我国防腐剂的应用及发展趋势

专业:09食安 姓名:顾强 学号:0907040010 我国防腐剂的应用及发展趋势

摘要: 添加食品防腐剂作为食品防腐的重要辅助手段, 推动着现代食品工业向前发展。文章对国内外食品防腐剂的发展现状作了概括, 并较详尽地介绍了我国常用的化学、天然防腐剂的生产、应用状况, 分析其在发展中存在的问题、对策及趋势。

关键词: 食品防腐剂; 发展; 现状; 趋势

由微生物引起的食品霉变、腐败对人类的生产和生活带来很大的影响, 造成了巨大损失。据不完全统计, 世界上约有20%的粮油食品因霉变、腐败而浪费掉, 同时还危及了人们的健康。在美国, 由沙门氏菌之类的致病菌引发的食源性疾病每年造成7000人死亡,2400~8000万人的肠胃中毒, 直接经济损失高达50~170亿美元[ 1]。因此, 食品防腐是保障食品安全的重要手段。而传统的防腐方法如干制、盐腌等会使处理后的食品风味、质地等发生变化, 现代防腐技术如冷冻干燥、辐射保藏、微波杀菌等耗能大、成本高, 且不能适用于所有食品。所以, 添加食品防腐剂仍作为食品加工保藏的有效辅助手段, 其在推动食品工业向前发展发挥重要的作用。食品防腐剂是防止主要由微生物所引起的腐败变质, 以延长食品的保存期的食品添加剂。由于现代食品一般需要长途运输及贮藏, 为保证其在保质期内不受微生物的破坏, 必须加入适量的防腐剂,这不仅是企业生产所需, 更是对消费者健康的负责。

1 国内外食品防腐剂发展现状 国际信息机构RTS发布的世界食品添加剂市场发展趋势报告指出, 2005年, 全球食品防腐剂销售额为6亿美元[ 2]。据统计, 2007年, 防腐剂在世界总消费量约10万吨, 美国是最大消费国, 年消费约5. 5~6万吨,其中防腐剂苯甲酸钠、山梨酸钾、丙酸钙这三个品种每种消费量均在万吨以上[ 3, 4]。我国的防腐剂企业约有40多家, 总产量超过17. 9万吨, 比2006年增加40%, 我国防腐剂行业产能仍偏大, 一定程度上影响了效益。我国防腐剂主要品种苯甲酸钠是世界生产出口大国, 2007年出口近5万吨, 全国生产单位有7处, 其中武汉有机实业生产的苯甲酸钠行销全国; 山梨酸钾全国6处产能超8万吨, 出口2万吨, 其中, 王龙山梨酸最具影响力,其他还有几处万吨级的山梨酸钾企业; 其他品种防腐剂的生产单位如尼泊金酯7处, 脱氢醋酸钠9处, 丙酸4处, 双乙酸钠4处, 生物防腐剂乳链菌素8处, 纳他霉素6处, 聚赖氨酸4处。目前, 世界各国允许使用的食品防腐剂种类很多,美国允许使用的食品防腐剂约50种, 日本约40种[ 5]。而我国只批准使用30余种, 它们都经过了大量的科学实验, 只要食品生产厂商所使用的食品防腐剂品种、数量和范围, 严格控制在国家标准5食品添加剂使用卫生标准6规定的范围之内, 是不会对人体健康造成损害的。我国批准使用的食品防腐剂中, 除乳酸链球菌素、纳他霉素和曲酸是天然防腐剂外, 其余均为化学防腐剂[ 6]。

2 国内常用食品防腐剂的生产应用状况

防腐剂按组分和来源可分为化学防腐剂和天然防腐剂。由于化学防腐剂价格低廉, 仍普遍应用于食品防腐中。我国最常用的有机化学防腐剂如苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸及其盐类等, 及无机化学防腐剂如亚硫酸及其盐类、亚硝酸盐类等[ 7]。

2. 1 有机化学防腐剂 2. 1. 1 苯甲酸及其盐

苯甲酸及其盐属于酸性防腐剂, 有效成分为苯甲酸, 对酵母和霉菌有抑制作用, 其抑菌最适pH值为2. 5~ 4. 0。甲苯氧化法是目前食品级苯甲酸的主要生产方法[ 8]。食品级的苯甲酸应符合GB1901- 2005质量指标所作的规定。因其工艺简单, 价格低廉, 在我国广泛应用于汽水、果汁类、酱油、罐头和酒类等食品的防腐[ 9]。世界各国多年的应用历史和毒性试验表明, 如果按0. 06g/ kg的量添加, 苯甲酸类都没有蓄积性、致癌、致畸和致突变等作用[ 10]。2006年, 武汉有机实业股份有限公司/ 新康0牌苯甲酸及苯甲酸钠的年生产能力突破了6万吨, 是全球最大的苯甲酸钠生产商。随着苯甲酸类叠加毒性的暴露, 以及各种新型高效、低毒防腐剂的开发和推广应用, 其使用范围越来越窄, 也是国内不鼓励发展的产品。

2. 1. 2 山梨酸及其盐 山梨酸及其钠、钾盐是国际粮农组织( FAO) 和世界卫生组织( WHO) 向各国重点推荐的低毒、高效保鲜防腐剂, 也是我国/ 十五0规划中重点发展的食品添加剂之一, 它对酶菌、酵母菌、好氧性微生物有明显抑制作用, 抑菌最适pH值低于5. 0~ 6. 0, 其抑菌效果比苯甲酸高5~10倍, 毒性仅为苯甲酸的五分之一, 且对食品风味无不良影响[ 11, 12]。目前国内外普遍采用乙烯酮法生产山梨酸[ 13]。我国生产山梨酸的整体工艺技术及检验测试手段上有了一定进步, 但在自动控制水平上未见详细报道。2006年山梨酸钾销售额达6. 5亿元。宁波王龙集团添加剂公司是国家级重点高新技术企业, 专业生产食品防腐剂山梨酸、山梨酸钾, 年产山梨酸18000吨, 山梨酸钾12000吨, 已成为世界规模最大的山梨酸及钾盐的生产基地[ 14]。早在1996年我国颁布的GB2760- 1995中已明确规定, 山梨酸( 钾) 可应用于肉、鱼、蛋、禽类制品( 0. 075g/ kg) , 用于葡萄酒、果酒( 0. 6g/ kg) , 用于酱油、食醋、乳酸菌饮料( 1. 0g/ kg) 。乳制品是目前我国山梨酸的主要消耗领域, 尤其是用在乳酸饮料的生产中。2002年卫生部又将山梨酸钾在肉灌肠中的最大使用量扩大到1. 5g/ kg, 山梨酸及其钾盐成为抑制肉制品细菌性腐败最常用的防腐剂。2005年我国山梨酸市场潜在需求量已达1. 5~ 2万吨。现在实行的GB2760- 2007中对山梨酸钾的使用范围又进一步放宽, 使其适用于人造奶油及方便米面制品中。可见山梨酸及其盐是我国广泛应用、需求量大的防腐剂。2. 1. 3 丙酸及其盐在我国广泛使用的三大防腐剂苯甲酸、丙酸、山梨酸中, 丙酸是世界上公认的最经济实惠、安全有效的食用性防腐剂[ 15]。较常用的丙酸盐有丙酸钙、丙酸钠等。丙酸钙对各种霉菌、需氧芽孢菌、革兰氏阳性菌有较强的抑制作用, 对能引起发粘的枯草杆菌效果尤为显著, 对防止黄曲霉素的产生有特效。但对酵母无效,因此用于面包制品的防腐, 不会影响其正常发酵[ 16]。丙酸钙与丙酸钠常用于面粉制品发酵防杂菌和乳酪制品防霉等, 较多用于西式糕点, 在糕点中的最大用量为2. 5g/ kg。常以丙酸钙粉末或浓的水溶液同面粉和酵母一起混合做面包, 可以补充食品中的钙质[ 17]。丙醛氧化法是当前各国生产丙酸的主要方法。由于其生产成本高、设备腐蚀严重, 我国年产量仅为1000多吨, 远不能满足市场需求。自南京扬巴一体化石化合资项目建设的3万吨/ 年丙酸装置, 于2005年6月建成投产后, 缓解了我国丙酸供需矛盾。由于国内没有规模化的生产和技术, 多年来我国丙酸一直依赖进口[ 18]。随着丙酸的需求量越来越大, 进口量逐年增加。丙酸进口量由1996年6700吨增加到2004年进口量达到1. 6万吨左右, 2005年后进口量逐步下降。目前我国丙酸盐的进口量为5000吨左右, 丙酸及丙酸盐的进口来源主要是德国巴斯夫公司和美国伊士曼化学公司[ 19]。除此以外, 仍以进口丙酸为原料发展我国的丙酸盐工业。目前, 我国丙酸盐( 主要指丙酸钙) 主要生产厂家有: 杭州尤尔特工贸总公司、上海福达化工厂、黑龙江鹤岗红旗精细化工厂等10多家工厂, 总生产能力约为6000吨/ 年[ 20]。

2. 2 无机化学防腐剂 2. 2. 1 硝酸盐及亚硝酸盐

硝酸盐及亚硝酸盐常用于肉制品的防腐和发色,其具有抗微生物作用, 能抑制细菌生长及孢子形成, 尤其对肉毒梭状芽孢杆菌有特殊致死作用。这种作用在硝酸盐和亚硝酸盐的质量分数分别约为0. 1%和0. 01%时最为明显。由于亚硝酸盐对人体健康的影响较大, 我国对亚硝酸盐的添加量有严格的规定, 规定肉制品中的亚硝酸含量[ 30mg/ kg, 部分肉制品中最大添加量可达0. 15g/ kg[ 21]。但是, 经市场调查和化学检验, 我国肉制品中亚硝酸盐的超标现象仍普遍存在,尤其是一些小型肉食品企业和个体加工的肉制品, 极大地损害了消费者的健康。另外, 若由于原料肉不新鲜等原因, 肉蛋白分解产物胺便与亚硝酸盐形成亚硝胺, 其具有致癌作用。虽然, 亚硝酸盐是有争议的食品添加剂, 但近来的研究显示, 亚硝酸盐能阻止丙醛的形成, 而丙醛对活细胞有毒害作用。火腿、培根和咸肉等正是因为添加亚硝酸盐才能抑制丙醛的形成[ 22]。

2. 2. 2 亚硫酸及其盐

亚硫酸是强还原剂, 能消耗组织中的氧, 抑制好气性微生物的活动, 并能抑制某些微生物活动所必需的酶的活性。防腐用的亚硫酸盐主要有亚硫酸盐、焦亚硫酸盐和二氧化硫, 其有效成分是亚硫酸分子[ 23]。由于使用亚硫酸盐后残存的二氧化硫能引起严重的过敏反应, 尤其对哮喘患者, 故美国食品及药物管理局( FDA) 于1986年已禁止其在生吃的新鲜果蔬中作为防腐剂使用。在我国, 部分食品加工过程中还有使用,如蜜饯、饼干、食糖、葡萄汁等等。亚硫酸盐在食品中应用的方式有熏蒸法、浸泡法( 即将清洗、除杂后的原料放到含有效SO2 0. 1~ 0. 2g/ 100g的亚硫酸溶液中浸泡) 、直接加入法、压力瓶提供SO2 和使用SO2 缓释剂等方法[ 24]。

2. 3 天然防腐剂