【正文】 食品防腐劑和殺菌劑 ? 防腐劑抗菌作用的一般機(jī)理 ? 合成類防腐劑 ? 天然防腐劑 ? 果蔬保鮮防腐劑 ? 殺菌劑 一、概述 ： 食品防腐劑為了防止食品在貯存、流通過(guò)程中被微生污染，抑制微生物增殖以延長(zhǎng)食品的保藏期的一類化學(xué)物質(zhì)。 ： 具有殺死微生物或抑制微生物的作用。 按其抗微生物的主要作用性質(zhì)可具體的分為廣義的殺菌劑和狹義的防腐劑。 ? 殺菌劑 是指具有殺菌作用的化學(xué)物質(zhì)； ? 保藏劑 是指具有抑菌作用的物質(zhì)。 ? 但殺菌劑和保藏劑沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)分界限，同 — 物質(zhì)，濃度低時(shí)能抑菌，而濃度高時(shí)則能殺菌；作用時(shí)間長(zhǎng)可殺菌，作用時(shí)間短則只能抑菌。同時(shí)，由于微生物種類繁多，性質(zhì)各異，同一物質(zhì)對(duì)一種微牛物有殺菌作用，而對(duì)另一種物質(zhì)只有抑菌作用，所以籠統(tǒng)地將其稱為防腐劑較好。 ? 從防腐劑的組成和來(lái)源來(lái)看，可分為有機(jī)化學(xué)防腐劑和無(wú)機(jī)化學(xué)防腐劑。有機(jī)化學(xué)防 腐劑主要包括苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、對(duì)羥基苯甲酸酯類、乳酸等；無(wú)機(jī)化學(xué)防腐劑主要包括亞硫酸及其鹽類、二氧化碳、硝酸鹽及亞硝酸鹽、游離氯及次氯酸鹽。 防腐劑抗菌作用的一般機(jī)理 ? 食品變質(zhì)的基本條件 食品腐敗變質(zhì)是指食品受微生物污染，在一定條件下，微生物繁殖導(dǎo)致食品品質(zhì)劣變，從而失去商品價(jià)值。食品發(fā)生腐敗變質(zhì)是有一定條件的，食品本身的性質(zhì)、微生物的種類、當(dāng)時(shí)所處環(huán)境，三者之間的作用結(jié)果則決定著食品是否發(fā)生變質(zhì)及變質(zhì)的程度。 ⒈食品特性 ? 1)營(yíng)養(yǎng)組成 食品所含的主要成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪。富含碳水化合物的食品變質(zhì)一般稱為發(fā)酵；富含蛋白質(zhì)的食品變質(zhì)一般稱為腐??；而富含脂肪的食品變質(zhì)稱為酸敗或哈敗。 2)基本條件 (1)氫離子濃度 pH值是制約微生物生長(zhǎng)，影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。不同食品的 pH值范圍不一，動(dòng)物性食品 pH值范圍為 5～ 7，蔬菜 pH值范圍為 5～ 6，水果 pH值范圍為 2～ 5。一般酸性食品 pH4． 5，非酸性食品 pH4． 5；微生物作為一個(gè)總體來(lái)說(shuō)，其生長(zhǎng)的 pH值范圍極廣，為 2～ 8，絕大多數(shù)種類生長(zhǎng) pH 5～ 9。在一般食品中，細(xì)菌最適 pH值下限為 4． 5，因而非酸性食品是適合多數(shù)細(xì)菌生長(zhǎng)的，而在酸性食品體系中，則主要是適合霉菌和酵母菌的生長(zhǎng)。 (2)水分 水分是微生物賴以生存的條件，不同微生物生長(zhǎng)所需的水分活度(αw)是不一樣的。 αw以 0． 6為界，一般情況下， αw0． 6，微生物不能生存， αw0． 6，微生物易生長(zhǎng)從而使食品變質(zhì)。新鮮食物，如魚、水果、蔬菜的 αw值一般為 0． 98一 O． 99，所以非常適合微生物的生長(zhǎng)。為此， αw與食品的貨架壽命關(guān)系很大，如： αw為 0． 8～ 0． 8 0． 7 0． 65的食品其貨架壽命分別為幾天、 2～ 3個(gè)月、 1～ 3年。在實(shí)際應(yīng)用中，用水分含量的高低來(lái)表示食品的含水量，以此控制微生物的生長(zhǎng)，如奶粉水分含量控制在小于 8％，大米水分含量控制在小于 13％。 (3)滲透壓 一般來(lái)說(shuō)，微生物在低滲透壓的食品中較易生長(zhǎng)，而在高滲透壓中易脫水死亡。就微生物種類來(lái)說(shuō)，各種微生物對(duì)滲透壓的忍耐能力大小不同。酵母和霉菌一般能忍耐較高的滲透壓 。 (4)存在狀態(tài) 食品完好無(wú)損則不易腐敗。 ? 環(huán)境因素 溫度、氣體、濕度等外界環(huán)境均能影響微生物的生長(zhǎng)。 ? 微生物 能引起食品變質(zhì)的微生物種類很多，細(xì)菌、霉菌、酵母菌可引起食品的腐敗變質(zhì)。有的微生物是病原的，有的是非病原的；有的是有芽孢的，有的是非芽孢的；有嗜熱、嗜溫、嗜冷的；有好氣或厭氣；有的分解蛋白質(zhì)能力強(qiáng)，而有的分解碳水化合物能力強(qiáng)。有的微生物還能導(dǎo)致食物變質(zhì)從而使人類中毒。 食物中毒可分為感染型食物中毒和毒素型食物中毒， 感染型食物中毒 是指食用的食物中含有大量的病原，進(jìn)人人體后大量繁殖。霉菌生長(zhǎng)的 J＼ v較低，0． 93～ 0． 73就能生長(zhǎng)，能生長(zhǎng)在含水量較少的食品上。霉菌分解利用物質(zhì)的能力很強(qiáng)，無(wú)論是蛋白質(zhì)、脂肪還是糖類，都有很多種能將其分解利用。其中有些屬種分解物質(zhì)還不少，如根霉、毛霉、曲霉、青霉等。 防腐劑的作用機(jī)制 ? 食品加入抗菌劑的結(jié)果，可能殺死食品中的微生物，也可能是其中的微生物仍然存活， 這取決于抗菌劑的用量，因?yàn)榭咕鷦┲挥羞_(dá)到一定的濃度后才能有抑菌和殺菌的作用，這種作用應(yīng)是物理、化學(xué)、生物學(xué)等幾個(gè)方面效應(yīng)累積的結(jié)果。不同微生物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、代謝方式是有差異的，因而同一種防腐劑對(duì)不同的微生物的效果不一樣。防腐劑抑制與殺死微生物的機(jī)理是十分復(fù)雜的，作用機(jī)制歸納如下： ? 1)用于細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)外流，從而使細(xì)胞失去活力。 如苯甲酸和酚類物質(zhì)。 ? (2)使細(xì)胞活動(dòng)必需的酶失活。很多抗菌劑的作用就是通過(guò)抑制細(xì)胞中酶的活性或酶 的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些酶可以是基礎(chǔ)代謝的酶，也可以是合成細(xì)胞重要成分的酶，如蛋白質(zhì)或核酸合成的酶類。 ? (3)破壞細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或使其失去功能。 防腐劑的作用機(jī)理 ① 能使微生物的蛋白質(zhì)凝固或變性，從而干擾其生長(zhǎng)和繁殖。 ②防腐劑對(duì)微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜產(chǎn)生作用。由于能破壞或損傷細(xì)胞壁，或能干擾細(xì)胞壁合成的機(jī)理，致使胞內(nèi)物質(zhì)外泄，或影響與膜有關(guān)的呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)，從而具有抗微生物的作用。 ③作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯等。 ④作用于微生物體內(nèi)的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。 食品防腐劑放入要求 ? 符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，與食品不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防腐敗效果好，對(duì)人體正常功能無(wú)影響，使用方便，價(jià)格便宜。 合成類防腐劑 ? 幾種常用食品防腐劑的使用 苯甲酸及其鹽類(BenzoicAcidandBenzoate) 苯甲酸 分子式： C7H6O2 , 相對(duì)分子質(zhì)量為 . 純苯甲酸為白色，具有光澤的鱗片或針狀結(jié)晶，無(wú)臭或略帶安息香味或苯甲酸氣味，微溶于水，易溶于乙醇 。 C O O H? 苯甲酸毒理學(xué)依據(jù) ： ADI：0— 5mg／ kg；大鼠經(jīng)口LD50： ／ kg。在體內(nèi)大部分以馬尿酸形式排出體外。 ? 苯甲酸作用方法 萄酒、果酒、軟糖為 0． 8g／ kg，醬油、食醋、果醬、果汁飲料為1． 0g／ kg。 ? 苯甲酸是最早的一種食品防腐劑， 1985年就有人描述其殺菌作用， 1900年大規(guī)模生產(chǎn) 利用，又名安息香酸，許多天然果膠種中就存在。例如，安息樹(shù)膠中含 20％苯甲酸，紅莓、杏子、蘋果、桂皮中均含有苯甲酸。 ? 苯甲酸為一元芳香羧酸，酸性較弱，所以其殺菌、抑菌效力隨介質(zhì)的酸度增高而增強(qiáng)。在堿性介質(zhì)中失去殺菌、抑菌作用。 ? 作用機(jī)理 ：苯甲酸親油性大，易透過(guò)細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，從而干擾微生物細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收。進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的苯甲酸分分子，電離酸化細(xì)胞內(nèi)的堿性物質(zhì)，并能抑制細(xì)胞內(nèi)的呼吸酶系的活性，對(duì)乙酰輔酶 A的縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的阻止作用，從而起到食品的防腐作用。苯甲酸對(duì)細(xì)菌的抑制力較強(qiáng)，對(duì)酵母，霉菌的抑制力較弱。 ? 苯甲酸鈉 ： 分子式： C7H5O2Na；相對(duì)分子量為： 144， 11. 苯甲酸鈉為白色結(jié)晶，在水中溶解度比苯甲酸大，在 0‘C、 20℃ 、和 100℃ 水中溶解度分別為 62． 8g／100mL,66． 0g／ 100mL和74． 2g／ 100mL．，因此在實(shí)際中苯甲酸鈉比苯甲酸更為常用。 苯甲酸鈉毒理學(xué)依據(jù) ： ADI：0— 5 mg／ kg；大鼠經(jīng)口／ kg 。 作用機(jī)理： 與苯甲酸相同，但防腐效果小于苯甲酸， PH值為 ， ℅的溶液能完全防止酵母生長(zhǎng)。在較強(qiáng)酸性食品中苯甲酸鈉的防腐效果較好，原因是苯甲酸鈉