第四章-食品保藏剂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 食品保藏剂,掌握食品化学保藏的有关概念、原理及应用原则,熟悉常用食品防腐剂和抗氧化剂,介绍天然的食品防腐剂和抗氧化剂,腐败变质,食品在物理、生物化学和有害微生物等因素的作用下，可失去固有的色、香、味、形而腐烂变质。,蛋白质的变质,腐败,碳水化合物的变质,发酵,脂类的变质,酸败,食品保藏剂的特点,以对人体无毒为前提，加入某些化学物质，来抑制腐败变质，以此来保证食品质量。,投资少,见效快,不需要特殊的仪器设备,使用中一般不改变食品的形态,1.,概述,食品化学保藏的概念,历史沿革,食品化学保藏的优点及应用,食品防腐剂和抗氧化剂的使用问题,历史沿革,食品保藏中，化学制品的使用有着悠久的历史。,在,20,世纪初，化学制品才用于食品防腐，并开始发展。,历史沿革,直到,20,世纪,50,年代，化学制品在食品保藏和食品加工中的使用呈现日益增长的趋势。,在食物中加入食品保藏剂已成为在储存、保鲜、运输、销售中减少变质损失的重要手段。,食品化学保藏的概念,凡能抑制微生物生长活动，不一定能杀死微生物，却能延缓食品腐败变质的化学制品或生物代谢制品都称为防腐剂。,防腐剂,:,只有安息香酸（苯甲酸钠）、水杨酸、硼酸、硼酸盐、二氧化碳、甲醛等化学制品方能定为正规的化学防腐剂。,化学防腐剂,生物防腐剂,曲酸、乳酸链球菌肽、纳他霉素,就是在食品生产和贮运过程中使用化学制品来提高食品的耐藏性和尽可能保持其原有品质的措施。它的主要任务就是保持食品品质和延长其保藏时间。,食品化学保藏,常用化学防腐剂,化学防腐剂,有机防腐剂,无机防腐剂,合成有机防腐剂,天然有机防腐剂,食品化学保藏的优点及应用,在室温条件下延缓食品的腐败变质,具有简便而又经济的特点,优点,应用,属于暂时性的保藏,辅助性的保藏方法以提高传统食品保藏方法的有效性。,保持食品原来的品质状态,不能改善低质食品的品质,食品防腐剂和抗氧化剂的使用问题,安全问题,食品保藏剂的使用量,食品保藏剂的质量,使用食品保藏剂的限制,国际贸易,2.食品防腐剂,加入食品中防止或延缓食品腐败的食品添加剂。,确定所用防腐剂的品种、用量及使用方法。,正确有效地使用防腐剂,微生物种类,防腐剂的性能,使用方法,食品的性质,保藏状态,预期保藏时间,防腐剂应具备的条件,卫生安全。性质稳定，在一定时期中有效，使用中和分解后无毒。,有效使用，在低浓度下仍有抑制作用。每种防腐剂都有其使用范围，使用范围正确，用量合理，其防腐效果才能充分地显示。,不破坏食品的固有品质。本身无刺激性和异味。,价格合理，使用方便。,防腐剂作用机理,使蛋白质变性,对微生物细胞壁和细胞膜产生一定效应,对细胞原生质部分的遗传机制产生效应,干扰细胞中酶的活力,防腐剂的应用,防腐剂的加入法,最一般的使用方法是直接加入，这样既方便又能对食品内部起作用。但是一要均匀加入，二不能超标。,对于固态食品，如果腐败是因加工，储藏期间外表染菌所致，防腐剂在应用时可采用浸和喷洒的方法，在食品表面形成致密的药膜而起防腐作用。,防腐剂的加入法,也可将防腐剂涂在食品包装材料上，食品被封于其中而不发生腐败。,能汽化和升华的防腐剂可以采用气相防腐方式，将防腐剂与食品装入密封的包装中，防腐剂在一定条件下不断散发出来的气体控制着食品的存在环境，许多果蔬、糕点保鲜剂都采用的是这种防腐方法。,防腐剂的正确使用,了解所用的防腐剂的抗菌谱，最低抑菌浓度和食品所带的腐败性菌类，做到有的放矢。,了解所用防腐剂的物理化学性质，如：溶解性、,pH,值条件等，以便正确使用。,了解食品加工，储藏条件，期限和在这些过程中对防腐剂效果的影响，以便使防腐剂始终有效。,影响防腐效果的因素,pH,值,水分活度,温度,溶解与分散,防腐剂的抑菌范围及配合使用,常用有机食品防腐剂及应用领域,山梨酸盐：加工奶酪、果酱、黄油等抑制霉菌及酶、低酸值食品及干果。,苯甲酸盐：饮料及酸性食品。,丙酸盐：面包及焙烤食品抑制霉菌及丝状粘质。,对羟基苯甲酸酯：低酸值食品,(pH,大于,5.0),抗细菌。,苯甲酸与苯甲酸盐,苯甲酸又名安息香酸，,苯甲酸及其盐类,是各国允许使用而且历史比较悠久的食品防腐剂，,属酸性,广谱性,防腐剂,。,其抑菌作用的机理是使微生物细胞的呼吸系统发生障碍，使三羧酸循环(,TCA,循环)过程难以进行，并阻碍细胞膜的正常生理作用。,苯甲酸,防腐的最适,pH,值,2.54.0,杀菌、抑菌效力随介质的酸度增高而增强，在碱性介质中则失去杀菌抑菌作用。,常温下难溶于水,使用时需充分搅拌，溶于少量热水或乙醇。,安全性高,毒性比山梨酸大，许多国家已逐渐用山梨酸取代苯甲酸作食品防腐剂。,苯甲酸钠,苯甲酸钠为苯甲酸的钠盐，易溶于水，使用时将其溶于水，较苯甲酸方便。苯甲酸钠的防腐作用机理与苯甲酸相似，但防腐效果小于苯甲酸。这是因为苯甲酸钠只有在游离的条件下才能发挥防腐作用。在较强酸性食品中，苯甲酸钠的防腐效果好。,苯甲酸钠国内生产状况,60,年代,起步,1980年,0.38,万吨,1990,年,0.92,万吨,1992,年,1.16,万吨,1995,年,1.96,万吨,1995,年以后,市场疲软,国内苯甲酸钠主要生产厂有十多家，总生产能力超过,4.0,万吨年，其中生产能力最大的是,武汉有机实业股份公司,，经扩产后年生产能力已达,3.0,万吨年。,苯甲酸钠国内生产状况,苯甲酸钠的生产方法,苯甲酸钠由碳酸氢钠溶液中和苯甲酸，再经过滤、蒸发、结晶而制得。苯甲酸的生产方法有,3,种：,甲苯液相空气氧化法,甲苯氯化后生成三氯甲基苯，再水解后得苯甲酸,苯酐脱羧法,苯甲酸钠在食品工业中的应用,我国用量最大的食品防腐剂,食品工业,酱油,醋,酱菜,碳酸饮料,500,吨,作用,防腐防霉,3000,吨,4000,吨,其他,500,吨,使用方法,白色片状或颗粒物，酸性防腐剂，有效,pH,值必须低于,4.5-5.0,，对许多微生物有效，唯对产酸菌作用弱。,苯甲酸在水中溶解度很低，使用不方便，实际生产中多使用其钠盐，,1g,苯甲酸相当于,1.18g,苯甲酸钠。,将苯甲酸钠调成,20-30%,的水溶液，边搅拌边加入场料中，使用苯甲酸时应适量加入碳酸氢钠，用,90,热水溶解。,苯甲酸可与沸水蒸气一并挥发，故在食品加热之后再加入。,饮料的,pH,值为,2-3.5,时，,0.1%,的苯甲酸钠就有一定的抑菌效果。如需加强抑菌效果，也可与其防腐剂或物理方法配合使用。,对羟基苯甲酸的酯,泥泊金酯,1923,年被建议作为食品和药品的防腐剂,1932,年正式被批准应用于食品中，还可以被用于药品和化妆品。,特点,毒性比苯甲酸钠低,抑菌作用与,pH,无关,抑菌谱广,水溶性不好，用量过大时，有特殊气味。,我国在上世纪,50,、,60,年代也曾将其作为主要的食品防腐剂。,上世纪,80,年代后，主要用作药品和化妆品的防腐剂,上世纪,90,年代后，随着对食品安全的重视，研究和开发新型尼泊金酯类将会有很大的发展。,种类,对羟基苯甲酸甲酯,对羟基苯甲酸乙酯,对羟基苯甲酸丙酯,对羟基苯甲酸丁酯,对羟基苯甲酸异丁酯,效果及使用情况,有的将不同的酯类混合使用，或与苯甲酸等混合使用，取其协同作用，以提高防腐效果。,效果,抗菌性一般与烷基链长成正比,以对羟基苯甲酸丁酯的防腐作用最好,美国,多用乙酯和丙酯,日本,多用丁酯,中国,多用乙酯和丙酯,使用情况,破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并抑制细胞的呼吸酶系和电子传递酶系的活性。膜的传输系统受阻。,抑菌机理,防腐剂分子进入细胞膜必须同时具备亲水基团和易溶于生物膜相的疏水基团。其透过细胞壁进入菌体的能力与水相中的溶解度直接有关，抑菌性则取决于防腐剂在菌体细胞膜双磷脂层中的溶解度。,使用,通常是将它们先溶于,NaOH,、乙酸、乙醇中，然后使用。,FAO/WHO,规定尼泊金酯的,ADI,值为,025mg/kg,用于酱油、酱菜等食品的防腐，其最大用量以对羟基苯甲酸计，为,0.1g/kg,食品。,尼泊金酯钠,由尼泊金酯和相应的钠碱中和制得。,NaO,COOC,n,H,2n+1,特性,在,pH48,范围可以发挥作用,易溶于水，稍溶于乙醇，难溶于混合油。,0.1%,的水溶液,pH,值为,9.510.5,使用方法,添加法,浸渍法,涂布法,喷雾法,成品,原料,生产过程,浸渍,晾干或烘干,毛刷涂布,喷雾器,注意问题,容易析出白色沉淀,溶于水后，不能长期放置,注意良好的卫生条件,1g,尼泊金酯钠,0.873g,尼泊金甲酯,0.883g,尼泊金乙酯,0.891g,尼泊金丙酯,0.898g,尼泊金丁酯,山梨酸类,安全性,是防腐剂中对人体毒害最小的防腐剂，目前世界所有国家都允许使用。,使用范围,酸型防腐剂，在,pH,值小于,5,时才有效果。,华揪酸,华揪酸钾,Gooding,于,1654,年发现山梨酸对微生物的抑制作用,山梨酸是一种不饱和单羧基脂肪酸，与微生物喜嗜的葡萄糖的结构相似，可以立即渗透过细胞壁，进入微生物体内，抑制其中的各种酶，并利用自身的双键使酶失去活性，干扰了微生物是新陈代谢，而山梨酸在人体内可以被很快排出去，对人体无害。是毒性最轻的一种防腐剂之一。,抑菌机理,山梨酸使用方法,山梨酸难溶于水，使用时先将其溶于乙醇或碳酸氢钠、硫酸氢钾的溶液中。,溶解山梨酸时不得使用,Cu,、,Fe,容器和,Cu,、,Fe,接触。,为防止山梨酸挥发，在食品生产中应先加热食品，然后加山梨酸。,山梨酸钾使用方法,在酸性介质中它能充分发挥防腐剂作用，在中性条件下防腐作用小。,山梨酸钾较山梨酸易溶于水，且溶解状态稳定，使用方便。,正因其易溶于水，如长期暴露在空气中易吸潮、被氧化分解而变色，注意药品的包装与使用。,1g,山梨酸钾相当于,0.746g,山梨酸，即,1g,山梨酸相当于,1.33g,山梨酸钾。,山梨酸钾使用方法,1%,水溶液的,pH,值为,78,，所以在使用山梨酸钾时，有可能引起食品的碱性升高，需加以注意。,特别注意食品卫生，若食品被微生物严重污染，山梨酸便成为微生物的营养物质，不仅不能抑制微生物繁殖，反而会加速食品腐败。,在使用山梨酸或其盐时，要注意勿使其溅入到眼内，它们能严重刺激眼睛，一旦进入眼内，赶快用水冲洗，然后就医。,山梨酸钾使用方法,山梨酸与其它防腐剂复配使用，可产生协同作用，提高防腐效果。,山梨酸钙,山梨酸钙溶于水，溶解状态稳定，使用方便，,1g,山梨酸钙相当于,0.427g,山梨酸，或,1g,山梨酸相当于,2.341g,山梨酸钙。,丙酸盐,通常是丙酸钠和丙酸钙。,属酸性防腐剂，在,pH,值较低的介质中抑菌作用强。,丙酸盐对霉菌，需氧芽抱杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用，对引起食品发黏的菌类如枯草杆菌抑菌效果好，对防止黄曲霉毒素的产生有特效，但是对酵母菌几乎无效。根据这一特性，丙酸盐常用于面包和糕点的防霉。,无机防腐剂,亚硫酸及其盐类,硝酸盐和亚硝酸盐,亚硫酸及其盐类,亚硫酸的杀菌作用机理是消耗食品中的,O,2,，使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活动中酶的活性。,亚硫酸对细菌的杀灭作用强，对酵母菌的作用弱。,亚硫酸及其盐类主要用于葡萄酒和果酒的防腐。,亚硫酸及其盐类,常用的有亚硫酸氢钠,(NaHSO,3,),、无水亚硫酸钠,(Na,2,SO,3,),、焦亚硫酸钠,(Na2S,2,O,5,),和低亚硫酸钠,(Na,2,S,2,O,4,),。,属于酸性防腐剂，以其未解离的分子起杀菌作用。介质的,pH,值,3.5,时，杀菌防腐效果最佳。亚硫酸的杀菌作用随,pH,值增大而减弱硝酸盐和亚硝酸盐,硝酸盐和亚硝酸盐是肉制品中常用的添加剂，主要作用在于使肉制品呈现鲜艳的红色。,可抑制引起肉类变质的微生物生长，尤其是对梭状肉毒芽抱杆菌等耐热性芽抱的发芽有很强的抑制作用。,硝酸盐包括硝酸钠和硝酸钾，亚硝酸盐包括亚硝酸钠和亚硝酸钾，以硝酸钠和亚硝酸钠在生产中比较常用。,硝酸盐和亚硝酸盐,硝酸盐和亚硝酸盐的毒性都比较强，以亚硝酸盐的毒性更强，是一种剧药。所以其使用范围和用量都有比较严格的限制。,天然食品防腐剂,动物性天然食品防腐剂,微生物天然食品防腐剂,植物性天然食品防腐剂,动物性天然食品防腐剂,从动物体内如鱼类、蟹壳、虾壳、昆虫等提炼而成。,鱼精蛋白,组蛋白,壳聚糖,蜂胶,溶菌酶,植物性天然食品防腐剂,从天然植物体内提炼而成。自然界天然植物中存在许多生理活性物质，具有抗菌作用。,中草药,姜提取物,竹叶提取物,芦荟提取物,山苍子油,茶多酚,香辛料,微生物天然食品防腐剂,由微生物产生的抑菌物质。,放线菌,微生物,细菌,酵母菌,某些丝状真菌,霉菌,防腐剂,乳酸链球菌素,纳他霉素,枯草杆菌素,乳链菌肽,nisin,乳酸链菌素,乳酸链菌肽,由乳酸链球菌产生的小肽。,对革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌、链球菌、微球菌等引起食品腐败和对人体健康有害的菌有较强的抑制作用。,作用机理,插入细胞膜中后在细胞膜上形成有一定孔径的膜通道，导致细胞质的外泄，引起细胞的死亡。,Nisin,与,EDTA,以及柠檬酸等络合剂共同使用时，对革兰氏阴性菌也有效，扩大了杀菌谱。,络合掉脂多糖维持其结构所需的,Ca,2+,，破坏其结构,34,个氨基酸组成，含,5,个硫醚键形成的分子内环（,A,、,B,、,C,、,D,、,E,环），后两环相互缠绕。,1944,年,1991,年,Nisin,A,Nisin,Z,在食品中的应用,主要用于蛋白质含量高的食品的防腐，如肉制品、豆制品类，不能用于蛋白质含量低的食品中，否则，反而被微生物作为氮源利用。,纳他霉素（游链霉素）,多烯大环内酯类抗真菌抗生素,3,种链霉菌产生,精制,发酵,提取,广谱、高效和安全的生物防腐剂,作用,历史,能够专性地抑制酵母菌和霉菌，被广泛应用于食品防腐和真菌引起的疾病的治疗,1955,1982,1997.3,南非,美国,中国,应用,纳他霉素溶解度很低，被用做食品表面防腐剂以增加货架期。在奶酪、肉制品、葡萄酒、茶饮料和果汁中添加，不会干扰食品其他组分，也不会带来异味。,使用量,10,-6,海藻糖,它是一种无毒低热的二糖，存在于蘑菇、蜂蜜、海虾和某些玉米和面包酵母中。甜度极低，对食品风味影响很小。,当蛋白质的结构水在失去时，海藻糖在干燥生物分子的失水部位，以氢键形成联接，构成一层保护膜代替失去的结构水膜。添加海藻糖的食品经冷冻干燥后，不仅能起到良好的防腐败的作用，而且在食品品质上也不会发生变化。,甘露聚糖,是一种无色无毒无臭的多糖，广泛地存在与自然界中，是既经济又高效的天然食品防腐剂。用,0.05%1%,的甘露聚糖水溶液喷雾浸渍或涂布在生鲜食品表面或掺入某些加工食品中，能显著地延长食品保存期。,蚯蚓提取物,蚯蚓的有机溶剂浸提液对引起食品腐败变质的霉菌、酵母菌有很强的抑制作用，其,pH,值为,4.57.8,。热稳定性高，在,100,下其防腐抗菌活力仍达,96.4%,，效果优于常用的化学合成防腐剂（如山梨酸）是一种非常理想的无毒天然防腐剂。,壳聚糖,壳聚糖又称几丁质，是含氮多糖类物质，约含氮,7%,。壳聚糖对大肠杆菌荧光假单孢菌、普通变形杆菌、金黄葡萄球菌、枯草杆菌等有很好的抑制作用，并还有抑制鲜活食品生理变化的作用。因此，壳聚糖可用作食品，尤其是水果的防腐保鲜剂。,由于壳聚糖不溶于水，使用时通常是将其溶于醋中。但壳聚糖不适用于含蛋白质的食品，适用于不含蛋白质的酸性食品。,