第六章食品的化學(xué)保藏綜述.ppt

第六章食品的化學(xué)保藏,化學(xué)保藏的定義和特點食品防腐劑抗氧化劑,內(nèi)容提要,食品的化學(xué)保藏,食品化學(xué)保藏技術(shù)是食品科學(xué)研究中的一個重要領(lǐng)域。它有著悠久的歷史，人們真正利用人工化學(xué)制品于食品保藏則始于二十世紀(jì)初期，隨著化學(xué)工業(yè)和食品科學(xué)的發(fā)展，天然提取和化學(xué)合成的食品保藏劑逐漸增多，食品化學(xué)保藏技術(shù)也獲得新的進(jìn)展，成為食品保藏不可少的一部分。,如前所述的鹽腌、糖漬、酸漬和煙熏都可算是化學(xué)保藏方法，因為它們實際上就是利用鹽、糖、酸及熏煙等化學(xué)物質(zhì)來保藏食品的。,第一節(jié)食品化學(xué)保藏的定義和特點,一、食品添加劑及其使用食品添加劑是指為改善食品的品質(zhì)和色香味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或者天然物質(zhì)。,二、化學(xué)保藏食品化學(xué)保藏就是在食品生產(chǎn)和儲運(yùn)過程中使用食品添加劑提高食品的耐藏性和盡可能保持它原來品質(zhì)的措施，主要作用就是保持或者提高食品品質(zhì)和延長食品保藏期。特點屬于一種暫時性的或輔助性的保藏方法。,化學(xué)保藏通常只能控制和延緩微生物生長，或只能在短時間內(nèi)延緩食品的化學(xué)變化，只能在有限時間內(nèi)保持食品原有的品質(zhì)狀態(tài),三、化學(xué)保藏的衛(wèi)生與安全添加到食品中的化學(xué)制品在用量上受到限制；化學(xué)保藏的方法并不是全能的，它只能在一定時期內(nèi)防止食品變質(zhì)；化學(xué)保藏劑添加的時機(jī)需要掌握，時機(jī)不當(dāng)就起不到預(yù)期的作用。,食品添加劑的使用，應(yīng)符合國家食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，同時使用時遵守國家食品添加劑衛(wèi)生管理辦法,第二節(jié)食品防腐劑及其應(yīng)用,一、定義食品防腐劑是指能抑制微生物引起的腐敗變質(zhì)、延長食品保藏期的一類食品添加劑，有時也稱抗菌劑。主要作用是抑制食品微生物的繁殖。,食品防腐劑的防腐原理,1.干擾微生物的酶系，破壞其正常的新陳代謝，抑制酶的活性；2.破壞微生物的遺傳物質(zhì)，干擾其生存和繁殖；3.與細(xì)胞膜作用，使細(xì)胞通透性上升，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的溢出而失活。,食品防腐劑抑菌劑抑制微生物繁殖的物質(zhì)稱為抑菌劑，在使用限量范圍內(nèi)，其抑菌作用主要是通過改變微生物生長曲線，使微生物的生長繁殖停止在緩慢繁殖的緩慢期，即起到所謂的“靜菌作用”。,微生物生長曲線,食品防腐劑殺菌劑殺菌劑和抑菌劑的最大區(qū)別是，殺菌劑在其使用限量范圍內(nèi)能通過一定的化學(xué)作用殺死微生物，使之不能侵染食品，造成食品變質(zhì)。,常用防腐劑（有機(jī)類）1.苯甲酸及其鹽類苯甲酸和苯甲酸鹽又稱為安息香酸和安息香酸鹽，鹽類包括有鈣鹽和鈉鹽苯甲酸及其鹽類一般在低pH范圍內(nèi)苯甲酸鈉抑菌效果顯著，最適宜的pH值為2.54.0，pH值高于5.4則失去對大多數(shù)霉菌和酵母的抑制作用。,苯甲酸及其鹽類使用時注意事項,苯甲酸加熱到100時會升華。在酸性環(huán)境中易隨水蒸汽一起蒸發(fā)，因此操作人員需要有防護(hù)措施如戴口罩、手套等。,苯甲酸及其鈉鹽在酸性條件下防腐效果良好，但對產(chǎn)酸菌的抑制作用卻較弱，所以該類防腐劑最好在時食品pH值為2.5-4.0時使用，以便充分發(fā)揮防腐劑的作用。,嚴(yán)格控制用量，以保證食品的衛(wèi)生安全性，ADI值為0-5mgkg-1(FAO/WHO，1994,2.山梨酸及其鹽類山梨酸及其鹽類又稱為花楸酸和花楸酸鹽，鹽類常用的有山梨酸鉀和鈣。山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽的防腐效果同樣也和被保存食品的pH值有關(guān)，pH值升高，抑菌效果降低。試驗證明山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽的抗菌力在pH值低于56時最佳。,ADI值0-25mgkg-1(以山梨酸計,FAO/WHO,1994),山梨酸及其鹽類使用時注意事項,山梨酸容易被加熱時產(chǎn)生的水蒸汽帶出，所以在使用時，應(yīng)該將食品加熱冷卻后再按規(guī)定用量添加山梨酸類抑菌劑，以減少損失。,山梨酸及其鉀鹽和鈣鹽對人體皮膚和粘膜有刺激性，要求操作人員佩戴防護(hù)眼鏡。,山梨酸對微生物污染嚴(yán)重的食品防腐效果不明顯，因為微生物也可以利用山梨酸作為碳源。在微生物嚴(yán)重污染的食品中添加山梨酸不會起到防腐作用，只會加速微生物的生長繁殖。,3.丙酸鹽丙酸鹽屬于脂肪酸鹽類抑菌劑，常用的有丙酸鈣和丙酸鈉。丙酸鈣：C6H10O4Ca(CH3CH2COO)2Ca丙酸鈉：C3H5O2NaCH3CH2COONa丙酸鹽作為一種霉菌抑制劑，必須在酸性環(huán)境中才能產(chǎn)生作用。,4.對羥基苯甲酸酯類對羥基苯甲酸酯又稱為對羥基安息香酸酯或泊尼金酯，由于對羥基苯甲酸的羧基與不同的醇發(fā)生酯化反應(yīng)而生成不同的酯，通常在食品中使用的有對羥基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和異丙酯、丁酯和異丁酯、庚酯等。,我國目前僅限用甲酯、乙酯和丙酯,對羥基苯甲酸酯類對羥基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影響較小，適用的pH值范圍為4-8。該防腐劑屬于廣譜抑菌劑，對霉菌和酵母作用較強(qiáng)，對細(xì)菌中的革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌作用較弱。其結(jié)構(gòu)式中R的碳鏈越長則抑菌效果越強(qiáng)，但溶解度下降。,除丁酯延期規(guī)定ADI值外，其它酯類ADI值均為0-10mgkg-1(FAO/WHO，1994),有機(jī)類除了上述幾種常用的以外，還有許多種其它類型的防腐劑在食品保藏中用到雙乙酸鈉別名二乙酸一鈉，C4H7O4NaxH2O,成本低、性質(zhì)穩(wěn)定、防腐作用明顯，可用于糧食、食品、飼料等防霉防腐,其他有機(jī)類防腐劑脫氫醋酸及其鈉鹽脫氫醋酸：C8H8O4脫氫醋酸鈉：C8H8O4NaH2O,無機(jī)類1.氧化型防腐劑的種類和特性包括過氧化物和氯制劑兩類。在食品保藏中常用的有過氧化氫、過氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其他的氧化型殺菌劑。,氧化型防腐劑使用時注意事項,過氧化物和氯制劑都是以分解產(chǎn)生的新生態(tài)氧或游離氯進(jìn)行殺菌消毒的。這兩種氣體對人體的皮膚、呼吸道粘膜和眼睛有強(qiáng)烈地刺激作用和氧化腐蝕性，要求操作人員加強(qiáng)勞動保護(hù)，配戴口罩、手套和防護(hù)眼睛，以保障人體健康與安全。,根據(jù)殺菌消毒的具體要求，配制適宜濃度，并保證殺菌劑足夠的作用時間，以達(dá)到殺菌消毒的最佳效果。,根據(jù)殺菌劑的理化性質(zhì)，控制殺菌劑的貯存條件，防止因水分、濕度、高溫和光線等因素使殺菌劑分解失效，并避免發(fā)生燃燒、爆炸事故。,無機(jī)類2.還原型防腐劑的種類和特性還原型防腐劑主要是亞硫酸及其鹽類，國內(nèi)外食品貯藏中常用的品種有二氧化硫、無水亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、保險粉和焦亞硫酸鈉等。,還原型防腐劑使用時注意事項,亞硫酸及其鹽類的水溶液在放置過程中容易分解逸散二氧化硫而失效，所以應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配制。,在實際應(yīng)用中，需根據(jù)不同食品的殺菌要求和各亞硫酸殺菌劑的有效二氧化硫含量確定殺菌劑用量及溶液濃度，并嚴(yán)格控制食品中的二氧化硫殘留量標(biāo)準(zhǔn)，以保證食品的衛(wèi)生安全性。,亞硫酸分解或硫磺燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是一種對人體有害的氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性和對金屬設(shè)備的腐蝕作用，所以在使用時應(yīng)做好操作人員和庫房金屬設(shè)備的防護(hù)管理工作，以確保人身和設(shè)備的安全。,無機(jī)類二氧化碳CO2是一種能影響生物生長的氣體之一。高濃度的CO2能阻止微生物的生長，因而能保藏食品。高壓下CO2的溶解度比常壓下大。生產(chǎn)飲料時常用CO2作為防腐劑。用CO2保存食品是一種環(huán)境友好的方法，具有較大的發(fā)展前途。,無機(jī)類其他無機(jī)類防腐劑硝酸鹽和亞硝酸鹽類包括硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸鉀、亞硝酸鈉，主要作為護(hù)色劑使用，但同時也具有防腐作用。其用量可參考GB2760-86、GB2760-89。,其他無機(jī)類防腐劑硝酸鹽類ADI值05mgkg-1(FAO/WHO，1994)亞硝酸鹽類ADI值00.2mgkg-1(FAO/WHO,1994)歐盟兒童保護(hù)集團(tuán)(HACSG)建議在嬰幼兒食品中限制使用硝酸鈉，而亞硝酸鈉則不得用于兒童食品。,微生物代謝產(chǎn)物微生物在生長時能產(chǎn)生一些影響其它微生物生長的物質(zhì)抗菌素；目前我國食品防腐劑標(biāo)準(zhǔn)只允許乳酸鏈球菌素、納他霉素等用于食品的防腐。,微生物代謝產(chǎn)物1.納他霉素納他霉素呈白色或奶油黃色結(jié)晶性粉末。幾乎無臭無味。熔點280(分解).幾乎不溶于水、高級醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亞砜。相對分子質(zhì)量為：665.75,納他霉素分子式為：C33H47NO13結(jié)構(gòu)式為：,納他霉素納他霉素可用于防霉。噴淋在霉菌容易增值、暴露于空氣中的食品表面時，有良好的抗霉效果。用于發(fā)酵干酪可選擇性地抑制霉菌的繁殖而讓細(xì)菌得到正常的生長和代謝。,國標(biāo)GB2760-1997ADI值0-0.3mgkg-1(FAO/WHO，1994),微生物代謝產(chǎn)物2.乳酸鏈球菌素又名乳鏈菌素、尼生素、乳酸菌素,是某些乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì),由34個氨基酸組成。肽鏈中含有5個硫醚鍵形成的分子內(nèi)環(huán)。氨基末端為異亮氨酸，羧基末端為賴氨酸?；钚苑肿映槎垠w、四聚體等，相對分子質(zhì)量3348,乳酸鏈球菌素分子式為：C143H228N42O37S7結(jié)構(gòu)式為：式中：Abu-氨基丁酸，Dha脫氫丙氨酸，Dhb脫氫三丁酸甘油酯,乳酸鏈球菌素乳酸鏈球菌素能有效抑制革蘭氏陽性菌的生長繁殖，尤其對產(chǎn)生孢子的革蘭氏陽性菌和枯草芽孢桿菌及嗜熱脂肪芽孢桿菌等有很強(qiáng)的抑制作用。但乳酸鏈球菌素對革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母的影響則很弱。,如對肉毒桿菌、金黃素葡萄球菌、溶血鏈球菌及李斯特氏菌,國標(biāo)(GB2760-1996)ADI值33000IUkg-1(FAO/WHO，1994),微生物代謝產(chǎn)物枯草桿菌素枯草桿菌素是枯草桿菌的代謝產(chǎn)物，也為一種多肽類物質(zhì)，在酸性條件下比較穩(wěn)定，而在中性或堿性條件下，即迅速被破壞。枯草桿菌素對革蘭氏陽性菌有抗菌作用,枯草桿菌素對于耐熱性的芽孢菌能促使它們的耐熱性降低，能抑制厭氧性芽孢菌生長。因此，有人認(rèn)為枯草桿菌素應(yīng)用于罐裝食品是合適的。同時，枯草桿菌素在消化道中可很快地被蛋白酶完全破壞，對人體無害，但并未列入我國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)中。,其它天然防腐劑酶類溶菌酶是已使用的防腐劑之一。早在1907年就有了關(guān)于細(xì)菌溶解因子的報告，到了1922年AlexanderFleming正式把具有溶菌作用的因子命名為溶菌酶。以后人們便開始了對溶菌酶的研究，到現(xiàn)在已對溶菌酶有了比較徹底的了解。,蛋白質(zhì)類這類蛋白質(zhì)屬堿性蛋白質(zhì)，主要包括精蛋白(protamine)和組蛋白(histon),植物提取物植物中具有抗菌活性的代謝產(chǎn)物大致可以分為四類：植物抗毒素類、酚類、有機(jī)酸類和精油類。,植物抗毒素具有高度專一性；天然植物中的酚類化合物是食品防腐的主要因子，有廣譜抗菌能力；果蔬中普遍存在的有機(jī)酸，除了做酸味劑、抗氧化劑、增效劑外，還有抗菌能力。,植物提取物目前天然植物中存在的抗菌物質(zhì)并不能大規(guī)模商業(yè)化使用，原因之一可能是殺菌有效性和大劑量使用時的特殊氣味的矛盾，即必須做到在有效的前提下，產(chǎn)生的氣味最小。,第三節(jié)抗氧化劑,在食品保藏中常常添加一些化學(xué)制品，以延緩或阻止氧氣所導(dǎo)致的氧化變質(zhì)。這類化學(xué)制品包括有抗氧化劑和脫氧劑。,一、食品抗氧化劑食品抗氧化劑是為了防止或延緩食品氧化變質(zhì)的一類物質(zhì)。食品抗氧化劑的作用機(jī)理抗氧化劑被氧化，保護(hù)食品不被氧化；抗氧化劑阻斷食品自動氧化的連鎖反應(yīng)；抑制氧化酶的活性而防止食品氧化變質(zhì)。,一、食品抗氧化劑食品抗氧化劑的種類和特性脂溶性抗氧化劑脂溶性抗氧化劑易溶于油脂，主要用于防止食品油脂的氧化酸敗及油燒現(xiàn)象，常用的種類有丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、叔丁基對苯二酚，沒食子酸酯類及生育酚混合濃縮物等。,脂溶性抗氧化劑丁基羥基茴香醚丁基羥基茴香醚又稱為特丁基-4-羥基茴香醚,簡稱BHA，由3-BHA和2-BHA兩種異構(gòu)體混合組成,分子式為C11H16O2，結(jié)構(gòu)式分別為：,3-BHA2-BHA,丁基羥基茴香醚ADI值為00.5mgkg-1(FAO/WHO，1994)歐盟兒童保護(hù)集團(tuán)(HACSG)規(guī)定不得用于嬰幼兒食品，除非同時增加維生素A,脂溶性抗氧化劑二丁基羥基甲苯二丁基羥基甲苯又稱為2,6-二特丁基對羥基甲苯,或簡稱BHT,分子式為C15H24O，結(jié)構(gòu)式為：,BHT,ADI值暫定為0-0.3mgkg-1(FAO/WHO，1995),脂溶性抗氧化劑沒食子酸酯類沒食子酸酯類抗氧化劑包括有沒食子酸丙酯、辛酯、異戊酯和十二酯，其中普遍使用的是丙酯，又稱為酸丙酯，或簡稱PG。分子式為：C10H12O5，結(jié)構(gòu)式為：,PG,ADI值為0-1.4mgkg-1(FAO/WHO，1994),脂溶性抗氧化劑叔丁基對苯二酚類叔丁基對苯二酚又稱為叔丁基氫醌，簡稱TBHQ。分子式為：C10H14O2，結(jié)構(gòu)式為：,TBHQ,叔丁基對苯二酚類TBHQ為較新的一種酚類抗氧化劑。在許多情況下，對大多數(shù)油脂，尤其是對植物油具有較其他抗氧化劑更為有效的抗氧穩(wěn)定性。此外，它不會因遇到銅、鐵之類而發(fā)生顏色和風(fēng)味方面的變化，只有在有堿存在時才會轉(zhuǎn)變成粉紅色。,叔丁基對苯二酚類對炸煮食品具有良好的、持久的抗氧化能力,因此。適用于土豆片之類的生產(chǎn)，但它在焙烤食品中的持久力不強(qiáng)，除非與BHA合用。,ADI值為0-0.2mgkg-1(FAO/WHO，1991)國標(biāo)GB2760-1991,脂溶性抗氧化劑生育酚混合濃縮物又稱為維生素E，廣泛分布于動植物體內(nèi),已知的同分異構(gòu)體有8種，經(jīng)人工提取后，濃縮即成為生育酚混合濃縮物,結(jié)構(gòu)式為：,維生素E,ADI值為0-2mgkg-1,食品抗氧化劑的種類和特性水溶性抗氧化劑主要用于防止食品氧化變色，常用的種類是抗壞血酸類抗氧化劑。此外，還有許多，如異抗壞血酸及其鈉鹽、植酸、茶多酚及氨基酸類、肽類、香莘料和糖苷、糖醇類抗氧化劑等。,水溶性抗氧化劑抗壞血酸及其鈉鹽又稱維生素C，由葡萄糖合成?？箟难峒捌溻c鹽的分子式及結(jié)構(gòu)式分別為：,L-抗壞血酸：C6H8O6L-抗壞血酸鈉：C6H7O6Na,ADI值為015mgkg-1,水溶性抗氧化劑植酸別名肌醇六