《食品添加剂》教案——第二章 食品防腐剂.docx

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1、食品添加剂教案（第2次课2学时）一、授课题目第二章食品防腐剂二、教学目的和要求目的：本章主要讲述食品防腐剂的定义、分类、来源。通过本章的学习，应了解食品变质的基本条件，掌握食品防腐剂的作用机制、使用条件，掌握常用防腐剂化学性质和使用方法。要求：1.掌握熟悉食品防腐剂的定义；2.掌握食品防腐剂的作用机机制；3.掌握食品防腐剂的化学性质；4、掌握食品防腐剂的添加剂量和作用方法。三、教学重点和难点重点：食品防腐剂的作用机制、使用条件，掌握常用防腐剂化学性质和使用方法。难点：掌握食品防腐剂的作用机制及使用条件四、教学过程1、教学方法：讨论、讲授等2、辅导手段：自习辅导；习题指导。3、学时分配：2学时；

2、4、板书设计：2食品防腐剂一、防腐剂的定义1、杀菌剂2、保藏剂二、食品变质的条件1、食品特性2、微生物3、环境因素三、防腐剂作用机制1、用于细胞膜2、必需的酶失活3、遗传失去功能4、作用机理四、常用防腐剂1、苯甲酸2、山梨酸钾疑难3、对羟基苯甲酸酯字词4、丙酸及其盐类性质、结构、机理五、防腐剂使用效果1、影响因素2、协同效应5教学内容:2.1食品防腐剂的定义防腐剂(PreSerVatiVeS)是指具有杀死微生物或抑制微生物增殖作用的物质。如果从抗微生物的角度出发，称抗菌剂(AntimiCrobalAgents)。为了防止各种加工食品、水果和蔬菜等腐败变质，我们可以根据具体情况采用物理方法或化学

3、方法来防腐。化学方法即使用化学制品来抑制或杀死微生物，这种化学物质即为防腐剂。防腐剂的概念有广义和狭义之分。狭义的防腐剂主要指山梨酸、苯甲酸等直接加入食品中的化学物质；广义的防腐剂除包括狭义防腐剂所指的化学物质外，还通常包括认为是调味料而具有防腐作用的物质，如食盐、醋，以及那些通常不加入食品，而在食品储藏过程中使用的清毒剂和防腐剂等。作为食品添加剂的防腐剂是指为防止食品腐败、变质，延长食品保存期，抑制食品中微生物繁殖的物质。有的文献将防腐剂分为杀菌剂和保藏剂。杀菌剂是指具有杀菌作用的化学物质；保藏剂是指具有抑菌作用的物质。但杀菌剂和保藏剂没有严格的区分界限，同一物质，浓度低时能抑菌，而浓度高时

4、则能杀菌；作用时间长可杀菌，作用时间短则只能抑菌。同时，由于微生物种类繁多，性质各异，同一物质对一种微牛物有杀菌作用，而对另一种物质只有抑菌作用，所以笼统地将其称为防腐剂较好。从防腐剂的组成和来源来看，可分为有机化学防腐剂和无机化学防腐剂。有机化学防腐剂主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、乳酸等；无机化学防腐剂主要包括亚硫酸及其盐类、二氧化碳、硝酸盐及亚硝酸盐、游离氯及次氯酸盐。2.2食品变质的基本条件食品腐败变质是指食品受微生物污染，在一一定条件下，微生物繁殖导致食品品质劣变，从而失去商品价值。食品发生腐败变质是有一定条件的，食品本身的性质、微生物的种类、当时所处环境，

5、三者之间的作用结果则决定着食品是否发生变质及变质的程度。2.2.I食品特性1)营养组成食品所含的主要成分是碳水化合物、蛋白质和月旨肪。富含碳水化合物的食品变质一般称为发酵；富含蛋白质的食品变质一般称为腐败；而富含脂肪的食品变质称为酸败或哈败。2)基本条件(1氢离子浓度PH值是制约微生物生长，影响食品腐败变质的重要因素之一。不同食品的PH值范围不一，动物性食品PH值范围为57,蔬菜PH值范围为56,水果PH值范围为25。一般酸性食品pH45；微生物作为一个总体来说，其生长的PH值范围极广，为28,绝大多数种类生长pH59。在一般食品中，细菌最适PH值下限为4.5,因而非酸性食品是适合多数细菌生长

6、的，而在酸性食品体系中，则主要是适合霉菌和酵母菌的生长。水分水分是微生物赖以生存的条件，不同微生物生长所需的水分活度(W)是不一样的。aw以0.6为界，一般情况下，aw0.6,微生物易生长从而使食品变质。新鲜食物，如鱼、水果、蔬菜的aW值一般为O.98-O.99,所以非常适合微生物的生长。为此，aw与食品的货架寿命关系很大,如：(1w为0.80.85、0.72、0.65的食品其货架寿命分别为几天、23个月、13年。在实际应用中，用水分含量的高低来表示食品的含水量，以此控制微生物的生长，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)渗透压-般来说，微生物在低渗透压的食品中较易

7、生长，而在高渗透压中易脱水死亡。就微生物种类来说，各种微生物对渗透压的忍耐能力大小不同。酵母和霉菌一般能忍耐较高的渗透压。(4)存在状态食品完好无损则不易腐败。2.2.2微生物能引起食品变质的微生物种类很多，细菌、霉菌、酵母菌可引起食品的腐败变质。有的微生物是病原的，有的是非病原的；有的是有芽抱的，有的是非芽抱的；有嗜热、嗜温、嗜冷的；有好气或厌气；有的分解蛋白质能力强，而有的分解碳水化合物能力强。有的微生物还能导致食物变质从而使人类中毒。食物中毒可分为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，进人人体后大量繁殖。霉菌生长的JV较低，0.93-0.73就能生

8、长，能生长在含水量较少的食品上。霉菌分解利用物质的能力很强，无论是蛋白质、脂肪还是糖类，都有很多种能将其分解利用。其中有些属种分解物质还不少，如根霉、毛霉、曲霉、青霉等。2.2.3环境因素温度、气体、湿度等外界环境均能影响微生物的生长。2.3防腐剂的作用机制食品加入抗菌剂的结果，可能杀死食品中的微生物，也可能是其中的微生物仍然存活，这取决于抗菌剂的用量，因为抗菌剂只有达到一定的浓度后才能有抑菌和杀菌的作用，这种作用应是物理、化学、生物学等几个方面效应累积的结果。不同微生物的结构特点、代谢方式是有差异的，因而同一种防腐剂对不同的微生物的效果不一样。防腐剂抑制与杀死微生物的机理是十分复杂的，作用机

9、制归纳如下：(1)用于细胞膜，导致细胞膜的通透性增加，细胞内的物质外流，从而使细胞失去活力.如苯甲酸和酚类物质。(2)使细胞活动必需的酶失活。很多抗菌剂的作用就是通过抑制细胞中酶的活性或前的合成来实现的。这些酶可以是基础代谢的酶，也可以是合成细胞重要成分的酶，如蛋白质或核酸合成的酶类。(3)破坏细胞内的遗传物质或使其失去功能。防腐剂的作用机理：能使微生物的蛋白质凝固或变性，从而干扰其生长和繁殖。防腐剂对微生物细胞壁、细胞膜产生作用。由于能破坏或损伤细胞壁，或能干扰细胞壁合成的机理，致使胞内物质外泄，或影响与膜有关的呼吸链电子传递系统，从而具有抗微生物的作用。作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而影

10、响到遗传物质的复制、转录、蛋白质的翻译等。作用于微生物体内的醒系，抑制酶的活性，干扰其正常代谢。2.4几种常用食品防腐剂的使用2.4.1苯甲酸及其盐类(BenZOiCACidandBenZoate)分子式：C7H602GBI7.OOlGBI7。002,结构式为苯甲酸是最早的一种食品防腐剂，1985年就有人描述其杀菌作用，1900年大规模生产利用，又名安息香酸，许多天然果胶种中就存在。例如，安息树胶中含20%苯甲酸，红莓、杏子、苹果、桂皮中均含有苯甲酸。纯苯甲酸为白色，具有光泽的鳞片或针状结晶，无臭或略带安息香味或苯甲酸气味，微溶于水，易溶于乙醇，m.p.为122.4,b.p.为249.2,密度

11、为1.2659。25七时，10Og水中能溶解0.364g苯甲酸,IoOg乙醇中能溶解33.3g苯甲酸。苯甲酸毒理学依据：ADI：05mg/kg(FA0/WHO,1994)；LD50：大鼠经口2530mg/kg；GRAS：FDA2ICFR184.102lo苯甲酸钠为白色结晶，在水中溶解度比苯甲酸大，在OC、20c、和IoOC水中溶解度分别为62.8g/100mL,66.Og100mL和74.2g/100rnL.,因此在实际中苯甲酸钠比苯甲酸更为常用。苯甲酸钠毒理学依据：AD1：0-5mg/kg(bw)(苯甲酸及其盐的总量，以苯甲酸计)(FAO/WHO,1994,大鼠口服4070mg/kg；GRA

12、S：FDA2ICFR184.1021苯甲酸作用方法萄酒、果酒、软糖为0.8gkg,酱油、食醋、果酱、果汁饮料为1.Ogkgt,苯甲酸在使用时要注意以下事项：(1)由于苯甲酸在水中溶解度低，故实际应用时要加适量的碳酸钠和碳酸氢钠，用90以上的热水溶解，使其转化为苯甲酸钠后再添加到食品中去。若必须使用苯甲酸，可先用适量乙醇溶解后再应用。(2)由于苯甲酸对水的溶解度比苯甲酸钠低，因此在酸性食品中使用苯甲酸钠时要注意防止由于苯甲酸钠转变成苯甲酸而造成沉淀和降低使用效果。(3)lg苯甲酸相当于1.18g苯甲酸钠，Ig苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸。(4)苯甲酸钠一般在汽水、果汁中使用时，应在配制糖浆时

13、添加，苯甲酸钠、柠檬酸、悬浊剂必须先后依次加入，若苯甲酸钠、柠檬酸同时加入则会出现絮状物。(5)用于酱油时，苯甲酸钠要在杀菌工序中添加。2.4.2山梨酸及其钾盐(SOrbiCACidandPotaSSiUmSorbate)1)分子式：C6H802GB17.003GB17.004,结构式1859年，山梨酸由德国化学家A.W.VonHoffmann分离得到，1900年第一次人工合成，1940年发现了山梨酸有杀菌作用，1945年第一次申请专利作为防腐剂，1953年WHO/FAO同意其作为食品防腐剂。山梨酸为无色、单斜晶体或结晶体粉末，具有特殊气味和酸味，对光热均稳定，但在氧气中长期被放置易氧化着色。

14、m.p.为134.5C,b.p.为228C,微溶于水。山梨酸钾也是白色粉末，其抑菌效果为同质量山梨酸的74%。山梨酸和山梨酸钾的溶解度不同(20C分别为0.16和58.2)o2)山梨酸和山梨酸钾的毒理学依据山梨酸是一种毒性较低的食品防腐剂，其毒性仅为苯甲酸的1/4,食盐的1/10。山梨酸的生理代谢作用和其他脂肪酸一样，通过水合、脱氢、氧化等作用最后生成二氧化碳和水，并释放出能量，因而山梨酸及其盐类是对人体无害的食品防腐剂。ADI；025mg/kg(bw)(山梨酸及其盐总量，以山梨酸计)(FA0/WHo,1994)；LD5。：大鼠经口7360mg/kg(bw),小鼠静脉注射1300mg/kg(b

15、w)；GRAS：FDA21CFR181.23,182.3089=山梨酸钾毒理学依据，ADI：O-25mg/kg(bw)(山梨酸及其盐总量，以山梨酸计)(FAo/WHO,1994)；LD5。：大鼠经口4920mg/kg(bw)；GRAS：FDA21CFR182.3640=有关山梨酸类抗菌剂的抑菌机理,现仍无定论,概括起来是对酶系统的作用、对细胞膜的作用及对芽抱萌发的抑制作用。在不同条件下可能有不同的机制在起作用。对酶系统的抑制作用是由于进入细胞内的山梨酸分子和细胞中各种硫基酶的结合而使这些酶失活。山梨酸类抗菌剂主要是抑制霉菌、酵母菌及一些好氧性细菌(如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌、副溶血性弧菌等)，而对乳酸菌则几乎没有什么抑制作用。因此在产酸型发酵食品的生产中，山梨酸(0.1%)可抑制表面酵母及其有害微生物的生长，而不影响正常发酵过程。山梨酸抑菌作用与PH值有关，随PH值下降而抑菌作用加强，因为pH值未解离分子增多。尽管在低PH值范围其抑菌作用最强，但山梨酸类抗菌剂在PH值为6.O左右仍有效，与其他抗菌剂最高作用PH值相比，算是较高。如丙酸PH值最多为5.05。5,苯甲酸PH值最高为4.O4.5。山梨酸的LD