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食品保藏原理第九章 食品的化学保藏,食品化学保藏的概述食品化学防腐保藏食品化学杀菌保藏食品抗氧化保藏食品化学保鲜保藏,内容提要,9.1 食品化学保藏概述,食品化学保藏技术是食品科学研究中的一个重要领域。它有着悠久的历史，人们真正利用人工化学制品于食品保藏则始于二十世纪初期，随着化学工业和食品科学的发展，天然提取和化学合成的食品保藏剂逐渐增多，食品化学保藏技术也获得新的进展，成为食品保藏不可少的一部分。,如前所述的盐腌、糖渍、酸渍和烟熏都可算是化学保藏方法，因为它们实际上就是利用盐、糖、酸及熏烟等化学物质来保藏食品的。,9.1 食品化学保藏概述,9.1.1 食品添加剂及其使用食品添加剂是指为改善食品的品质和色香味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的天然和化学合成物质。,9.1.2 化学保藏食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中使用化学保藏用添加剂提高食品的耐藏性和达到某种加工目的。其主要作用就是保持或提高食品品质和延长食品保藏期。和其他食品保藏方法相比，具有简单而又经济的特点。,9.1.2 化学保藏特点 大多数化学试剂需控制其使用量，通常只能控制和延缓微生物生长，或只能在短时间内延缓食品的化学变化，只能在有限时间内保持食品原有的品质状态，属于一种暂时性的或辅助性的保藏方法。食品化学保藏的安全性是人类最为关注的问题，在生产和选用化学保藏剂时，首先要求必须符合食品添加剂的安全性规定，并严格按照食品卫生标准规定控制其用量。,食品化学保藏剂种类繁多，它们的理化性质和保藏机理也各异。按照化学保藏剂的保藏机理不同，可分为防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂和脱氧剂等，与之对应的就有食品化学防腐保藏、化学杀菌保藏、化学抗氧化保藏。,9.1.3 化学保藏的卫生与安全添加到食品中的化学制品在用量上受到限制；化学保藏的方法并不是全能的，它只能在一定时期内防止食品变质；化学保藏剂添加的时机需要掌握，时机不当就起不到预期的作用。,9.2 食品化学防腐保藏,食品防腐保藏是使用化学药剂抑制微生物的保藏方法，所使用的化学药剂称为防腐剂。从广义上讲，凡是能抑制微生物的生长活动或杀灭微生物，延缓食品腐败变质或生物代谢的制品都是食品防腐剂，从狭义上防腐剂是指抑制微生物繁殖的物质，或称为抑菌剂；而杀灭微生物的物质则称为杀菌剂。,9.2 食品化学防腐保藏,9.2.1 化学防腐保藏原理食品腐败变质是指食品受微生物污染，在适宜的条件下，微生物繁殖导致食品的外观和内在品质发生劣变而失去食用价值。微生物引起的食品变质一般可分为细菌造成的食品腐败、霉菌导致的食品霉变和酵母引起的食品发酵等。,9.2.1 化学防腐保藏原理细菌造成的食品腐败细菌作用于各类食品，使食品原有的色泽丧失，呈现各种颜色，发出腐臭气味，产生不良滋味。以糖类为主要成分的食品，细菌作用的主要表现是分解糖为多种酸，使食品呈现酸味及不良气味；以蛋白质为主要成分的食品，其中的蛋白质转化为腐胺、尸胺、粪臭素等；细菌也促进脂肪的氧化分解。,9.2.1 化学防腐保藏原理食品霉变现象是指霉菌在代谢过程中利用食品中的碳水化合物、蛋白质为碳源和氮源生长繁殖，同时使食品外层长霉或颜色改变，且产生明显霉味。霉菌生长代谢过程中，使得碳水化合物和蛋白质分解而导致食品变质及营养成分破坏。若霉变是由产毒霉菌造成的，则产生的毒素对人体健康有严重影响。,9.2.1 化学防腐保藏原理食品发酵现象是微生物代谢所产生的氧化还原酶使食品中的糖发生不完全氧化而引起的变质现象。常见的食品发酵有酒精发酵、醋酸发酵、乳酸发酵和酪酸发酵。发酵不但使食品质量变差，严重时使其完全失去食用价值。,9.2.1 化学防腐保藏原理防腐剂抑菌作用机理食品防腐剂抑菌作用主要是通过改变微生物发育曲线，使微生物发育停止在缓慢增殖的迟滞期，而不进入急剧增殖的对数期，延长微生物繁殖一代所需要的时间，即所谓静菌作用。微生物的繁殖之所以受到阻碍，是与防腐剂抑制微生物生理活动，特别是呼吸作用的酶系统有密切的关系。,9.2.2 食品防腐剂的种类、特性及使用食品防腐剂分类按来源可分为：化学合成防腐剂和天然防腐剂。化学合成防腐剂由人工合成，种类多，包括有机和无机的防腐剂；天然防腐剂是生物体分泌或体内存在的防腐物质，经人工提取后即可用作食品防腐剂。,有的本身就是某种食用成分，对人体无害，是一类有发展前途的食品防腐剂。,9.2.2 食品防腐剂的种类、特性及使用主要化学合成防腐剂苯甲酸及苯甲酸钠苯甲酸及苯甲酸钠又称为安息香酸和安息香酸钠，是最常用的防腐剂之一。苯甲酸化学性质稳定，有吸湿性，常温下难溶于水,微溶于热水，溶于乙醇、氯仿、乙醚、丙酮和挥发性、非挥发性油中，而苯甲酸钠极易溶于水，其水溶液PH为8,溶于乙醇，由于苯甲酸难溶于水，因而多使用苯甲酸钠。,苯甲酸及苯甲酸钠苯甲酸及其钠盐为广谱抑菌剂，其抑菌效果因pH而异，一般在低pH范围内抑菌效果显著，最适pH为，pH高于5.4则失去对多少霉菌和酵母的抑菌作用。苯甲酸的抑菌作用主要针对酵母菌和霉菌，细菌只能部分被抑制，对乳酸菌和梭状芽孢杆菌的抑制效果很弱。,苯甲酸及苯甲酸钠防腐剂苯甲酸在使用时需注意的事项苯甲酸加热至100能够升华，在酸性环境中容易随水蒸气蒸发，因此操作人员戴口罩、手套等防护措施；苯甲酸及其钠盐在酸性条件下防腐性能良好，但对产酸菌的抑制作用较弱，使用该防腐剂时应将食品的pH调节到，以充分发挥防腐剂的作用；严格控制使用数量，以保证食品的卫生安全性。,主要化学合成防腐剂山梨酸及山梨酸钾山梨酸及其盐类又称为花楸酸和花楸酸盐，盐类常用的有山梨酸钾和钙。山梨酸及其钾盐和钙盐的防腐效果同样也和被保存食品的pH值有关，pH值升高，抑菌效果降低。试验证明山梨酸及其钾盐和钙盐的抗菌力在pH值低于56时最佳。,山梨酸及其盐类使用时注意事项,山梨酸容易被加热时产生的水蒸汽带出，所以在使用时，应该将食品加热冷却后再按规定用量添加山梨酸类抑菌剂，以减少损失。,山梨酸及其钾盐和钙盐对人体皮肤和粘膜有刺激性，要求操作人员佩戴防护眼镜。,山梨酸对微生物污染严重的食品防腐效果不明显，因为微生物也可以利用山梨酸作为碳源。在微生物严重污染的食品中添加山梨酸不会起到防腐作用，只会加速微生物的生长繁殖。,主要化学合成防腐剂对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸酯又称为对羟基安息香酸酯或泊尼金酯，由于对羟基苯甲酸的羧基与不同的醇发生酯化反应而生成不同的酯，通常在食品中使用的有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和异丙酯、丁酯和异丁酯、庚酯等。,我国目前仅限用乙酯和丙酯,对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影响较小，适用的pH值范围为4-8。该防腐剂属于广谱抑菌剂，对霉菌和酵母作用较强，对细菌中的革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。其结构式中R的碳链越长则抑菌效果越强，但溶解度下降。,除丁酯延期规定ADI值外，其它酯类ADI值均为0-10mgkg-1(FAO/WHO，1994),主要化学合成防腐剂丙酸盐丙酸盐属于脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钙和丙酸钠。丙酸钙：C6H10O4Ca(CH3CH2COO)2Ca丙酸钠：C3H5O2Na CH3CH2COONa 丙酸盐作为一种霉菌抑制剂，必须在酸性环境中才能产生作用。,丙酸盐丙酸盐比苯甲酸和山梨酸类的防腐领域要窄，但对防霉有特效，对细菌作用有限，对酵母毫无影响。所以丙酸盐常用于面包发酵以防止杂菌的生长，而苯甲酸盐和山梨酸盐不适于制作面包。丙酸盐还可用于乳制品的防霉。丙酸钙抑制霉菌的有效剂量比丙酸钠小，但钙盐影响化学膨松剂的作用，所以常用丙酸钠而不用丙酸钙。,主要化学合成防腐剂其他有机类防腐剂除了上述几种常用的以外，还有许多种其它类型的防腐剂在食品保藏中用到双乙酸钠别名二乙酸一钠，C4H7O4NaxH2O,成本低、性质稳定、防腐作用明显，可用于粮食、食品、饲料等防霉防腐,其他有机类防腐剂脱氢醋酸及其钠盐脱氢醋酸：C8H8O4 脱氢醋酸钠：C8H8O4NaH2O,9.2.2 食品防腐剂的种类、特性及使用生物防腐剂生物防腐剂是指从植物、动物和微生物代谢产物中提取的具有防腐作用的物质，也称天然防腐剂，是食品防腐剂开发的主要方向。这一类物质一般安全性好，能满足人们对食品越来越高的要求。常包括微生物代谢产物、酶类、植物中的天然抗菌物质。,生物防腐剂微生物代谢产物微生物在生长时能产生一些影响其它微生物生长的物质抗菌素；目前我国食品防腐剂标准只允许乳酸链球菌素、纳他霉素等用于食品的防腐。,微生物代谢产物乳酸链球菌素又名乳链菌素、尼生素、乳酸菌素,是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质,由34个氨基酸组成。肽链中含有5个硫醚键形成的分子内环。氨基末端为异亮氨酸，羧基末端为赖氨酸。活性分子常为二聚体、四聚体等，相对分子质量3348,乳酸链球菌素分子式为：C143H228N42O37S7 结构式为：式中：Abu-氨基丁酸，Dha脱氢丙氨酸，Dhb脱氢三丁酸甘油酯,乳酸链球菌素乳酸链球菌素能有效抑制革兰氏阳性菌的生长繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性菌和枯草芽孢杆菌及嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用。但乳酸链球菌素对革兰氏阴性菌、霉菌和酵母的影响则很弱。,如对肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌及李斯特氏菌,国标(GB2760-1996)ADI值33000IUkg-1(FAO/WHO，1994),微生物代谢产物那他霉素纳他霉素呈白色或奶油黄色结晶性粉末。几乎无臭无味。熔点280(分解).几乎不溶于水、高级醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亚砜。相对分子质量为：665.75,那他霉素分子式为：C33H47NO13结构式为：,那他霉素纳他霉素可用于防霉。喷淋在霉菌容易增值、暴露于空气中的食品表面时，有良好的抗霉效果。用于发酵干酪可选择性地抑制霉菌的繁殖而让细菌得到正常的生长和代谢。,国标GB2760-1997ADI值0-0.3mgkg-1(FAO/WHO，1994),微生物代谢产物枯草杆菌素枯草杆菌素是枯草杆菌的代谢产物，也为一种多肽类物质，在酸性条件下比较稳定，而在中性或碱性条件下，即迅速被破坏。枯草杆菌素对革兰氏阳性菌有抗菌作用,枯草杆菌素对于耐热性的芽孢菌能促使它们的耐热性降低，能抑制厌氧性芽孢菌生长。因此，有人认为枯草杆菌素应用于罐装食品是合适的。同时，枯草杆菌素在消化道中可很快地被蛋白酶完全破坏，对人体无害，但并未列入我国食品添加剂标准中。,生物防腐剂酶类溶菌酶是已使用的防腐剂之一。早在1907年就有了关于细菌溶解因子的报告，到了1922年Alexander Fleming正式把具有溶菌作用的因子命名为溶菌酶。以后人们便开始了对溶菌酶的研究，到现在已对溶菌酶有了比较彻底的了解。,酶类溶菌酶能溶解许多细菌的细胞膜，使细胞膜的糖蛋白发生分解，而导致细菌不能正常生长。溶菌酶对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢菌等均有良好的抗菌能力。溶菌酶是无毒性的蛋白质，可用于各种食品的防腐。由于食品中的羧基和硫酸能影响溶菌酶的活性，因此将溶菌酶和其他抗菌物质等结合使用，效果会更好。,生物防腐剂植物提取物植物中具有抗菌活性的代谢产物大致可以分为四类：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类。,植物抗毒素具有高度专一性；天然植物中的酚类化合物是食品防腐的主要因子，有广谱抗菌能力；果蔬中普遍存在的有机酸，除了做酸味剂、抗氧化剂、增效剂外，还有抗菌能力。,植物提取物目前天然植物中存在的抗菌物质并不能大规模商业化使用，原因之一可能是杀菌有效性和大剂量使用时的特殊气味的矛盾，即必须做到在有效的前提下，产生的气味最小。,9.3 食品化学杀菌保藏,食品化学杀菌保藏是使用杀菌剂来对食品进行处理，达到杀死病菌，延长保藏期的目的。杀菌剂和抑菌剂的最大区别是，杀菌剂在其使用限量范围内能通过一定的化学作用杀死微生物，使之不能侵染食品，造成食品变质。按其灭菌特性可分为三类：氧化型杀菌剂、还原型杀菌剂和其它杀菌剂。,9.3 食品化学杀菌保藏,9.3.1 杀菌剂作用机理破坏菌体的作用对细胞壁的作用细胞壁受杀菌剂的影响一般有三种情况：细胞壁上的物质被溶解破坏，紧接于壁附近的一些酶类受到抑制，细胞壁的生物合成过程受到影响。细胞壁是细胞的外围保护层，它的破坏将使细胞结构受损、发生溶菌作用及原生质体漏出。,破坏菌体的作用对细胞膜的作用细胞膜是一层具有高度选择透过性的半透膜，其主要功能是控制细胞内外一些物质的交换渗透作用。破坏细胞膜中脂质分子与蛋白质的定向排列；改变细胞膜表面电荷，破坏其通透性；抑制细胞膜的合成。,破坏菌体的作用对细胞内容物的作用对细胞器的作用以线粒体为例，线粒体是细胞中贮存能量的细胞器，内有许多种生物氧化反应所需的酶类。杀菌剂对线粒体的作用主要是影响细胞内大的各种生物氧化反应，包括对需氧氧化的影响、不需氧氧化、三羧酸循环某些过程的影响等。,对细胞内容物的作用对蛋白质和核酸等结构物质的作用蛋白质在微生物体内具有多种多样的功能，没有蛋白质就没有任何生命活动，蛋白质的结构受到破坏，微生物生命活动就受到抑制甚至停止。含有重金属的杀菌剂能破坏酶蛋白的结构，使其失活。有的杀菌剂可与DNA上的核苷酸残基连接起来形成复合物，从而影响DNA的转录及复制。,9.3.1 杀菌剂作用机理影响代谢作用和生理活动杀菌剂对酶体系的作用对酶形成的影响一些杀菌剂能通过刺激或阻抑酶的合成，使菌体内的物质代谢失去平衡，从而达到抑制微生物生长的目的。一些杀菌剂能携带某些组分，使之嵌入到菌体细胞蛋白质或核酸分子中，如果这个部位是酶系的活性中心，则酶就会失活。,杀菌剂对酶体系的作用对酶活性的抑制破坏酶的立体结构；竞争性抑制；假反馈性抑制；作用物的改变。,影响代谢作用和生理活动抑制呼吸作用微生物通过呼吸作用获得其生命活动所需要的能量。其中，糖酵解中的三羧酸循环、电子传递系统和氧化磷酸化是三个十分重要的能量代谢活动，如果杀菌剂能抑制能量代谢中的任一环节即可抑制微生物的生长繁殖。,9.3 食品化学杀菌保藏,9.3.2 杀菌剂的种类及特性氧化型杀菌剂包括过氧化物和氯制剂两类。在食品保藏中常用的有过氧化氢、过氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其他的氧化型杀菌剂。作用机理过氧化物主要是通过氧化剂分解时释放强氧化能力的新生态氧使微生物氧化致死；而氯制剂则是利用其有效氯成分的强氧化作用杀灭微生物。,氧化型杀菌剂种类和特性过氧乙酸无色液体，有强烈刺鼻气味，性质极不稳定，低浓度极易分解释放氧。过氧乙酸是一种广谱、速效、无毒害的强力杀菌剂，对细菌及其芽孢、真菌和病毒均有较高的杀灭效果，特别是在低温下仍能灭菌，这对保护食品营养成分有积极的作用。过氧乙酸在我国多作为杀菌消毒剂，用于食品加工车间、工具及容器的消毒。,由于过氧乙酸的稀溶液分解很快，通常是使用时现配，也可暂时存于冰箱内，以减少分解。40%以上浓度的溶液易爆炸、燃烧，使用时要注意，还要注意不要和其他药品混合。,种类和特性过氧化氢又称为双氧水，非常活泼，易分解成水和新生态氧，遇有机物会分解，光、热能促进其分解。过氧化物分解生产的氧具有很强的氧化作用和杀菌作用，在碱性条件下作用力较强。有机物存在时会降低其杀菌作用。过氧化氢是低毒的杀菌消毒剂，可适用于器皿和某些食品的消毒。在食品生产中的残留经加热很容易出去。,过氧化氢有致癌作用，故食品中不能有残留。此外，过氧化氢与淀粉能形成环氧化合物，因此对其使用范围和用量都应加以限制。,种类和特性氯氯在空气中不燃烧，但一般的可燃物大多可在氯气中燃烧。氯和含氯化合物的杀菌机理基本相同，其在水中能释放次氯酸并由次氯酸电离产生次氯酸根离子，次氯酸是一种很强的氧化剂，它通过扩散作用穿透微生物的细胞壁（膜），与细胞内的原生质反应，使微生物死亡。氯对细菌营养细胞、芽孢、真菌和病毒均有杀灭作用，但对芽孢的杀灭能力相对较弱。,氯是使用最早的水处理剂，具有杀菌谱广、杀菌能力强、效率高、价格低廉和残余氯有持续杀菌的效果等。,氯氯主要用于饮用水生产和水处理中对水的消毒，能消除水中的致病菌。但氯制剂也有明显的缺点：受PH的影响，碱性条件下杀菌效果明显降低；可与杀菌对象中的氨和大部分胺反应生成无杀菌力的氯胺；消毒过程中与其他有机物作用产生有机卤代物，对人体有危害；处理后残余的氯对水中生物有危害；液氯钢瓶在贮存、运输和使用上存在一定危险性。,种类和特性次氯酸钠又名次氯酸苏打、次亚氯酸钠，25以下较稳定，加热迅速分解。为强氧化剂，化学性质不稳定，常温下也会自然分解而失去活性，对金属有腐蚀性。具广谱杀菌特性，对细菌营养细胞、芽孢、病毒、藻类和原虫类均有杀灭作用。常用作水处理杀菌剂，用于生活用水、饮料、泳池用水、冷却水和废水等。,有机物的存在可消耗有效氯，降低杀菌效果；次氯酸钠的杀菌效果受温度和PH影响，温度没上升10，杀菌效果可提高一倍以上，PH越低，杀菌能力越强。,种类和特性漂白粉一种混合物杀菌剂，组成包括次氯酸钙、氯化钙和氢氧化钙等。杀菌的有效成分为次氯酸钙等复合物分解产生的有效氯。漂白粉水溶液能释放出游离氯，有很强的杀菌、漂白能力，这种游离氯侵入微生物细胞的酶蛋白中，或破坏核蛋白的巯基，或抑制其他对氧化作用敏感的酶类，导致微生物死亡。对细菌、芽孢、酵母、霉菌及病毒均有强杀灭作用。,其杀菌效果与作用时间、浓度和温度等因素有关，而PH的改变对其杀菌效果影响显著，PH降低能提高其杀菌效果。漂白粉在我国主要用作饮用水、食品加工车间、库房、容器设备及蛋品等方面的消毒剂。,氧化型杀菌剂使用时注意事项,过氧化物和氯制剂都是以分解产生的新生态氧或游离氯进行杀菌消毒的。这两种气体对人体的皮肤、呼吸道粘膜和眼睛有强烈地刺激作用和氧化腐蚀性，要求操作人员加强劳动保护，配戴口罩、手套和防护眼睛，以保障人体健康与安全。,根据杀菌消毒的具体要求，配制适宜浓度，并保证杀菌剂足够的作用时间，以达到杀菌消毒的最佳效果。,根据杀菌剂的理化性质，控制杀菌剂的贮存条件，防止因水分、湿度、高温和光线等因素使杀菌剂分解失效，并避免发生燃烧、爆炸事故。,9.3.2 杀菌剂的种类及特性还原型杀菌剂作用机理常用的还原型杀菌剂主要是亚硫酸及其盐类，它们包括在食品添加剂的漂白剂之中。其杀菌机理是利用亚硫酸的还原性消耗食品中的氧，使好气性微生物缺氧致死。同时，还能阻碍微生物生理活动中酶的活性，从而控制微生物的繁殖。,亚硫酸属于酸性杀菌剂,其杀菌作用除与药剂浓度、温度和微生物种类等有关以外,PH影响显得尤为显著。只有食品的PH低于3.5时，保持较强的酸性条件下，亚硫酸分子不发生电离，此时杀菌效果最佳。,还原型杀菌剂种类和特性还原型杀菌剂主要是亚硫酸及其盐类，在国内外食品贮藏中常用的品种有二氧化硫、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、保险粉和焦亚硫酸钠等。二氧化硫又称为亚硫酸酐，生产实际中多采用硫磺燃烧法产生二氧化硫，此操作称为熏硫。,果蔬加工中，熏硫时由于二氧化硫的还原作用，可起到对酶氧化系统的破坏，阻止氧化，使果实中单宁类物质不致氧化变色；可改变细胞膜透性；明显促进脱水蔬菜干制过程中的干燥率；溶于水后形成亚硫酸，对微生物具有强烈的抑制作用。,还原型杀菌剂种类和特性无水亚硫酸钠白色粉末或结晶，易溶于水，微溶于乙醇。比含结晶水的亚硫酸钠性质稳定，空气中能慢慢氧化成硫酸盐而丧失杀菌效果，与酸反应产生二氧化硫，所以需在酸性条件下使用。联合国粮农组织及世界卫生组织规定ADI值以二氧化硫计为0-0.7mg/kg。,种类和特性亚硫酸钠又称为结晶亚硫酸钠，该杀菌剂为无色至白色结晶，易溶于水，微溶于乙醇。在水中的溶解度，0时为32.8，遇空气中氧则慢慢氧化成硫酸盐，丧失杀菌作用。在酸性条件下使用，产生二氧化硫。联合国粮农组织及世界卫生组织规定ADI值以二氧化硫计为0-0.7mg/kg。,还原型防腐剂使用时注意事项,亚硫酸及其盐类的水溶液在放置过程中容易分解逸散二氧化硫而失效，所以应现用现配制。,在实际应用中，需根据不同食品的杀菌要求和各亚硫酸杀菌剂的有效二氧化硫含量确定杀菌剂用量及溶液浓度，并严格控制食品中的二氧化硫残留量标准，以保证食品的卫生安全性。,亚硫酸分解或硫磺燃烧产生的二氧化硫是一种对人体有害的气体，具有强烈的刺激性和对金属设备的腐蚀作用，所以在使用时应做好操作人员和库房金属设备的防护管理工作，以确保人身和设备的安全。,9.4 食品抗氧化保藏,在食品保藏中常常添加一些化学制品，以延缓或阻止氧气所导致的氧化变质。这类化学制品包括有抗氧化剂和脱氧剂。9.4.1 食品抗氧化保藏原理抗氧化剂被氧化，保护食品不被氧化；抗氧化剂阻断食品自动氧化的连锁反应；抑制氧化酶的活性而防止食品氧化变质。,9.4 食品抗氧化保藏,9.4.2 食品抗氧化种类和特性脂溶性抗氧化剂脂溶性抗氧化剂易溶于油脂，主要用于防止食品油脂的氧化酸败及油烧现象，常用的种类有丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚，没食子酸酯类及生育酚混合浓缩物等。,脂溶性抗氧化剂丁基羟基茴香醚丁基羟基茴香醚又称为特丁基-4-羟基茴香醚,简称BHA，由3-BHA和2-BHA两种异构体混合组成,分子式为C11H16O2，结构式分别为：,3-BHA 2-BHA,丁基羟基茴香醚ADI值为00.5mgkg-1(FAO/WHO，1994)欧盟儿童保护集团(HACSG)规定不得用于婴幼儿食品，除非同时增加维生素A,脂溶性抗氧化剂二丁基羟基甲苯二丁基羟基甲苯又称为2,6-二特丁基对羟基甲苯,或简称BHT,分子式为C15H24O，结构式为：,BHT,ADI值暂定为0-0.3mgkg-1(FAO/WHO，1995),脂溶性抗氧化剂没食子酸酯类没食子酸酯类抗氧化剂包括没食子酸丙酯、辛酯、异戊酯和十二酯，其中普遍使用的是丙酯，又称为酸丙酯，或简称PG。分子式为：C10H12O5，结构式为,PG,ADI值为0-1.4mgkg-1(FAO/WHO，1994),脂溶性抗氧化剂叔丁基对苯二酚类叔丁基对苯二酚又称为叔丁基氢醌，简称TBHQ。分子式为：C10H14O2，结构式为：,TBHQ,叔丁基对苯二酚类TBHQ为较新的一种酚类抗氧化剂。在许多情况下，对大多数油脂，尤其是对植物油具有较其他抗氧化剂更为有效的抗氧稳定性。此外,它不会因遇到铜、铁之类而发生颜色和风味方面的变化，只有在有碱存在时才会转变成粉红色。,叔丁基对苯二酚类对炸煮食品具有良好的、持久的抗氧化能力,因此。适用于土豆片之类的生产，但它在焙烤食品中的持久力不强，除非与BHA合用。,ADI值为0-0.2 mgkg-1(FAO/WHO，1991)国标GB2760-1991,脂溶性抗氧化剂生育酚混合浓缩物又称为维生素E，广泛分布于动植物体内,已知的同分异构体有8种，经人工提取后，浓缩即成为生育酚混合浓缩物,结构式为：,维生素E,ADI值为0-2mgkg-1,9.4.2 食品抗氧化剂的种类和特性水溶性抗氧化剂主要用于防止食品氧化变色，常用的种类是抗坏血酸类抗氧化剂。此外，还有许多，如异抗坏血酸及其钠盐、植酸、茶多酚及氨基酸类、肽类、香莘料和糖苷、糖醇类抗氧化剂等。,水溶性抗氧化剂抗坏血酸及其钠盐又称维生素C，由葡萄糖合成。抗坏血酸及其钠盐的分子式及结构式分别为：,L-抗坏血酸：C6H8O6 L-抗坏血酸钠：C6H7O6Na,ADI值为015mgkg-1,水溶性抗氧化剂植酸别名肌醇六磷酸，分子式为：C6H18O24P6 结构式为：,植酸(GB2760-1996),水溶性抗氧化剂茶多酚国标GB2760-1996，基本结构为：,其中R和R的不同，即为不同的儿茶素，参见儿茶素种类表。,茶多酚茶多酚中的不同儿茶素种类及相应的R和R基团,水溶性抗氧化剂氨基酸一般认为氨基酸既可以作为抗氧化剂,也可以作为抗氧化剂的增效剂,如蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸等,均为良好的抗氧化增效剂。主要是由于它们能螯合促进氧化作用的微量金属。色氨酸，半胱胺酸、酪胺酸等有电子的氨基酸，对食品的抗氧化效果较大。,9.4.2 食品抗氧化剂的种类和特性其他抗氧化剂除了上述抗氧化剂，还原糖、柚皮苷、大豆抗氧化肽、植物黄酮及异黄酮类物质、单糖-氨基酸复合物、二氢杨梅素、一些植物提取物等都具有抗氧化效果。,其中有一些在正处在试验和研究之中，有一些在则已投入实际应用。,9.4.2 食品抗氧化剂的种类和特性食品抗氧化剂使用注意事项食品抗氧化剂的使用时机要恰当抗氧化剂应在氧化酸败的诱发期之前添加才能充分发挥抗氧化剂的作用。,食品抗氧化剂的使用时机要恰当抗氧化剂与防止油脂氧化酸败的关系A:未加抗氧化剂；B:添加抗氧化剂；C:诱发期,食品抗氧化剂使用注意事项抗氧化剂与增效剂并用增效剂是配合抗氧化剂使用并能增加抗氧化剂效果的物质。这种现象称为“增效作用”。影响抗氧化剂还原性的因素加以控制,9.4 食品抗氧化保藏,9.4.3 食品脱氧剂又称为游离氧吸收剂(FOA)或游离氧驱除剂(FOS)，是一类能够吸除氧的物质。当它随食品密封在包装容器中时，能通过化学反应吸除容器内的游离氧及溶于食品的氧，生成稳定的化合物，防止食品氧化变质，同时形成的缺氧条件能有效防止食品霉变和虫害。,脱氧剂不同于作为食品添加剂的抗氧化剂，它不直接加入食品中，而是在密封容器中与外界呈隔离状态，吸除氧和防止氧化变化的。因而是一种对食品无污染、简单易行，效果显著的保藏辅助措施。,9.4.3 食品脱氧剂食品脱氧剂的种类和使用机理脱氧剂种类繁多，基本可以分为有机和无机两大类。每一大类中又包括多种类型的脱氧剂。多种脱氧剂当中，目前在食品储藏上广泛应用有三类：特制铁粉、连二亚硫酸钠和碱性糖制剂。,食品脱氧剂的种类和使用机理特制铁粉特制铁粉由特殊处理的铸铁粉及结晶碳酸钠、金属卤化物和填充剂混合组成，特制铁粉为主要成分。粉粒径在300nm以下，比表面积为的0.5m2g-1以上，呈褐色粉末状。,脱氧作用机理是特制铁粉先与水反应，再与氧结合，最终生成稳定的氧化铁。,食品脱氧剂的种类和使用机理连二亚硫酸钠由连二亚硫酸钠为主剂与氢氧化钙和植物性活性炭为辅料配合而成。如果用于鲜活食品脱氧保藏时,并能连同氧一起吸除CO2，但需再配入碳酸氢钠作为辅料。,连二亚硫酸钠脱氧机理是以活性炭为触媒,遇水则发生化学反应，并释放热量，温度可达60-70，同时产生二氧化硫和水。,食品脱氧剂的种类和使用机理碱性糖制剂这种脱氧剂是由糖为原料生成的碱性衍生物，其脱氧作用机理是利用还原糖的还原性，进而与氢氧化钠作用形成儿茶酚等多种化合物。,其详细机理尚未清楚，简略的反应式如下:(CH2O)n+nNaOH+nH2O+nO2儿茶酚(邻苯二酚)甲基儿茶酚甲基对位苯醌,9.4.3 食品脱氧剂食品脱氧剂的效果及影响因素脱氧剂形态很多，有粉状、颗粒状、板块状。根据其脱氧的快慢还可分成速效（1d以内）、缓效（4-6d）等，而且都有各自的脱氧机理,所以脱氧绝对能力各不相同，但不论使用何种脱氧剂，不论是什么形态和类型，它的脱氧能力都一般要达到使密封容器或包装中游离氧含量最终降到0.2%。,脱氧剂的效果因化学反应的温度、水分、压力及催化物质等因素的不同，其脱氧反应速度所需要的时间也各不相同，温度、水分、相对湿度、脱氧剂剂量都能影响脱氧剂效果。,食品脱氧剂的效果及影响因素特制铁粉这种脱氧剂的原料来源充足，成本较低，使用效果良好，在生产实际中得到广泛应用。特制铁粉的脱氧量由其反应的最终产物而定。在使用是对其反应中产生的氢应该注意,可在铁粉的配制当中增添抑制氢的物质，或者将已产生的氢加以处理。特制铁粉与使用环境的温度有关，如果用于含水分高的食品则脱氧效果发挥得快，反之，在干燥食品中则脱氧缓慢。,食品脱氧剂的效果及影响因素连二亚硫酸钠这种脱氧剂遇水后并不会迅速反应，如果以活性炭作为触媒则可加速其脱氧化学反应，并产生热量和二氧化硫，而形成的二氧化硫再与氢氧化钙反应而生成较为稳定的化合物。在水和活性炭与脱氧剂并存的条件下，脱氧速度快，一般在1-2h内可以除去密封容器中80.9%的氧，经过3h几乎达到无氧状态。,食品脱氧剂的效果及影响因素碱性糖制剂碱性糖制剂在反应过程中生成多种分解产物，对这些产物的形成目前尚不清楚。它们的脱氧能力也各不相同。这种脱氧剂的脱氧速度差异较大，有的在12h内除去密封容器中的氧，有的则需要24h或48h。此外，此脱氧剂只能在常温条件下显示其活性，当处在-5时除氧能力减弱，再回到常温下也不能恢复其脱氧活性。如温度降到-15时则完全丧失脱氧能力。食品水分含量小，则使用效果好。,9.4.3 食品脱氧剂食品脱氧剂在保藏中的应用脱氧剂是一类新型而简便的化学除氧物质，广泛应用于食品和其他物品的贮藏。目前在食品贮藏中主要用于防止各种包装加工食品的氧化变质和霉变现象，在防止谷物的仓库虫害方面也有显著效果。脱氧剂开封后要立即使用，铁系脱氧剂必须在开封后5d内使用完毕，而且包装要完全密封。包装要求使用气体阻隔性材料，包装材料与脱氧剂无反应。,食品脱氧剂在保藏中的应用使用脱氧剂用于水果保鲜效果比较。,以连二亚硫酸钠为主,食品脱氧剂在保藏中的应用脱氧剂用于水果保鲜,以连二亚硫酸钠为主,9.5 食品化学保鲜保藏,为了防止生鲜食品脱水、氧化、变色、腐败变质等而在其表面进行喷涂、喷淋、浸泡或涂膜的物质可称为保鲜剂。其作用机理和防腐剂有所不同，它除了针对微生物的作用外，还针对食品本身的变化，如鲜活食品的呼吸作用、酶促反应等。,9.5 食品化学保鲜保藏,9.5.1 食品化学保鲜保藏原理食品上使用保鲜剂的目的一般保鲜剂作用包括：减少食品水分散失；防止食品氧化；防止变色；抑制生鲜食品表面微生物生长；保持食品风味；保持和增加食品特别是水果的硬度和脆度；提高食品外观可接受性；减少食品在贮运过程中的机械损伤等。,食品上使用保鲜剂的目的表面处理过的果蔬，不但可以在果蔬表面形成保护膜，起到阻隔外界氧气的进入和有害菌的侵入的作用，还可以减少擦伤。涂蜡柑橘要比不涂蜡柑橘保藏期长。用蜡包裹奶酪可防止其在成熟过程中长霉。另外，保鲜材料如树脂、蛋白和蜡等可以使产品带有光泽，提高其商品价值。,9.5 食品化学保鲜保藏,9.5.2 保鲜剂种类及其性质蛋白质植物来源蛋白质包括玉米醇溶蛋白、小麦谷蛋白、大豆蛋白、花生蛋白和棉子蛋白等，以及动物来源的蛋白有角蛋白、胶原蛋白、明胶、酪蛋白和乳清蛋白等，可分别或复合制成可食性膜用于食品保鲜。由于大多数蛋白质膜是亲水的，因此对水的阻隔性差。干燥的蛋白质膜对氧有阻隔作用。,9.5.2 保鲜剂种类及其性质脂类化合物脂类化合物有：石蜡油、蜂蜡、矿物油、蓖麻油、菜油、花生油等，可以单独或与其他成分混合在一起用于食品涂膜保鲜。当然这些物质的使用必须符合相关的食品卫生法规。一般地说这类物质做成的薄膜易碎，因此常与多糖类物质混合使用。,9.5.2 保鲜剂种类及其性质多糖由多糖形成的亲水性膜，有不同的粘性与结合性能，对气体的阻隔性好，但隔水能力差。纤维素中的衍生物可作为成膜材料；淀粉类可用于制造可食性涂膜。果胶制成的薄膜由于其亲水性，故水蒸气渗透性高。,思 考 题,1.什么是食品的化学保藏、生物防腐剂？2.防腐剂苯甲酸使用时需注意哪些事项？,