食品有機(jī)工藝-山梨酸

1、食品有機(jī)工藝防腐劑之山梨酸引言食品防腐劑是抑制物質(zhì)腐敗的藥劑。即對(duì)以腐敗物質(zhì)為代謝底物的微生物的生長具有持續(xù)的抑制作用，它是延長食品保質(zhì)期的一種食品添加劑。重要的是它能在不同情況下抑制最易發(fā)生的腐敗作用，特別是在一般滅菌作用不充分時(shí)仍具有持續(xù)性的效果。常見的防腐劑應(yīng)用，對(duì)纖維和木材的防腐用礦油、煤焦油、丹寧，對(duì)生物標(biāo)本用甲醛、升汞、甲苯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂類樹脂。在食品中使用防腐劑受到限制，因此多靠干燥、腌制等一些物理的方法。特殊的防腐劑有乙酸等有機(jī)酸、以油酸脂為成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。對(duì)于生物體的局部（如人體表面或消化道），可以根據(jù)具體條件采用各種防腐劑（如碘

2、仿、水楊酸苯酯、苯胺染料或吖啶類色素等）。簡介我國規(guī)定使用的防腐劑有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、丙酸鈣等 25 種。國外使用的食品防腐劑有幾十種之多, 山梨酸是迄今公認(rèn)的毒性最低的食品防腐添加劑, 它可以用于多種食品。它是一種不飽和脂肪酸, 在人體內(nèi)參加正常生理代謝, 根據(jù)試驗(yàn)證明, 山梨酸在體內(nèi)（ 如肝、腎中） 沒有積累。其LD=10.5± 1.96克/公斤體重,毒性與食鹽相當(dāng)。因此，目前國外有些國家就食品防腐劑指定使用山梨酸, 已不允許使用苯甲酸類。山梨酸又是優(yōu)良防霉劑, 具有抑制微生物繁殖的作用, 山梨酸對(duì)霉菌、酵母和好氣性細(xì)菌均有抑制作用, 但對(duì)厭氣性芽胞桿菌、乳酸菌

3、等則無效。山梨酸還可在較寬的pH值范圍內(nèi)應(yīng)用，對(duì)食品味 道的影響比苯甲酸小。山梨酸，英文名稱：Sorbic acid , 又名 2.4 已二烯酸,2 丙烯基丙烯酸。山梨酸是一種不飽和脂肪酸，就象其他天然的脂肪酸一樣，在人體中參加新陳代謝，被人體消化和吸收，產(chǎn)生二氧化碳和水。世界衛(wèi)生組織為（ WTO的一些專家研究表明，被人體能安全吸收的山梨酸是世界衛(wèi)生組織添加劑委員會(huì)允許使用的很少幾種防腐劑之一，具有較高的安全性和對(duì)霉菌很強(qiáng)的抑制能力。山梨酸 （及山梨酸鹽類，如山梨酸鉀）在食品上的應(yīng)用，被美國食品和藥物管理部門規(guī)定為“公認(rèn)安全"（GRAS品種。摘要食品是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，而

4、食品工藝的發(fā)展對(duì)于改善人們食物結(jié)構(gòu)、方便人們生活、提高人民體質(zhì)具有重要意義。山梨酸類防腐劑種類山梨酸類有山梨酸、山梨酸鉀和山梨酸鈣三類品種。山梨酸不溶于水外，使用時(shí)須先將其溶于乙醇或硫酸氫鉀中，使用時(shí)不方便且有刺激性，故一般不常用；山梨酸鈣規(guī)定其使用范圍小，所以也不常使用；山梨酸鉀則沒有它們的缺點(diǎn)，易溶于水、使用范圍廣，我們經(jīng)?？梢栽谝恍╋嬃?、果脯、罐頭等食品看到它的身影； 在這里我重點(diǎn)介紹一下山梨酸鉀：它為不飽和六碳酸；一般市場上出售的山梨酸鉀呈白色或淺黃色顆粒，含量在98%-102%； 無臭味、 或微有臭味，易吸潮、易氧化而變褐色，對(duì)光、熱穩(wěn)定，相對(duì)密度1.363，熔點(diǎn)在270分解，其1%

5、溶液的PH=7-&山梨酸鉀為酸性防腐劑，具有較高的抗菌性能，抑制霉菌的生長繁殖； 其主要是通過抑制微生物體內(nèi)的脫氫酶系統(tǒng)，從而達(dá)到抑制微生物的生長和起防腐作用，對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用；其效果隨PH的升高而減弱，PH達(dá)到3時(shí)抑菌達(dá)到頂峰，PH達(dá)至IJ 6時(shí)仍有抑菌能力，但最底濃度不能底 于0.2%,實(shí)驗(yàn)證明PH為3.2比PH為2.4的山梨酸鉀溶液浸漬，未經(jīng)殺菌處理 的食品的保存期短24倍。山梨酸及山梨酸鉀是國外普遍使用的防腐劑之一。 我國已將山梨酸和山梨酸 鉀列入GB2760-1996食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，作為低毒的食品添加劑，在 國內(nèi)最終代替苯甲酸鈉已成必然趨勢(shì)， 這對(duì)于保

6、障人民的身體健康，有著十分重 大的意義。山梨酸類防腐劑主要特點(diǎn)(1 )、防腐效果明顯高于苯甲酸類，是苯甲酸類的510倍，一般使用量0.2 1.0克/千克。(2)、產(chǎn)品毒性低，是苯甲酸鹽的 1/4,是食鹽的一半。(3)、不改變食品特性，是一種不飽和脂肪酸及其鹽類，參與人體的新陳代謝， 產(chǎn)生二氧化碳和水，可看成是食品的一部分，保持食品原有的色、香、味和營養(yǎng) 成份。(4)、使用范圍廣泛，不僅應(yīng)用于各類食品的防霉防腐，而且醫(yī)藥、煙草、造 紙、化妝品、牙膏、飼料、水果保鮮等行業(yè)也有很大應(yīng)用。(5)、操作方便靈活，可直接添加，也可噴灑或浸漬。因此，聯(lián)合國糧農(nóng)組織 和世界衛(wèi)生組織、美國、英國、日本以及中國、

7、東南亞國家都推薦山梨酸及山梨 酸鉀作為各類食品的防腐劑。(6)、人體安全使用范圍：每天每千克體重使用量不超過25mg山梨酸類防腐劑作用機(jī)理山梨酸、山梨酸鉀和山梨酸鈣它們?nèi)N的作用機(jī)理相同， 毒性比苯甲酸類和 尼泊金酯要小，日允許量為25mg/Kg ,苯甲酸5倍，尼泊金酯的2.5倍，是一種相對(duì)安全的食品防腐劑；在我國可用于醬油、醋、面醬類、果醬類、醬菜類、罐頭類和一些酒類等等食品。其作用機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾方面：能使微生物的蛋白質(zhì)凝固或變性，從而干擾其生長和繁殖。防腐劑對(duì)微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜產(chǎn)生作用。由于能破壞或損傷細(xì)胞壁，或能干擾細(xì)胞壁合成的機(jī)理，致使胞內(nèi)物質(zhì)外泄，或影響與膜有關(guān)的呼吸鏈電子傳

8、遞系統(tǒng)，從而具有抗微生物的作用。作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯等。作用于微生物體內(nèi)的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。防腐機(jī)理食品大多是動(dòng)物和植物的組織, 它含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)、水份和能分解食品組成的酸類。在存放食品時(shí), 由于溫度、濕度、 環(huán)境衛(wèi)生條件等因素控制失當(dāng), 各種細(xì)菌微生物中的酶就會(huì)不斷發(fā)生代謝作用, 食品中的飽和脂肪酸被氧化并發(fā)生脫氫現(xiàn)象, 形成不飽和脂肪酸, 導(dǎo)致食品腐爛變質(zhì)。但是 , 加入適量的山梨酸可控制脫氫酶的活動(dòng), 阻止脂肪酸氧化、脫氫 ,從而抑制各種細(xì)菌微生物在食品中進(jìn)行生長繁殖。由于山梨酸是一種具有共軛雙烯鍵不飽和脂肪酸,

9、 屬于酸性防腐劑, 在 pH < 6 的條件下, 其雙烯鍵同食品中微生物酶的硫氫基結(jié)合形成共價(jià)鍵, 使硫氫基失去活力, 從而抑制微生物的繁殖, 達(dá)到對(duì)食品防腐保鮮作用。合成工藝其合成工藝路線有以下幾近年來各國相繼開展山梨酸合成研究工作 巴豆醛和丙二酸為主要原料, 以吡啶為催化劑合成山梨酸。 乙醛在仲胺鹽催化下三聚成2, 42 己二烯醛（ 山梨醛 ） , 再氧化成山梨酸。巴豆醛和乙烯酮為主要原料, 先生成聚酯, 再經(jīng)熱解、酸解而生成山梨酸。巴豆醛和丙酮為主要原料, 先生成巴豆烯叉丙酮, 再氧化成山梨酸。1工藝流程2反應(yīng)機(jī)理在反應(yīng)過程中, 主要反應(yīng)如下1）縮合2）合成3）酸解山梨酸類防腐劑的

10、應(yīng)用山梨酸能抑制霉菌、酵母菌、芽胞梭狀桿菌和嗜冷腐敗菌的生長, 因此 , 防腐效果十分明顯, 且能保持食品原有的色、香、 味。 據(jù)資料報(bào)道, 山梨酸防腐效果是苯甲酸的810倍，由于苯甲酸中的苯環(huán)有致癌之嫌，所以人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂蒙嚼嫠?。山梨酸屬多碳脂肪? 在水中溶解度較小,使用時(shí)通常配以KOH, 形成山梨酸鉀, 增大在水中溶解度, 使用起來比較方便。目前山梨酸的應(yīng)用已被推廣到肉制品、乳制品、糕點(diǎn)、面包、果酒飲料、調(diào)料、 干酪、 水果、 蔬菜、 罐頭、化妝品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)。山梨酸在其它工業(yè)上的應(yīng)用也日益廣泛。由于山梨酸共軛雙烯鍵具有較強(qiáng)的活性, 可以進(jìn)行加成、鹵化、 酯化等一系列反應(yīng), 可用于石油工業(yè)中,增加干性油的品位, 提高汽油的辛烷值, 改進(jìn)冷橡膠的研磨性能, 增進(jìn)油漆的光澤; 也可用作制造增塑劑、潤滑劑、昆蟲引誘劑、粘膠劑和合成纖維助劑等的中間體、異戊二烯的熱穩(wěn)定劑。隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 商業(yè)和對(duì)外貿(mào)易飛速發(fā)展的需要, 山梨酸將得到更加廣泛地開發(fā)和利用。結(jié)束語山梨酸是迄今為止國際公認(rèn)的最好的防腐劑隨著人民生活水平的提高，對(duì)食品添加劑的安全性要求將逐漸提高，山梨酸替代苯甲酸以已為食品工業(yè)發(fā)展的 必然趨勢(shì)。山梨酸除了廣泛