三种主要防腐剂.doc

1 苯甲酸及其盐的合成
苯甲酸又称安息香酸, 是无色或白色的晶体, 相对密度1.265℃， 熔点122微溶于水, 易溶于己醇、己醚、氯仿、苯等有机溶剂。
1.1 苯甲酸的合成
苯甲酸是国际上最早广泛使用的防腐剂,工业上苯甲酸主要是通过甲苯的液相空气氧化制取的。过程是以环烷酸钴为催化剂，在反应温度为140－160℃和操作压力0.2－0.3MPa下反应生成苯甲酸。反应后蒸去甲苯，并减压蒸馏、重结晶，即得产品。该工艺利用廉价原料，收率高，因此是工业上主要使用的方法。

1.2 苯甲酸盐的合成
由于苯甲酸的溶解度低, 使用不方便, 实际生产中大多使用其钠盐。将得到的苯甲酸用碳酸钠溶液中和、过滤、蒸发、结晶即可得到苯甲酸钠盐。
化学式
应用
苯甲酸及其钠盐苯甲酸钠是很常用的食品防腐剂，在酸性条件下防腐性能最强。此外苯甲酸也用作农药、染料、医药、香料、媒染剂和增塑剂的生产原料，聚酰胺树脂和醇酸树脂的改性剂及钢铁设备的防锈剂等。
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。
2 对羟基苯甲酸酯的合成
对经基苯甲酸酯又称尼泊金酯， 是一种无色结晶或白色结晶粉末, 无味无臭, 毒性很低,对霉菌和酵母菌抗菌作用, 防腐效果比苯甲酸及其钠盐好, 是目前国际公认的高效广谱性防腐剂之一, 其抑菌效果随脂肪链的延长而增强。
2.1 对羟基苯甲酸的合成
2. 1.1水杨酸法
水杨酸与氢氧化钾作用得到水杨酸钾, 然后在水杨酸钾糊状物中加人石蜡, 加热, 转位成对位体的钾盐, 经冷却分离出石腊, 用活性炭脱色后, 再进行酸化得到对经基苯甲酸。

2.2 尼泊金醋的合成
2.2.1 酯化法
尼泊金醋的合成通常采用直接醋化法制备。即对经基苯甲酸和相应的醇在酸性催化剂的作用下脱水得到尼泊金
应用
碳酸饮料以及其他饮料、糕点及馅、饲料、调味品、水果蔬菜、腌制品；还广泛应用于乳品、酶制品、肉制品、化妆品、皮革、医药、烟草、化工等领域

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。
3 山梨酸及其盐的合成
山梨酸又名2 , 4 一己二烯酸、2 一丙烯基丙烯酸, 无色针状结晶或白色粉末, 熔点,无臭无味, 对光、热稳定, 在空气中长期放置容易氧化变色, 难溶于水, 易溶于乙醇等有机溶剂。
3.1 三梨酸的合成
巴豆醛和乙烯酮法
化学式
该法是在三氟化硼等催化剂的作用下, 巴豆醛和乙烯酮在0℃下反应, 生成己烯酸内醋,再经硫酸水解得到山梨酸。
该法技术完善, 收率较高(70 % ) , 原料价廉易易得, 是目前国内外研究最多、最普遍采用的生产方法, 美、日、德等国大都采用这条路线生产, 只是催化和生产工艺上略有不同。3
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3.2 山梨酸盐的合成
山梨酸的水溶性不好, 因而使用上有许多不便, 为此, 一般将其制水溶性好、性能稳定的钾盐使用, 其抑菌作用和范围与山梨酸相同。
用山梨酸和碳酸钾在乙醇或者水溶液中,以1 : 0.5 的比例进行中和即得到山梨酸钾。
化学式

应用
山梨酸是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂，广泛应用于食品、饮料、烟草、农药、化妆品等行业，作为不饱和酸，也可用于树脂、香料和橡胶工业。
防腐机理：其主要是通过抑制微生物体内的脱氢酶系统，从而达到抑制微生物和起到防腐的作用。对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用。防腐效果明显高于苯甲酸类，是苯甲酸盐的5-10倍
5 结论与展望
上述三类防腐剂在国外都有几十年的生产历史，毒性：山
梨酸> 对羟基苯甲酸酯类> 苯甲酸类, 山梨酸的毒性为苯甲酸的1/ 5, 在不少国家已逐步开始取代苯甲酸。但苯甲酸及其盐类是我国大量生产的食品防腐剂, 成本低, 应用广, 但因有不良味道和毒性较大, 有逐步被取代的趋势; 山梨酸及其盐类、对轻基苯甲酸醋类作为食品防腐剂具有广谱、高效、低毒的特点, 但生产成本较高;丙酸及其盐是近年来发展的的一种新型的食品防腐剂, 无毒副作用, 使用效果好且用法简便, 但在我国尚未实现大规模生产, 须进一步开发和推广应用。目前, 防腐剂发展的总趋势是:(l) 对原有公认安全的防腐剂如山梨酸及其盐类等, 进一步完善生产工艺, 提高年生产能力, 降低生产成本和销售价格, 增强市场竞争力;(2) 大力开发安全、高效、无毒的新型防腐剂。(3) 积极发天然食品防腐剂。由于化学合成防腐剂总有一定的毒性, 寻找和使用高安全可靠的天然防腐剂是目前国内外食品防腐剂开发的主要研究方向之一。如鱼精蛋白、壳但天然食品防腐剂一般存在用量大、抗代谢性能差和抗菌时效短等缺点，因此, 天然防腐剂开发的难点和重点便是对其结构进行修饰和改造, 以提高其抗菌防腐的性能。总之, 由于防腐剂对食品的防腐保鲜、延长保存期有重要意义, 防腐剂的生产和开发有着广泛的市场和发展。
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