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食品有机工艺—防腐剂之山梨酸
引言
食品防腐剂是抑制物质腐败药剂。即对以腐败物质为代谢底物微生物生长含有连续抑制作用，它是延长食品保质期一个食品添加剂。关键是它能在不一样情况下抑制最易发生腐败作用，尤其是在通常灭菌作用不充足时仍含有连续性效果。
常见防腐剂应用，对纤维和木材防腐用矿油、煤焦油、丹宁，对生物标本用甲醛、升汞、甲苯、对羟基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂类树脂。在食品中使用防腐剂受到限制，所以多靠干燥、腌制等部分物理方法。特殊防腐剂有乙酸等有机酸、以油酸脂为成份植物油、芥子等特殊精油成份。对于生物体局部（如人体表面或消化道），能够依据具体条件采取多种防腐剂（如碘仿、水杨酸苯酯、苯胺染料或吖啶类色素等）。
介绍
中国要求使用防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙等25种。国外使用食品防腐剂有几十种之多,山梨酸是迄今公认毒性最低食品防腐添加剂,它能够用于多个食品。它是一个不饱和脂肪酸,在人体内参与正常生理代谢,依据试验证实,山梨酸在体内(如肝、肾中)没有积累。其LD=10.5士1.96克/千克体重,毒性和食盐相当。所以,现在国外有些国家就食品防腐剂指定使用山梨酸,已不许可使用苯甲酸类。山梨酸又是优良防霉剂,含有抑制微生物繁殖作用,山梨酸对霉菌、酵母和好气性细菌全部有抑制作用,但对厌气性芽胞杆菌、乳酸菌等则无效。山梨酸还可在较宽pH值范围内应用,对食品味道影响比苯甲酸小。
山梨酸，英文名称：Sorbic acid ,又名2.4—已二烯酸,2—丙烯基丙烯酸。山梨酸是一个不饱和脂肪酸，就象其它天然脂肪酸一样，在人体中参与新陈代谢，被人体消化和吸收，产生二氧化碳和水。世界卫生组织为（WTO）部分教授研究表明，被人体能安全吸收山梨酸是世界卫生组织添加剂委员会许可使用极少多个防腐剂之一，含有较高安全性和对霉菌很强抑制能力。山梨酸（及山梨酸盐类，如山梨酸钾）在食品上应用，被美国食品和药品管理部门要求为“公认安全"（GRAS）品种。
摘要
食品是人类赖以生存和发展物质基础，而食品工艺发展对于改善大家食物结构、方便大家生活、提升人民体质含相关键意义。
山梨酸类防腐剂种类
山梨酸类有山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙三类品种。山梨酸不溶于水外，使用时须先将其溶于乙醇或硫酸氢钾中，使用时不方便且有刺激性，故通常不常见；山梨酸钙要求其使用范围小，所以也不常使用；山梨酸钾则没有它们缺点，易溶于水、使用范围广，我们常常能够在部分饮料、果脯、罐头等食品看到它身影；在这里我关键介绍一下山梨酸钾：它为不饱和六碳酸；通常市场上出售山梨酸钾呈白色或浅黄色颗粒，含量在98%--102%；无臭味、或微有臭味，易吸潮、易氧化而变褐色，对光、热稳定，相对密度1.363，熔点在270℃分解，其1%溶液PH=7-8。山梨酸钾为酸性防腐剂，含有较高抗菌性能，抑制霉菌生长繁殖；其关键是经过抑制微生物体内脱氢酶系统，从而达成抑制微生物生长和起防腐作用，对细菌、霉菌、酵母菌全部有抑制作用；其效果随PH升高而减弱，PH达成3时抑菌达成顶峰，PH达成6时仍有抑菌能力，但最底浓度不能底于0.2%，试验证实PH为3.2比PH为2.4山梨酸钾溶液浸渍，未经杀菌处理食品保留期短2—4倍。
山梨酸及山梨酸钾是国外普遍使用防腐剂之一。中国已将山梨酸和山梨酸钾列入GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》，作为低毒食品添加剂，在中国最终替换苯甲酸钠已成肯定趋势，这对于保障人民身体健康，有着十分重大意义。
山梨酸类防腐剂关键特点
（ 1）、防腐效果显著高于苯甲酸类，是苯甲酸类5—10倍，通常使用量0.2～1.0克／千克。
（２）、产品毒性低，是苯甲酸盐1／4，是食盐二分之一。
（３）、不改变食品特征，是一个不饱和脂肪酸及其盐类，参与人体新陈代谢，产生二氧化碳和水，可看成是食品一部分，保持食品原有色、香、味和营养成份。
（４）、使用范围广泛，不仅应用于各类食品防霉防腐，而且医药、烟草、造纸、化妆品、牙膏、饲料、水果保鲜等行业也有很大应用。
（５）、操作方便灵活，可直接添加，也可喷洒或浸渍。所以，联合国粮农组织和世界卫生组织、美国、英国、日本和中国、东南亚国家全部推荐山梨酸及山梨酸钾作为各类食品防腐剂。
（６）、人体安全使用范围：天天每千克体重使用量不超出25mg。
山梨酸类防腐剂作用机理
山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙它们三种作用机理相同，毒性比苯甲酸类和尼泊金酯要小，日许可量为25mg/Kg ，苯甲酸5倍，尼泊金酯2.5倍，是一个相对安全食品防腐剂；在中国可用于酱油、醋、面酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和部分酒类等等食品。
其作用机理关键表现在以下几方面：
①能使微生物蛋白质凝固或变性，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。因为能破坏或损伤细胞壁，或能干扰细胞壁合成机理，致使胞内物质外泄，或影响和膜相关呼吸链电子传输系统，从而含有抗微生物作用。
　　③作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而影响到遗传物质复制、转录、蛋白质翻译等。
④作用于微生物体内酶系，抑制酶活性，干扰其正常代谢。
防腐机理
食品大多是动物和植物组织, 它含有一定营养物质、 水份和能分解食品组成酸类。在存放食品时, 因为温度、 湿度、 环境卫生条件等原因控制失当, 多种细菌微生物中酶就会不停发生代谢作用, 食品中饱和脂肪酸被氧化并发生脱氢现象, 形成不饱和脂肪酸, 造成食品腐烂变质。不过, 加入适量山梨酸可控制脱氢酶活动, 阻止脂肪酸氧化、 脱氢, 从而抑制多种细菌微生物在食品中进行生长繁殖。因为山梨酸是一个含有共轭双烯键不饱和脂肪酸, 属于酸性防腐剂, 在pH < 6 条件下, 其双烯键同食品中微生物酶硫氢基结合形成共价键, 使硫氢基失去活力, 从而抑制微生物繁殖, 达成对食品防腐保鲜作用。　
合成工艺
多年来各国相继开展山梨酸合成研究工作, 其合成工艺路线有以下多个。
① 巴豆醛和丙二酸为关键原料, 以吡啶为催化剂合成山梨酸。
② 乙醛在仲胺盐催化下三聚成 2, 42己二烯醛(山梨醛) , 再氧化成山梨酸。
③巴豆醛和乙烯酮为关键原料, 先生成聚酯, 再经热解、酸解而生成山梨酸。
④巴豆醛和丙酮为关键原料, 先生成巴豆烯叉丙酮, 再氧化成山梨酸。
1．工艺步骤

2．反应机理
在反应过程中, 关键反应以下
（1）缩合

（2）合成

（3）酸解

山梨酸类防腐剂应用
山梨酸能抑制霉菌、 酵母菌、 芽胞梭状杆菌和嗜冷腐败菌生长, 所以, 防腐效果十分显著, 且能保持食品原有色、 香、 味。据资料报道, 山梨酸防腐效果是苯甲酸 8～10 倍,因为苯甲酸中苯环有致癌之嫌, 所以大家越来越多地使用山梨酸。山梨酸属多碳脂肪酸, 在水中溶解度较小, 使用时通常配以KOH, 形成山梨酸钾, 增大在水中溶解度, 使用起来比较方便。现在山梨酸应用已被推广到肉制品、乳制品、糕点、面包、果酒饮料、调料、 干酪、 水果、 蔬菜、 罐头、化妆品、 医药、饲料等行业。
山梨酸在其它工业上应用也日益广泛。因为山梨酸共轭双烯键含有较强活性,能够进行加成、 卤化、 酯化等一系列反应, 可用于石油工业中, 增加干性油品位, 提升汽油辛烷值, 改善冷橡胶研磨性能, 促进油漆光泽; 也可用作制造增塑剂、 润滑剂、 昆虫引诱剂、 粘胶剂和合成纤维助剂等中间体、 异戊二烯热稳定剂。伴随中国工业、 农业、 商业和对外贸易飞速发展需要, 山梨酸将得到愈加广泛地开发和利用。
结束语
山梨酸是迄今为止国际公认最好防腐剂。伴随人民生活水平提升，对食品添加剂安全性要求将逐步提升，山梨酸替换苯甲酸以已为食品工业发展肯定趋势。
山梨酸除了广泛应用于食品加工工业外，还可用于医药、染料、香料、合成树脂、橡胶工业、饲料加工工业、农药工业、日用化工、石油化工等多个领域，伴随新应用领域不停开发，山梨酸愈发显示出它良好应用前景。所以开发山梨酸新工艺，采取无毒、易得原料，降低生产中物耗，降低在产品生产过程中产生废物，对降低成本，提升产率，增大经济效益含相关键意义。