主要化學(xué)合成防腐劑
(1)苯甲酸及苯甲酸鈉。苯甲酸和苯甲酸鈉又稱為安息香酸和安息香酸鈉。
其抑菌作用的機(jī)理是阻礙微生物細(xì)胞呼吸系統(tǒng),使三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))中乙酰輔酶A-乙酰醋酸及乙酰草酸-檸檬酸之間的循環(huán)過(guò)程難以進(jìn)行,并阻礙細(xì)胞膜的功能。
該防腐劑為白色結(jié)晶或顆粒,略帶安息香氣味,性質(zhì)穩(wěn)定,易溶于水,為廣譜抑菌劑。其抑菌效果因H值而異,一般在低pH值范圍內(nèi)抑菌效果顯著,最適宜pH值為2.5~4.0,pH值高于5.4時(shí)則失去對(duì)多數(shù)篝菌和酵母的抑菌作用。試驗(yàn)證明, pH值=4.5時(shí)苯甲酸完全抑制微生物的最低含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.05%-0.1%。
苯甲酸及其鈉鹽作為防腐劑比較安全,攝入體內(nèi)經(jīng)過(guò)肝臟,大部分在9~15h與甘氨酸結(jié)合為馬尿酸隨尿排出體外,剩余部分再與葡萄糖酸結(jié)合解毒。試驗(yàn)證明在體內(nèi)無(wú)積累,但對(duì)肝功能衰弱者不太適宜。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織及世界衛(wèi)生組織
(FAO/WHO)規(guī)定,苯甲酸或苯甲酸鈉按人體每千克體重日攝入量(ADI)為0~5mg,以保證食品的衛(wèi)生安全。苯甲酸加熱至100℃能夠升華,在酸性環(huán)境中容易隨水蒸氣蒸發(fā),因此操作人員需要采取戴口罩、手套等防護(hù)措施。
(2)山梨酸及山梨酸鉀。山梨酸和山梨酸鉀又稱為花橛酸和花橛酸鉀。其抑菌機(jī)理為阻礙微生物細(xì)胞中的脫氫酶系統(tǒng),并與酶系統(tǒng)中的硫基結(jié)合,使多種重要酶系統(tǒng)被被壞,從而達(dá)到抑菌和防腐的要求。
該防腐劑為無(wú)色或白色結(jié)晶,無(wú)臭或稍有刺鼻的氣味,·對(duì)光、熱穩(wěn)定,但久置空氣中易氧化變色。山梨酸微溶于水及有機(jī)溶劑,加熱至228℃時(shí)分解;山梨酸鉀易溶于水,并溶于乙醇,加熱至270℃時(shí)分解。
山梨酸及其鉀鹽對(duì)污染食品的瑤菌、酵母和好氣性微生物有明顯的抑菌效果,但對(duì)能形成芽孢的兼氣性微生物和嗜酸乳桿菌的抑制作用甚微。山梨酸的防腐效果一般隨pH值升高而降低,試驗(yàn)證明山梨酸的抗菌力在pH值低于5~6時(shí)最佳。
從化學(xué)結(jié)構(gòu)講,山梨酸及其鉀鹽屬于不飽和脂防酸,攝入人體后能在正常的代謝過(guò)程中被氧化成水和二氧化碳,一般屬于無(wú)毒害的防腐劑。聯(lián)合國(guó)糧食和農(nóng)業(yè)組織及世界衛(wèi)生組織規(guī)定山梨酸及其鉀鹽的ADI值為0~25mg/kg。山梨酸及其鉀鹽對(duì)人體皮膚和粘膜有刺激性,要求操作人員佩戴防護(hù)眼鏡。
(3)對(duì)羥基苯甲酸酯。對(duì)羥基苯甲酸酯又稱為對(duì)羥基安息香酸酯或泊尼金酯,是國(guó)際上允許使用的一類食品防腐劑。由于對(duì)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,目前在食品中應(yīng)用的有對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯和對(duì)羥基苯甲酸異丁酯五種。
其中,對(duì)羥基苯甲酸丁酯防腐效果最佳。
對(duì)羥基苯甲酸酯多呈白色結(jié)晶,稍有澀味,幾乎無(wú)臭,無(wú)吸濕性,對(duì)光和熱穩(wěn)定,微溶于水而易溶于乙醇和丙二醇。其抑菌機(jī)理與苯甲酸基本相同,主要使微生物細(xì)胞呼吸酶系統(tǒng)與電子傳遞酶系統(tǒng)的活性受抑制,并能破壞微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),從而起到防腐的效果。
對(duì)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,但酸性條件下防腐效果較好。該防腐劑屬于廣譜抑菌劑,對(duì)霉菌和酵母作用較強(qiáng),而對(duì)細(xì)菌中的革蘭陰性桿菌及乳酸菌作用較弱。試驗(yàn)證明,在pH值=5.5時(shí)對(duì)羥基苯甲酸丁酯完全抑制微生物需要的濃度最低,抗菌能力最強(qiáng)。通過(guò)動(dòng)物毒理試驗(yàn)證明,對(duì)羥基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸,是較為安全的防腐劑。聯(lián)合國(guó)糧食和農(nóng)業(yè)組織及世界衛(wèi)生組織規(guī)定對(duì)羥基苯甲酸酯的ADI值為0~10mg/kg。該防腐劑曾用于醬油、醬菜等食品的防腐,其最大用量以對(duì)羥基苯甲酸計(jì),每千克食品為0.1g。該防離劑性質(zhì)穩(wěn)定,無(wú)毒性,使用時(shí)比較安全。
(4)脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉。脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉為白色、無(wú)味、無(wú)臭化合物。脫氫醋酸易溶于乙醇,難溶于水,但在碳酸氫納水溶液中易溶;脫氫醋酸鈉易溶于水、甘油、丙二醇,微溶于乙醇。
它們防腐效果主要是由三羥基甲烷結(jié)構(gòu)與金屬離子發(fā)生整合作用從而損害微生物的酶系統(tǒng)的。兩者有較強(qiáng)的抗菌力,而對(duì)霉菌、酵母的抗菌力尤強(qiáng),0.1%的含量可有效地抑制霉菌,而抑制細(xì)菌的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.4%。
脫氫醋酸和脫氫醋酸鈉是一種毒性很低的對(duì)熱較穩(wěn)定的防腐劑。當(dāng)pH值在酸性范圍內(nèi)時(shí),其抗菌力最強(qiáng)。腐乳、什錦醬菜、原汁橘醬允許用量:0.3gkg(以脫氫醋酸計(jì))。