主要化学合成防腐剂
(1)苯甲酸及苯甲酸钠。苯甲酸和苯甲酸钠又称为安息香酸和安息香酸钠。
其抑菌作用的机理是阻碍微生物细胞呼吸系统,使三羧酸循环(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,并阻碍细胞膜的功能。
该防腐剂为白色结晶或颗粒,略带安息香气味,性质稳定,易溶于水,为广谱抑菌剂。其抑菌效果因H值而异,一般在低pH值范围内抑菌效果显著,最适宜pH值为2.5~4.0,pH值高于5.4时则失去对多数篝菌和酵母的抑菌作用。试验证明, pH值=4.5时苯甲酸完全抑制微生物的最低含量(质量分数)为0.05%-0.1%。
苯甲酸及其钠盐作为防腐剂比较安全,摄入体内经过肝脏,大部分在9~15h与甘氨酸结合为马尿酸随尿排出体外,剩余部分再与葡萄糖酸结合解毒。试验证明在体内无积累,但对肝功能衰弱者不太适宜。联合国粮农组织及世界卫生组织
(FAO/WHO)规定,苯甲酸或苯甲酸钠按人体每千克体重日摄入量(ADI)为0~5mg,以保证食品的卫生安全。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,因此操作人员需要采取戴口罩、手套等防护措施。
(2)山梨酸及山梨酸钾。山梨酸和山梨酸钾又称为花橛酸和花橛酸钾。其抑菌机理为阻碍微生物细胞中的脱氢酶系统,并与酶系统中的硫基结合,使多种重要酶系统被被坏,从而达到抑菌和防腐的要求。
该防腐剂为无色或白色结晶,无臭或稍有刺鼻的气味,·对光、热稳定,但久置空气中易氧化变色。山梨酸微溶于水及有机溶剂,加热至228℃时分解;山梨酸钾易溶于水,并溶于乙醇,加热至270℃时分解。
山梨酸及其钾盐对污染食品的瑶菌、酵母和好气性微生物有明显的抑菌效果,但对能形成芽孢的兼气性微生物和嗜酸乳杆菌的抑制作用甚微。山梨酸的防腐效果一般随pH值升高而降低,试验证明山梨酸的抗菌力在pH值低于5~6时最佳。
从化学结构讲,山梨酸及其钾盐属于不饱和脂防酸,摄入人体后能在正常的代谢过程中被氧化成水和二氧化碳,一般属于无毒害的防腐剂。联合国粮食和农业组织及世界卫生组织规定山梨酸及其钾盐的ADI值为0~25mg/kg。山梨酸及其钾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。
(3)对羟基苯甲酸酯。对羟基苯甲酸酯又称为对羟基安息香酸酯或泊尼金酯,是国际上允许使用的一类食品防腐剂。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,目前在食品中应用的有对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸异丙酯、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸异丁酯五种。
其中,对羟基苯甲酸丁酯防腐效果最佳。
对羟基苯甲酸酯多呈白色结晶,稍有涩味,几乎无臭,无吸湿性,对光和热稳定,微溶于水而易溶于乙醇和丙二醇。其抑菌机理与苯甲酸基本相同,主要使微生物细胞呼吸酶系统与电子传递酶系统的活性受抑制,并能破坏微生物细胞膜的结构,从而起到防腐的效果。
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,但酸性条件下防腐效果较好。该防腐剂属于广谱抑菌剂,对霉菌和酵母作用较强,而对细菌中的革兰阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。试验证明,在pH值=5.5时对羟基苯甲酸丁酯完全抑制微生物需要的浓度最低,抗菌能力最强。通过动物毒理试验证明,对羟基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸,是较为安全的防腐剂。联合国粮食和农业组织及世界卫生组织规定对羟基苯甲酸酯的ADI值为0~10mg/kg。该防腐剂曾用于酱油、酱菜等食品的防腐,其最大用量以对羟基苯甲酸计,每千克食品为0.1g。该防离剂性质稳定,无毒性,使用时比较安全。
(4)脱氢醋酸和脱氢醋酸钠。脱氢醋酸和脱氢醋酸钠为白色、无味、无臭化合物。脱氢醋酸易溶于乙醇,难溶于水,但在碳酸氢纳水溶液中易溶;脱氢醋酸钠易溶于水、甘油、丙二醇,微溶于乙醇。
它们防腐效果主要是由三羟基甲烷结构与金属离子发生整合作用从而损害微生物的酶系统的。两者有较强的抗菌力,而对霉菌、酵母的抗菌力尤强,0.1%的含量可有效地抑制霉菌,而抑制细菌的含量(质量分数)为0.4%。
脱氢醋酸和脱氢醋酸钠是一种毒性很低的对热较稳定的防腐剂。当pH值在酸性范围内时,其抗菌力最强。腐乳、什锦酱菜、原汁橘酱允许用量:0.3gkg(以脱氢醋酸计)。