导图社区 食品化学保藏
食品化学保藏方法,主要是关于防腐剂、抗氧化剂的知识点,还有对食品化学保藏相关结构的介绍。
编辑于2021-11-12 22:43:54食品化学保藏
相关机构
CAC——食品标准委员会
JECFA——食品添加剂专家委员会
CCFAC——食品添加剂及污染物委员会
化学保藏/防腐剂
保藏剂必须符合食品添加剂的卫生安全规定,并严格按照食品卫生标准规定控制其使用量和使用范围
GB2760
有机防腐剂
合成有机防腐剂(使用最广泛)
苯甲酸和苯甲酸钠
苯甲酸,难溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸钠,易溶于水,生产上使用广泛
广谱性抑菌剂
抑菌机理
使微生物细胞的呼吸系统发生障碍
TCA循环中:乙酰辅酶A→乙酰醋酸及乙酰草酸→柠檬酸之间的循环过程难以进行
阻碍细胞膜正常生理作用
作用条件
pH<5时抑菌效果较好,pH2.5~4.0时抑菌效果最好
当pH由7降至3.5时,其防腐效力可提高5~10倍
对人体的作用
在体内与甘氨酸或葡萄糖醛酸结合生成马尿酸,从尿中排出而不在体内蓄积
有可能引起过敏反应,对皮肤、眼睛和黏膜有一定刺激作用
使用量/范围
苯甲酸的ADI(每日允许摄入量)为0~5mg/kg
我国卫生标准规定
酱油、醋、果汁、果酱、汽水等:0.2~1g/kg
浓缩果汁2g/kg
用量均以苯甲酸计,1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸
山梨酸和山梨酸钾
山梨酸为无色针状或白色粉状结晶,无臭或稍有刺激臭,耐光耐热,在空气中长期放置易氧化变色,防腐效果降低
山梨酸难溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂
山梨酸钾极易溶于水,也易溶于高浓度蔗糖和食盐溶液,在生产上使用广泛
作用机理
损害微生物细胞中脱氢酶系统
使分子中的共轭双键氧化,产生分解和重排
主要目标菌:霉菌、酵母菌及其他好气性菌(需氧)
不能抑制:芽孢形成厌氧菌、嗜酸乳杆菌
注意
在有少量霉菌存在的介质中,山梨酸/钾表现出抑菌作用,甚至有杀菌效力
霉菌污染严重时,山梨酸/钾被霉菌作为污染物摄取,不仅没有抑菌作用,相反促进食品的腐败变质
对人体的作用
山梨酸是一种不饱和脂肪酸,能在人体内参与正常代谢活动,最后被氧化为CO2和H2O
国际上公认其为无害的食品防腐剂
对羟基苯甲酸酯(广谱性抑菌剂)
是苯甲酸的衍生物,其中对羟基苯甲酸丁酯的防腐效果最佳
酯链越长防腐效果越好,越短毒性越强,对羟基苯甲酸甲酯很少作为食品防腐剂使用
无色小结晶或白色结晶性粉末,无臭,开始无味,随后稍有涩味,难溶于水,易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂
作用机理
使微生物细胞呼吸系统和电子传递酶系统的活性受抑制
破坏微生物细胞膜结构
主要目标菌:霉菌、酵母菌
不能抑制:细菌特别是革兰氏阴性杆菌、乳酸菌
作用条件
由未解离分子发挥抑菌作用,效力强于苯甲酸和山梨酸,而且使用范围更广
一般在pH4~8范围内效果较好
脱氢醋酸和脱氢醋酸钠
无色到白色针状或片状结晶,难溶于水,易溶于有机溶剂,故多用其钠盐作防腐剂
脱氢醋酸钠为白色结晶性粉末,在水中溶解度可达到33%
乳制品主要防腐剂,常用于干酪、奶油和人造黄油,使用量为0.61g/kg以下
作用机理
由三羰基甲烷结构与金属离子发生螯合作用,损害微生物的酶系
对霉菌和酵母菌作用较强,对细菌作用较差
丙酸盐
通常是丙酸钠和丙酸钙,均为白色的结晶颗粒或结晶性粉末,易溶于水
酸性防腐剂,pH较低的介质中抑菌作用强
主要用在发酵面包、糕点、果冻、豆制品上
作用机理:抑制微生物合成β-丙氨酸
对霉菌、需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用,对引起食品发粘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,对酵母菌几乎无效
对人体作用:丙酸是人体中的正常成分,也是人体代谢的中间产物,丙酸盐不存在毒性问题
天然有机防腐剂(了解就行)
生物体分泌或者体内存在的具有抑菌作用的物质,经人工提取或者加工而成为食品防腐剂
酒精
有机酸
对食品没有副作用,但是会改变原有品质
甲壳素和壳聚糖
从蟹壳、虾壳等中提取的一类黏多糖,呈白色粉末状,不溶于水,溶于盐酸和醋酸,易成膜
乳酸链球菌素
多肽,对革兰氏阳性菌有抑制作用,可用于肉制品的抑菌防腐
对革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌一般无抑制作用
无机防腐剂
亚硫酸及其盐类
亚硫酸盐易溶于水,溶于水后产生亚硫酸起杀菌防腐作用,常用亚硫酸氢钠
葡萄酒和果酒的防腐
燃烧硫磺蒸熏可以生成亚硫酸,同样起到杀菌防腐和漂白的作用
作用
强还原剂,具有漂白和抗氧化作用
减少植物组织中的氧气,抑制褐变反应
抑制氧化酶活性,如多酚氧化酶,防止藕、土豆等褐变
防止非酶褐变,如美拉德反应
可与有色物质作用而漂白,如花青素、胡萝卜素等,用于苹果、马铃薯、果脯原料等
抑菌作用、抑制昆虫:强烈抑制霉菌、好气性细菌,对酵母作用能力稍差
作用机理
消耗食品中的O2,使好氧微生物缺氧致死
抑制某些微生物生理活动中酶的活性
作用条件
酸性防腐剂,以其未解离的分子起杀菌作用
pH<3.5时不电离,效果佳
浓度和温度:越高作用效果越强
水溶液防止过程中以分解逸散SO2而降低效果,应该现用现配
硝酸盐和亚硝酸盐
作用
肉制品中常用的添加剂,使肉制品呈现鲜艳的红色
防腐,抑制微生物,尤其是肉毒梭状芽孢杆菌等耐热性芽孢的发芽
抗氧化
增进风味
对人体作用
硝酸盐和亚硝酸盐的毒性都比较强,亚硝酸盐毒性更强,是一种剧药
硝酸盐ADI为0~5mg/kg,亚硝酸盐的ADI为0~0.2mg/kg
过氧化氢
作用机理:氧化还原作用,特别是对厌氧芽孢杆菌
工厂用于无菌包装容器及塑料容器消毒处理
卤素
食品工厂设备清洗及加工用水等,广泛采用次氯酸钙(钠)或直接加氯进行消毒
原理:Cl2+H2O→HCl+HClO,次氯酸有强氧化性
CO2
高浓度CO2阻止微生物生长,高压下,CO2溶解度比常压下高,防腐能力大——碳酸饮料的防腐
常和冷藏结合在一起用于水果保鲜、气调保鲜——减缓呼吸作用
抗氧化剂
5种
氧清除剂
本身极易被氧化,可降低介质中的含氧量,抑制食品成分氧化
抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠
对氧有很强的亲和力,本身被氧化成脱氢抗坏血酸,再变为二酮古罗糖酸,最后变成苏糖酸和草酸
单线态氧淬灭剂
将催化和引起氧化反应的单线态氧实行封闭
单线态-激发态-能量高 三线态-基态-能量低
胡萝卜素在低氧压力下能将单线态氧转变为三线态氧,起到抗氧化作用
氧化酶抑制剂
减弱或抑制氧化酶活性
亚硫酸及其盐类,与酶中的羰基、巯基、敏感基团、辅酶反应
自由基清除剂
本身可释放出氢离子,破坏或终止油脂在氧化过程中产生的自由基和过氧化物
如:BHA、BHT、TBHQ、生育酚等
作用机理
借助键的均裂,释放氢自由基
H自由基,被链反应生成的自由基俘获,生成分子态化合物
高势能的活泼自由基转变成较稳定的分子,中断链反应,阻止脂类进一步氧化
2个条件
本身极容易给出氢自由基
它自身转变成的自由基比脂类氧化链式反应生成的自由基稳定
抗氧化剂增效剂
本身没有抗氧化作用,能增强抗氧化剂的效果,往往和抗氧化剂一起使用,1+1>2
各种金属离子螯合剂(如EDTA 、柠檬酸、多磷酸盐、植酸、卵磷脂)
柠檬酸、磷酸、抗坏血酸(本身也是抗氧化剂)及它们的酯类,对酚类抗氧化剂有良好的增效作用
为介质创造酸性环境,保证原始抗氧化剂和油脂的稳定性
有些增效剂如抗坏血酸本身易被氧化,从而使其具有消除氧的能力
氧化作用和催化作用限制因素
温度:物料温度每提高10℃,反应速率提高一倍
光线:紫外光是氧化作用强激化剂、催化剂
碱:碱性条件和碱性金属能催化自由基氧化
油脂不饱和度:不饱和油脂比饱和的更易被氧化
色素:植物油中残留色素能催化氧化反应,如叶绿素能使各种油脂受氧原子作用而氧化
氧的有效量
重金属:催化剂
常用
丁基羟基茴香醚(BHA)
抗氧化+抗菌
不易溶于水,易溶于乙醇、甘油、猪油、玉米油、花生油、丙二醇
两种异构体3-BHA和2-BHA,3-BHA的抗氧化效果比2-BHA的强1.5倍
用于:油脂、焙烤食品、油炸食品、坚果、腌腊肉、饼干等
二丁基羟基甲苯(BHT)
便宜,我国用量最大,产量最多
不溶于水和丙二醇,易溶于大豆油、猪油、乙醇、丙酮、甲醇、苯、矿物油
稳定性好,遇热抗氧化能力不受影响,不与铁离子反应
和BHA 1:1使用时效果好
叔丁基对苯二酚(TBHQ)
微溶于水,水中溶解度随温度升高而增大,在许多油和溶剂中溶解性好
抗氧化活性稍优于BHT、BHA、PG
稳定性强,对蒸煮和油炸食品有良好持久的抗氧化能力,在焙烤食品中持久力不强,应与BHA合用
在植物油、膨松油中,常与柠檬酸合用
油脂、焙烤食品、油炸面制品、方便米面制品、油炸坚果及籽类、腌腊肉制品、饼干、膨化食品
生育酚混合物
作用
防止维生素A在射线照射下分解
防止胡萝卜素在紫外照射下分解
防止甜饼干和速食面在日光照射下氧化
阻止咸肉中产生致癌物亚硝胺
防止产生二甲基亚硝胺
不溶于水,溶于乙醇,对热稳定,在空气及光照下慢慢变黑
耐光照、高温、紫外线、放射线的性能比BHA和BHT强,高温下抗氧化活性强
自由基清除剂
没食子酸衍生物——没食子酸丙酯(PG)
难溶于水,微溶于棉子油、花生油、猪脂
遇铜、铁离子发生呈色反应→紫色或暗绿色
有吸湿性,对光不稳定,发生分解,耐高温差
油脂,油炸、焙烤食品,饼干,膨化食品,胶基糖果
茶多酚
30余种酚化合物总称,主体为儿茶素类
易溶于水、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、冰醋酸等;难溶于苯、氯仿、石油醚
对酸、热稳定,pH2~8稳定,pH>8时+光照→氧化聚合;遇铁变绿黑色络合物
与柠檬酸协同效应最好,与苹果酸、生育酚、抗坏血酸也有协同效应
作用
抗氧化性能优于生育酚混合浓缩物,是BHA的数倍
抑制肿瘤
降低血压血糖
防止食品褐变
抗坏血酸/异抗坏血酸
易溶于水和乙醇,不溶于氯仿、乙醚和苯
受光逐渐变褐色,干燥状态在空气稳定,溶液中迅速变质
易受空气、水分、光线、温度的作用而氧化分解
霉菌特点:专性好氧、可耐受较低水分活度、部分产毒素