥基茴香醚，簡稱BHA，由3-BHA和2-BHA兩種異構體混合組成,分子式為C11H16O2，結構式分別為：

3-BHA

2-BHA第45頁,共68頁，2024年2月25日，星期天丁基羥基茴香醚ADI值為0~0.5mg·kg-1(FAO/WHO，1994)歐盟兒童保護集團(HACSG)規(guī)定不得用于嬰幼兒食品，除非同時增加維生素A第46頁,共68頁，2024年2月25日，星期天脂溶性抗氧化劑二丁基羥基甲苯二丁基羥基甲苯又稱為2,6-二特丁基對羥基甲苯,或簡稱BHT,分子式為C15H24O，結構式為：BHTADI值暫定為0-0.3mg·kg-1(FAO/WHO，1995)第47頁,共68頁，2024年2月25日，星期天脂溶性抗氧化劑沒食子酸酯類沒食子酸酯類抗氧化劑包括有沒食子酸丙酯、辛酯、異戊酯和十二酯，其中普遍使用的是丙酯，又稱為酸丙酯，或簡稱PG。分子式為：C10H12O5，結構式為：PGADI值為0-1.4mg·kg-1(FAO/WHO，1994)第48頁,共68頁，2024年2月25日，星期天脂溶性抗氧化劑叔丁基對苯二酚類叔丁基對苯二酚又稱為叔丁基氫醌，簡稱TBHQ。分子式為：C10H14O2，結構式為：TBHQ第49頁,共68頁，2024年2月25日，星期天叔丁基對苯二酚類TBHQ為較新的一種酚類抗氧化劑。在許多情況下，對大多數油脂，尤其是對植物油具有較其他抗氧化劑更為有效的抗氧穩(wěn)定性。此外，它不會因遇到銅、鐵之類而發(fā)生顏色和風味方面的變化，只有在有堿存在時才會轉變成粉紅色。第50頁,共68頁，2024年2月25日，星期天叔丁基對苯二酚類對炸煮食品具有良好的、持久的抗氧化能力,因此。適用于土豆片之類的生產，但它在焙烤食品中的持久力不強，除非與BHA合用。ADI值為0-0.2mg·kg-1(FAO/WHO，1991)國標GB2760-1991第51頁,共68頁，2024年2月25日，星期天脂溶性抗氧化劑生育酚混合濃縮物又稱為維生素E，廣泛分布于動植物體內,已知的同分異構體有8種，經人工提取后，濃縮即成為生育酚混合濃縮物，結構式為：維生素EADI值為0-2mg·kg-1第52頁,共68頁，2024年2月25日，星期天食品抗氧化劑的種類和特性水溶性抗氧化劑主要用于防止食品氧化變色，常用的種類是抗壞血酸類抗氧化劑。此外，還有許多，如異抗壞血酸及其鈉鹽、植酸、茶多酚及氨基酸類、肽類、香辛料和糖苷、糖醇類抗氧化劑等。第53頁,共68頁，2024年2月25日，星期天水溶性抗氧化劑抗壞血酸及其鈉鹽又稱維生素C，由葡萄糖合成?？箟难峒捌溻c鹽的分子式及結構式分別為：L-抗壞血酸：C6H8O6L-抗壞血酸鈉：C6H7O6Na

ADI值為0~15mg·kg-1第54頁,共68頁，2024年2月25日，星期天水溶性抗氧化劑植酸別名肌醇六磷酸，分子式為：C6H18O24P6

結構式為：植酸(GB2760-1996)第55頁,共68頁，2024年2月25日，星期天水溶性抗氧化劑茶多酚國標GB2760-1996，基本結構為：其中R和R’的不同，即為不同的兒茶素，參見兒茶素種類表。

第56頁,共68頁，2024年2月25日，星期天茶多酚茶多酚中的不同兒茶素種類及相應的R和R’基團化合物名稱RR’兒茶素HH沒食子兒茶素OHH

兒茶素沒食子酸酯H

沒食子兒茶素沒食子酸酯OH同上第57頁,共68頁，2024年2月25日，星期天水溶性抗氧化劑氨基酸一般認為氨基酸既可以作為抗氧化劑，也可以作為抗氧化劑的增效劑，如蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸等，均為良好的抗氧化增效劑。主要是由于它們能螯合促進氧化作用的微量金屬。色氨酸，半胱胺酸、酪胺酸等有π電子的氨基酸，對食品的抗氧化效果較大。第58頁,共68頁，2024年2月25日，星期天食品抗氧化劑的種類和特性其他抗氧化劑除了上述抗氧化劑，還原糖、柚皮苷、大豆抗氧化肽、植物黃酮及異黃酮類物質、單糖-氨基酸復合物、二氫楊梅素、一些植物提取物等都具有抗氧化效果。其中有一些在正處在試驗和研究之中，有一些在則已投入實際應用。第59頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、常見抗氧化劑的抗氧化機理抗氧化類別抗氧化機制抗氧化劑自由基吸收劑使脂游離基滅活酚類化合物氫過氧化物穩(wěn)定劑防止氫過氧化物降解轉變成自由基酚類化合物增效劑增強自由基吸收劑的活性檸檬酸、維生素C單線態(tài)氧淬滅劑將單線態(tài)氧轉變成三線態(tài)胡蘿卜素金屬離子螯合劑將金屬離子螯合轉變成不活潑的物質磷酸鹽、美拉德化合物、檸檬酸還原氫過氧化物將氫過氧化物還原成不活潑狀態(tài)蛋白質、氨基酸第60頁,共68頁，2024年2月25日，星期天1.自由基吸收劑自由基淬滅劑AH能淬滅自由基（LOO·，LO·），從而中斷鏈反應并形成活性比較低的抗氧化劑自由基（A·）（如方程（1）和（2）所示意），這種自由基不與脂類進一步反應。（1）

（2）第61頁,共68頁，2024年2月25日，星期天自由基吸收劑包括多羥基酚和有空間位阻的酚類化合物，多數抗氧化劑包括目前常用的BHA（丁基羥基茴香醚）、BHT（二丁基羥基對甲酚）、P