食品防腐剂讲义

第一章食品防腐剂第一节食品防腐剂的基本种类目前只批准三十二种允许使用的食物防腐剂，归为以下几大类（一）食物防腐剂的分类⑴苯甲酸及其钠盐：未电离时苯甲酸抗菌作用较强，而且最适pH 为2.5-4.0，适合于酸性食品。

苯甲酸钠的水溶性好，在酸性食品中可转变为苯甲酸。

苯甲酸主要抑制酵母和细菌，对霉菌的作用不大。

白色颗粒或结晶粉末，无臭或略带安息香的气味。

防腐机理：苯甲酸钠亲油性大，易穿透细胞膜进入细胞体内，干扰细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收，并抑制细胞的呼吸酶系的活性，从而达到防腐的目的。

其防腐最佳PH为2.5-4.0，在PH5.0以上的产品中，杀菌效果不是很理想。

因为其安全性只相当于山梨酸钾的1/40，日本已全面取缔其在食品中的应用。

⑵对羟基苯甲酸脂类（尼泊金酯类）：产品有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等。

其中对羟基苯甲酸丁酯防腐效果最好。

我国主要使用对羟基苯甲酸乙酯和丙酯。

日本使用最多的是对羟基苯甲酸丁酯。

尼泊金酯类防腐机理是：破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并能抑制细胞的呼吸酶系的活性。

尼泊金酯的抗菌活性成分主要是分子态起作用，由于其分子中内的羟基已被酯化，不再电离，PH值为8时仍有60%的分子存在。

因此尼泊金酯在PH4—8时的范围内均有良好的效果。

不随PH值的变化而变化，性能稳定且毒性低于苯甲酸。

是一种广谱型防腐剂。

由于尼泊金酯类难溶于水，所以使用时先溶于乙醇中。

为更好地发挥防腐剂作用，最好将两种以上的该酯类混合使用。

对羟基苯甲酸乙酯一般用于水果饮料中，对羟基苯甲酸丙酯一般用于水果饮料中。

⑶山梨酸及其盐类：要用于抑制霉菌和酵母生长，随pH 的降低山梨酸的抑菌效果增强，一般<6.5，未电离时抑菌效果好。

⑷丙酸盐：丙酸盐的抑菌谱较窄，主要作用于霉菌，对细菌作用有限，对酵母无作用，所以丙酸言常用做面包发酵和乳酪制造的抑菌剂。

在同一剂量下丙酸钙抑制霉菌的效果比丙酸钠好，但会影响面包的膨松性，实际常用钠盐。

丙酸盐pH 越小抑菌效果越好，一般pH<5.5。

⑸双乙酸钠：是一种常用于酱菜类的防腐剂，安全、无毒，有很好的防腐效果，在人体内最终分解产物为水和二氧化碳。

对黑根菌、黄曲霉、李斯特菌等抑制效果明显。

在酱菜类中用0.2%的双乙酸钠和0.1%的山梨酸钾复配使用在酱菜产品中,有很好的保鲜效果.(6)脱氢乙酸及其钠盐：脱氢乙酸及其钠盐均为白色或浅黄色结晶状粉末，对光和热稳定，在水溶液中降解为醋酸，对人体无毒。

是一种广谱型防腐剂，对食品中的细菌、霉菌、酵母菌有着较强抑制作用。

广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、饮料类、糕点类等的防腐保鲜。

(7)生物防腐剂：尤其以乳酸链球菌素和那他霉素为代表的系列产品（二）防腐剂的定义（1）广义的防腐剂广义的防腐剂还包括具有防腐作用的调料如食盐、糖、醋、香辛料等,以及那些不直接加入食品,而在贮藏过程中应用的消毒剂和防霉剂等。

（2）狭义的防腐剂狭义的防腐剂是指的直接加入到食品中，为防止食品腐败、变质、延长食品保存期、抑制食品中微生物繁殖的物质。

但食品中具有同样作用的调味品如食盐、糖、醋、香辛料等不包括在内。

（三）食品防腐剂与杀菌剂的区别（1）防腐剂与杀菌剂的区别A.防腐剂是以破坏微生物或抑制微生物生长与活动来起作用的，杀菌剂是致死生长着的微生物，两者在微生物死亡率方面是有区别的。

通常，加大防腐剂的用量到一定浓度，可以使其具有杀菌剂的作用。

反之，减少杀菌剂的用量，也可以使其成为防腐剂。

B.防腐剂强调的是对食品中微生物生长繁殖的长期抑制效果，要求广谱抑菌，一般是通过防腐挑战实验来评价。

杀菌剂强调的是短时间内的杀灭效果，主要是通过测定短时间内（1-30分钟）对微生物的杀灭率和保持效果等来评价。

（2）杀菌剂按照氧化还原作用分类（1）氧化型杀菌剂的种类和特性氧化型杀菌剂包括过氧化物和氯制剂两类。

在食品保藏中常用的有过氧化氢、过氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其他的氧化型杀菌剂。

氧化型杀菌剂使用时应注意以下事项：过氧化物和氯制剂都是以分解产生的新生态氧或游离氯进行杀菌消毒的。

这两种气体对人体的皮肤、呼吸道粘膜和眼睛有强烈地刺激作用和氧化腐蚀性，要求操作人员加强劳动保护，配戴口罩、手套和防护眼睛，以保障人体健康与安全。

（2）还原型杀菌剂的种类和特性还原型防腐剂主要是亚硫酸及其盐类，国内外食品贮藏中常用的品种有二氧化硫、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、保险粉和焦亚硫酸钠等。

还原型杀菌剂使用时应注意以下事项：亚硫酸及其盐类的水溶液在放置过程中容易分解逸散二氧化硫而失效，所以应现用现配制。

在实际应用中，需根据不同食品的杀菌要求和各亚硫酸杀菌剂的有效二氧化硫含量确定杀菌剂用量及溶液浓度，并严格控制食品中的二氧化硫残留量标准，以保证食品的卫生安全性。

（四）影响防腐剂抑菌作用的因素（1）产品的PH值大多数的防腐剂都容易在酸性和中性的环境中发挥其效能，在碱性环境中效力显著减低，甚至失效， PH值还影响防腐剂分子的存在形式（离子态或分子态），许多有机类的防腐剂通常以分子态时，才容易通过微生物细胞膜的脂质层发挥作用。

（2）吸附作用悬浮于介质中的固体粒子，有较大的比表面，从而与防腐剂之间存在吸附作用，引起部分防腐剂的损失。

（3）相分配在乳化体系中，微生物会被吸附在相的界面，并在水相中自由活动，水相中富集的营养物质会影响微生物的生长与繁殖。

因此，防腐剂在水相和油相的溶解度及其在两相的分配系数，对防腐剂的防腐作用有很重要的影响。

一般来说，防腐剂应有较高的水溶解度和较低的油溶解度，即有较适宜的油-水分配系数。

（4）部分物质的拮抗作用在食品配方中，各类乳化剂与防腐剂之间的增溶作用会影响到防腐剂的活性。

在增溶作用下，防腐剂进入乳化剂形成的球型或层型的胶胞中，使水相防腐剂的浓度降低。

在临界胶束浓度以下时，防腐剂保持其活性。

在临界胶束浓度以上时，其活性降低。

此时，可以采取增加防腐剂用量的方法，或者是添加丙二醇、甘油等可改善防腐剂相分配系数的物质，以提高水相中可利用的防腐剂浓度。

（5）包装容器的影响包装容器的样式及材质，对产品的防腐也具有一定的影响。

密封不严的容器，会造成易挥发性防腐剂的损失或外界污染物的入侵。

（6）防腐剂的变质某些防腐剂在光照下会分解，某些防腐剂加热到一定温度时也会分解。

（7）微生物的初始污染程度当原料污染严重时，防腐剂先期杀死大量的菌体，会“消耗”一部分防腐剂。

然而更重要的是，许多微生物在大量繁殖时，能分泌出一种类似蛋白质的物质，把菌体包裹起来，起到“抵御”外来化学物理因素的损害。

（五）防腐剂的作用机理①能使微生物的蛋白质凝固或变性，从而干扰其生长和繁殖。

②防腐剂对微生物细胞壁、细胞膜产生作用。

由于能破坏或损伤细胞壁，或能干扰细胞壁合成的机理，致使胞内物质外泄，或影响与膜有关的呼吸链电子传递系统，从而具有抗微生物的作用。

③作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而影响到遗传物质的复制、转录、蛋白质的翻译等。

④作用于微生物体内的酶系，抑制酶的活性，干扰其正常代谢。

第二节天然防腐剂简介天然防腐剂也称天然有机防腐剂，是由生物体分泌或者体内存在的具有抑菌作用的物质，经人工提取或者加工而成为食品防腐剂。

此类防腐剂为天然物质，有的本身就是食品的组分，故对人体无毒害，并能增进食品的风味品质，因而是一类有发展前景的食品防腐剂。

如酒精、有机酸、甲壳素和壳聚糖或某些细菌分泌的抗菌素等都能对食品起到一定的防腐保藏作用。

来源于微生物与动物的天然防腐剂（1）乳酸链球菌素nisin乳酸链球菌素是一种抑菌性多肽，乳酸链球菌素是最初于1928年被发现，当时发现隔夜的用来做干酪的牛奶会产生一种抑菌物质，从而抑制添加到牛奶中的干酪菌种。

进一步的研究表明，牛奶中污染了一种乳酸链球菌，这种乳酸菌能产生名叫乳酸链球菌素的抑菌性多肽。

乳酸链球菌素能有效抑制多种革兰氏阳性菌，特别是像梭状芽孢杆菌和芽孢杆菌之类的、能耐受巴氏灭菌的细菌。

乳酸链球菌素对革兰氏阴性菌以及酵母霉菌无效。

20世纪50年代的深入研究使之被开发成食品保鲜剂，并于60年代初由英国Apiln＆Barrett公司（现已合并到丹尼斯克公司）开始商业化生产尼萨普林乳酸链球菌素制剂。

尼生除了能延长货架期外，还能抑制引起食物中毒的革兰氏阳性菌，如李氏单核杆菌和蜡样芽孢杆菌。

食品中使用尼生后，能够允许一定程度的贮存温度变化而不致影响其货架期及安全性；在某些情况下，还可能降低热处理条件、减低其他防腐剂的用量，这样，食品更安全、更美味可口。

尼生在易感染乳酸菌的低pH食品中效果非常好。

这些腐败性乳酸菌对乳酸链球菌素非常敏感，尼生能延缓食品产酸、保证其良好风味和货架期。

由于酵母对乳酸链球菌素不敏感，这样乳酸链球菌素能用以抑制用酵母发酵的食品中的乳酸菌杂菌、而不致影响发酵过程。

各种研究表明乳酸链球菌素没有毒性，乳酸链球菌素制剂在超过60多个国家中被批准为食品防腐剂，其中欧盟规定其编号为E234，美国认定其为公认安全物质（GRAS）。

在中国，乳酸链球菌素被批准用于罐头食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品。

使用尼生不会影响食品风味，并且满足客户对天然保鲜剂的需求、并取代或部分取代化学防腐剂。

（2）纳他霉素纳他霉素于1955年最先从南非纳塔尔省的土壤中的放线菌培养物的滤液中分离出来。

纳他霉素在很低的浓度（1～15ppm）下就能抑制酵母和霉菌，但对细菌没有作用。

它能专性抑制真菌，是因为它能与真菌细胞膜上的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合。

而麦角甾醇是所有真菌细胞膜中的重要成分，在细菌细胞膜中并不存在。

纳他霉素的主要用途是干酪及干制香肠表面。

食用时可用其水悬浮液浸泡、喷洒或挂膜。

该悬浮液也可用在塑料性挂膜里。

霉克对果汁、酸奶、各种果汁和浆果、焙烤食品、农家干酪和发酵酒的保鲜也很有效。

霉克能有效杀灭酵母和霉菌、并抑制真菌毒素产生，而山梨酸钾只能延缓酵母和霉菌生长、且不能抑制真菌毒素产生。

使用霉克能延长货架期、防止酵母霉菌引起的腐败；还能减少食品因发霉退货的风险、保护生产商的声誉。

霉克中的纳他霉素在有效抑菌浓度下对食品发酵和熟化没有影响。

使用霉克不会影响食品风味，并且满足客户对天然保鲜剂的需求、并取代或部分取代化学防腐剂。

纳他霉素在超过40多个国家中被批准为食品防腐剂，其中欧盟规定其编号为E235，美国认定其可安全用于食品。

在中国，纳他霉素被批准用于乳酪、肉制品、广式月饼、糕点、果汁原浆表面、沙酱、发酵酒。

目前市场上出现的BATA MAXTM霉克是纳他霉素制剂，由纳他霉素与乳糖按1：1比例混合制得。

霉克是一种高效防腐剂，能够有效杀灭抑制食品中霉菌、酵母菌和其他真菌的生长，使用安全、用量低，可用于食品表面防霉处理或直接添加到食品中。

由于具有环状结构，它易于氧化和受到紫外线影响，故应避免接触氧化剂及受到阳光照射。