【文章內容簡介】 酶 A 縮合酶、脫氫酶、電子轉遞酶系等。三、作用于遺傳物質或遺傳微粒結構，進而影響到遺傳物質的復制轉錄，蛋白質的翻譯等導致蛋白質部分變性、蛋白質交聯(lián)而導致其他的生理作用不能進行等。由于食品科學的發(fā)展，相對來說時間較短，因而對防腐劑作用機理的解釋還很不充分，還有待于進一步研究。 使用防腐劑的必要性 食品質量安全問題衛(wèi)生部的專家多次指出，當今食品安全最嚴重的問題不是添加劑，也不是農藥殘留，而是由致病性因素引起的食源性疾病。世界衛(wèi)生組織確定食源性疾病為：“凡通過攝入而進入人體的病原體使人體患感染性或中毒性疾病”。食源性疾病的病因分3類：1)微生物性；2) 化學性，如農藥；3)有毒動、植物。據(jù)衛(wèi)生部對13個省市10年的監(jiān)測顯示：我國食物中毒事件中，微生物引起的食物中毒比例最大，%，而且大多發(fā)生在第3季度。這是因為第3季度氣溫高、濕度大，適合微生物生長繁殖。所以防止食品細菌腐敗，應列入食品安全的重中之重 [13]。 使用防腐劑的必要性防腐劑有利于食品加工與保存，在食品工業(yè)中有不可替代的重要作用，已成為現(xiàn)代工業(yè)食品的重要輔助材料。食品防腐劑應食品生產的需要而生，伴隨現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展而長。幾乎所有食品都需要這些添加劑。當今，地方食品要在全國流通，一國的食品要在世界銷售，就要求食品密封包裝、耐貯、耐運，因而使用食品防腐劑來防止食品腐爛變質、保持食品品質是必要的。在食品中會因微生物的活動，引起食品腐敗變質。食品的腐敗變質就是以微生物的作用為主而導致食品質量下降或失去食用價值的一切變化。據(jù)FDA的估算，世界上每年約有20% 以上的糧油及食品因腐敗變質而造成巨大浪費和經(jīng)濟損失，由此引起的經(jīng)濟損失高達170億美元。從2022年10月16日～17日商務部召開的“農產品流通安全國際研討會”上獲悉，中國有近90%的食品、土畜產品出口企業(yè)受技術性貿易壁壘的限制，其中，中國農產品倉儲運輸設施和防腐保鮮技術落后引起的腐敗變質是中國的食品安全得不到認可的重要原因。因此，使用食品防腐劑是很必要的，它不僅可以防止食品因微生物引起的變質，提高食品保存性能，延長食品保質期，同時還可以減少食品在儲藏保鮮中的損失 [14]。 防腐劑的安全性到目前為止，我國只批準了32種允許使用的食品防腐劑，且都為低毒、安全性較高的品種。它們在被批準使用前都經(jīng)過了大量的科學實驗，有動物飼養(yǎng)和毒性毒理試驗和鑒定，只要食品生產廠商所使用的食品防腐劑品種、數(shù)量和范圍，嚴格控制在國家標準《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》規(guī)定的范圍之內，是絕對不會對人體健康造成損害，可放心食用。表 　幾種常用防腐劑的評價指標指標ADI 值mgkg1LD50(大鼠 ,經(jīng)口 )gkg1中國規(guī)定最大使用量 gkg1苯甲酸 05 苯甲酸鈉 05 山梨酸 025 山梨酸鉀 025 丙　酸 不限制 3（FAO）丙酸鈣 010 丙酸鈉 010 （小鼠） 脫氫乙酸 脫氫乙酸鈉 （日本）尼泊金甲酯 010 1（FAO）尼泊金乙酯 010 8（小鼠） 尼泊金丙酯 010 （小鼠） 尼泊金異丙酯 010 （小鼠） 尼泊金丁酯 010 16（小鼠，皮下） （日本）尼泊金異丁酯 010 （日本）。ADI(每日允許攝入量)值是JECFA(聯(lián)合國糧農組織和世界衛(wèi)生組織的食品添加劑聯(lián)合專家委員會)規(guī)定的，用于評價食品添加劑安全性的首要和最終依據(jù)，ADI值越大,說明該種防腐添加劑的毒性就越低。因此，食品添加劑的使用應在嚴格控制下進行 [1]。 防腐劑使用注意事項 正確和合理使用防腐劑目前使用的防腐劑大多是人工合成的，超過標準使用會對人體造成一定損害。因此，我國對防腐劑的使用有著嚴格的規(guī)定，明確防腐劑應該符合以下標準：1）合理使用對人體健康無害；2）不影響消化道菌群；3）在消化道內可降解為食物的正常成分；4）不影響藥物抗菌素的使用；5）對食品熱處理時不產生有害成分 [15]。使用防腐劑時，首先應對不同類型的食品的性質、不同保藏條件的要求等有全方位的了解，才能正確的去選擇和使用有效的防腐劑。1) 首先要全面了解所用防腐劑的抑菌譜，使用的最低抑菌濃度和該食品可能帶的腐敗菌種類及其性質等，以便做到有針對性地使用。2) 要全面了解所用防腐劑本身的性狀，其中包括溶解性、pH、對光和熱的穩(wěn)定性等，以便做到正確和合理地使用。3) 要了解食品本身的性質、食品加工條件、儲藏的環(huán)境、期限等對防腐劑效果的影響，以便使所用的食品防腐劑能起到最有效的作用。 防腐劑與其他防腐方法相結合為了提高食品防腐的效果，在添加防腐劑的同時，可以采用適當?shù)钠渌胧﹣硖岣呤称贩栏男Ч?，這對工業(yè)生產是非常重要的。目前主要可以采取以下幾項措施：1) 防腐劑的使用與加熱方式相結合在食品中添加防腐劑之后，滅菌的溫度在某些情況下比沒有添加防腐劑的低得多，且滅菌時間也短，如將山梨酸或苯甲酸等防腐劑與加熱方式相結合，可使酵母菌失活的時間縮短30%～80% 。2) 防腐劑的使用與冷凍方式相結合通常采用冷凍的方式可以直接限制微生物的增殖。在適當添加防腐劑和結合冷凍的條件下，能起到溫室下添加大劑量的防腐劑才能起防腐作用的效果。3) 防腐劑的使用與輻照方式相結合在食品的輻照保藏中，防腐劑的使用與輻照之間存在著增效作用。如在水果、蔬菜、乳制品等產品中，在使用山梨酸防腐劑的同時可以減少輻照的劑量，從而減少和防止食品因輻照而產生的副作用，提高食品的品質，降低加工的能耗等 [16]。 本題選題依據(jù)及目的、意義在通過好幾十種防腐劑的量子化學參數(shù)與抗菌活性間的關系進行了比較系統(tǒng)的研究后，發(fā)現(xiàn) α,β不飽和羰基結構是食品防腐劑抗菌活性的高效功能性結構，具有相距約 的電子容納中心和電子供給中心組成的電子中繼系統(tǒng)是食品防腐劑具有較強抗菌活性的反應中心的必備條件。抗菌活性中心鍵鏈基團的空間位阻效應是抗菌活性發(fā)揮的第一限制因子。而防腐劑分子中疏水基團的結構特征和疏水能力則對防腐劑抗微生物代謝性起決定作用。由于富馬酸含有 2 個不飽和羰基結構，因此在富馬酸衍生物中開發(fā)新的防霉防腐劑具有一定的可能性。因此，如何利用富馬酸分子中的高效抗菌母體結構而又不產生毒副作用，具有重要意義 [17，18] 。根據(jù)此理論,研究開發(fā)天然活性成分的改性產物仍是尋求防腐劑等食品防腐劑的一個重要途徑。α,β不飽和羰基結構是食品防腐劑抗菌活性的高效結構，富馬酸二甲酯是具有 α,β不飽和羰基結構的食品防腐劑代表物，能夠抑制多種霉菌、酵母菌和細菌，且抗菌性不受 pH 值的影響，具有高效、廣譜、價格低廉、穩(wěn)定性高、耐熱性好、毒性小等優(yōu)點，同時它還具有接觸和薰蒸雙重殺菌作用。然而，富馬酸二甲酯的升華特性使其易沉積于接觸部位的細胞間隙中，抑制細胞呼吸而產生瘙癢過敏反應，頻繁大劑量接觸時，對皮膚及粘膜有強烈的刺激作用，會引起過敏，因而限制了其進一步應用。富馬酸單甲酯具有富馬酸二甲酯的優(yōu)點，且抑菌能力更強，刺激性和毒性遠比富馬酸二甲酯小得多。其抑菌效果是目前已知的防腐劑中比較好的，是一種較理想的糧食、食品和飼料的防霉殺菌防腐劑，但富馬酸單甲酯同樣存在易升華的不足。 ，以富馬酸分子為母體，將分子的一端甲酯化來保證合成產物的親脂性，另一端引入糖基，合成的富馬酸糖酯化合物具有良好的抗菌活性，試驗以馬來酸酐和甲醇為原料，經(jīng)酯化及異構化得到富馬酸單甲酯，再經(jīng)酰氯化得到富馬酸單甲酯單酰氯，富馬酸單甲酯單酰氯與乳糖反應，采用相轉移催化法合成具有 α、β不飽和羰基結構的富馬酸乳糖甲酯。近年來，已經(jīng)有人合成了反丁烯二酸葡萄糖甲酯 [19，20] 、反丁烯二酸蔗糖甲酯 [21] 、 丁烯二酸桂醇甲酯 [22]等。以馬來酸酐和甲醇為原料，經(jīng)酯化及異構化得到富馬酸單甲酯，再經(jīng)酰氯化得到富馬酸單甲酯單酰氯。富馬酸單甲酯單酰氯與乳糖反應，在相轉移催化劑四丁基溴化銨的作用下，得到具有 α、β不飽和羰基結構的富馬酸乳糖甲酯。其抑菌效果是目前已知的防腐劑中比較好的，是一種較理想的糧食、食品和飼料的防霉殺菌防腐劑，因此富馬酸乳糖甲酯的合成研究具有重大意義第二章 實驗部分 實驗儀器和藥品實驗所需主要儀器及試劑分別見表 21 和表 22 所示。表 21 主要儀器儀器名稱 型號 生產廠家可見分光光度計 722N 型 上海精密科學儀器有限公司立式壓力蒸汽滅菌器 YXQLS30S11 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠氣浴恒溫振蕩器 THZ92B 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠顯數(shù)鼓風干燥箱 GZX9240MBE 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠潔凈工作臺 SWCJ01BU 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG9246A 上海精宏實驗設備有限公司電子天平 JY2502 上海精密科學儀器有限公司電子萬用爐 200V AC 1000W 天津市泰斯特儀器有限公司冰箱 BCD231E 伊萊克斯表 22 實驗主要試劑及生產廠家試劑名稱 純度 生產廠家無水葡萄糖 分析純 湖南湘中化學試劑有限公司氫氧化鈉 分析純 天津市大茂化學試劑廠氯化鈉 分析純 洛陽市化學試劑廠鹽酸 分析純 廣州東紅化工廠無水乙醇 分析純 廣州東紅化工廠富馬酸乳糖單甲酯 － 自制牛肉膏 生化試劑 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司蛋白胨 生化試劑 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司瓊脂 生化試劑 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司牛奶 － 市售馬鈴薯 － 市售 抗菌特性研究實驗供試糖酯（富馬酸乳糖甲酯）抗菌特性研究實驗方案一 供試糖酯抑菌譜研究 供試菌種及其活化a) 供試菌種細菌: 大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌；酵母：啤酒酵母、面包酵母霉菌：黑曲霉、米曲霉抑菌實驗開始前，需將菌種活化。b) 菌種活化1) 細菌的活化方法 無菌操作從細菌菌種管中挑取一環(huán)菌苔，接種于營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基，并在37℃搖床培養(yǎng)至A ，菌體數(shù)約為10 5個/mL～10 6個/mL 。2）酵母接種麥芽汁培養(yǎng)基并在28℃培養(yǎng)至菌體細胞約為10 5個/mL～10 6個/mL 。3）霉菌菌種接種到馬鈴薯培養(yǎng)基中，在28’C恒溫箱中培養(yǎng)72h，可見培養(yǎng)基中有菌苔漂浮，搖動使霉菌的抱子進入到清液中，取培養(yǎng)基清液1mL，用約50ml的馬鈴薯培養(yǎng)基稀釋，用細胞計數(shù)器測定其中的霉菌抱子數(shù)，最后調整懸浮液中抱子數(shù)約為1000個/mL。 培養(yǎng)基的配制及其滅菌a) 培養(yǎng)基配制1) 營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基：牛肉膏5g，蛋白胨