软饮料工艺学：防腐剂的作用及使用方法

2023-12-05 百科知识版权反馈

【摘要】：防腐剂对微生物有杀灭或抑制其生长的作用，可防止食品的腐败和变质，因而可以提高食品的保藏期。有机防腐剂主要是苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类和丙酸盐等。无机防腐剂有二氧化硫、亚硫酸盐等。使用亚硫酸盐一般为0.25%，亚硫酸盐会被空气中的氧氧化成硫酸盐，失去防腐能力，也可能和糖结合而失去防腐能力。

3.5　防腐剂

防腐剂(preservatives)是指能防止由微生物引起的腐败变质，以延长食品保存期的食品添加剂。防腐剂对微生物有杀灭或抑制其生长的作用，可防止食品的腐败和变质，因而可以提高食品的保藏期。

防腐剂按其来源和性质可以分为有机防腐剂与无机防腐剂两类。有机防腐剂主要是苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类和丙酸盐等。无机防腐剂有二氧化硫、亚硫酸盐等。此外，还有乳酸链球菌肽等肽类抗生素。

(1)苯甲酸和苯甲酸钠　苯甲酸(benzoic acid)又名安息香酸，为白色鳞片状或针状结晶，性质稳定，有吸湿性，在酸性条件下易随水蒸气挥发。苯甲酸能非选择性抑制大范围的微生物细胞呼吸酶系的活性，特别是具有很强的阻碍乙酰辅酶A缩合反应的能力。此外，它也是阻碍细胞膜作用的因素之一。苯甲酸属于广谱防腐剂，苯甲酸及其钠盐需要在酸性条件下通过未解离的分子起抗菌作用，因此，苯甲酸在酸性环境中对大范围的微生物均有效，pH值为2.5～4.0时苯甲酸杀菌效果最好，在此范围内完全抑菌的最小浓度为0.05%～0.1%。

苯甲酸钠(sodium benzoate)为白色颗粒或结晶性粉末，易溶于水，1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸。根据GB2760—2007规定，苯甲酸和苯甲酸钠可在碳酸饮料、果汁(味)饮料、桶装浓缩果蔬汁中使用，最大使用量分别为0.2g/kg、1.0g/kg和2.0g/kg(以苯甲酸计)，苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，以苯甲酸计，不得超过最大使用量。

(2)山梨酸和山梨酸钾　山梨酸(sorbic acid)为无色单斜晶体或白结晶性粉末，无臭或稍带刺激性臭味，耐光、耐热，但在空气中长期放置时易被氧化着色，从而降低防腐效果。难溶于水。山梨酸能与微生物酶系统中的巯基结合，从而破坏许多重要酶系统的作用，达到抑制微生物生长繁殖和防腐的目的。山梨酸的抑菌活性受pH值影响，pH值越低，抗菌作用越强。山梨酸钾(potassium sorbate)为无色鳞片状结晶或结晶性粉末，易溶于水，因此被广泛应用。

根据GB2760—2007规定，山梨酸和山梨酸钾可用于碳酸饮料、果汁(味)饮料、桶装浓缩果蔬汁、乳酸菌饮料、含乳饮料等，其最大使用量分别为0.2g/kg、0.5g/kg、0.2g/kg、1.0g/kg、0.5g/kg。山梨酸与山梨酸钾同时使用时，以山梨酸计，不得超过其最大使用量。

(3)对羟基苯甲酸酯类(乙酯、丙酯、丁酯)又名尼泊金酯，是苯甲酸的衍生物。对羟基苯甲酸酯类为无色小结晶或白色结晶性粉末，无臭，开始无味，后来稍有涩味，难溶于水。其抑菌效果随碳原子数的增多而增强，其毒性则随碳原子数的增多而减弱，其溶解度随碳原子数增多而减小。可破坏细胞膜，使细胞内蛋白质变性，并可抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，对霉菌、酵母菌、细菌有广谱抗菌作用。

根据GB2760—2007规定，可用于碳酸饮料，其最大使用量(以对羟基苯甲酸计)为0.2g/kg，也可用于果汁(味)饮料，其最大使用量(以对羟基苯甲酸计)为0.25g/kg。(www.chuimin.cn)

(4)亚硫酸盐类　在无机化学防腐剂中，亚硫酸盐类主要作为漂白剂，由于它同时可抑制微生物活动所需酶的活性，因此具有酸型防腐剂的特性，在国外也用于原料果汁的保存。其杀菌原理在于它生成的亚硫酸。酸性条件有利于生成未解离的亚硫酸分子，其杀菌能力强。

使用亚硫酸盐一般为0.25%，亚硫酸盐会被空气中的氧氧化成硫酸盐，失去防腐能力，也可能和糖结合而失去防腐能力。亚硫酸盐因为其有效的防腐作用所需的浓度会引起果汁变味，所以不能用于原料以外的制品。在使用中还要注意防止和金属接触，避免还原生成硫化氢带来异味。

(5)新型防腐剂

1)乳酸链球菌素(Nisin)　又称乳链菌素、乳链菌肽，是N型血清的某些乳酸链球菌代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的小肽，为白色或略带黄色的结晶性粉末或颗粒，略带咸味，是一种高效、安全、无毒副作用的天然食品防腐剂。乳酸链球菌素本身是一种酸，其稳定性随pH值下降而提高。其抑菌活性与受热温度、受热时间有直接关系。乳酸链球菌素的抗菌谱比较窄，只能杀死或抑制革兰阳性细菌，如乳杆菌、明串珠菌等。根据GB2760—2007规定，其用于罐头、植物蛋白饮料最大使用量为0.2g/kg。

2)纳他霉素(natamycin)　是一种多烯烃大环内酯类抗真菌剂，是白色至乳白色粉末，无味，微溶于水，pH值低于3.0或高于9.0可提高其溶解度，在大多数食品pH值范围内非常稳定，但pH值低于3.0或高于9.0，抑菌活性可降低30%。由于具有多烯大环内酯结构，因此对紫外线较为敏感，不宜与阳光接触。纳他霉素对大部分真菌都有高度的抑制作用，但对细菌、病毒和其他微生物(如原虫等)则无抑制作用。

3)鱼精蛋白(nucleoprotamine)　是一种多聚阳离子肽，以核精蛋白形式存在，是一种小而简单的球形碱性蛋白质。产品为白色至淡黄色粉末，溶于水，在碱性和中性条件下对耐热芽孢杆菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、霉菌和革兰阴性菌有较强的抑制作用，pH值7.0～9.0抑菌活性最高，热稳定性好。其作用机制是抑制细胞电子传递系统中的一些特定成分，抑制一些与细胞膜有关的新陈代谢过程。鱼精蛋白与甘氨酸、醋酸、酿造醋等合用，再配合碱性盐类可增强其抑菌作用，但与蛋白质、酸性多糖等结合呈不溶性，降低其抑菌效果。

4)溶菌酶(muramidase)　是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，又称白细胞壁溶解酶。溶菌酶是一种无毒副作用的蛋白质，又具有一定的溶菌作用，现在已经广泛应用于水产品、蛋糕、饮料等食品中的防腐。目前实际应用的是鸡蛋清溶菌酶，为白色、无臭结晶性粉末，味甜，应用于发酵饮料中防腐的效果较好。溶菌酶抗菌谱较窄，只对革兰阳性菌起作用，为了加强其溶菌作用，人们常将其与甘氨酸、聚合磷酸盐等物质配合使用，以增强对革兰阴性菌的溶菌作用，在食品防腐中效果显著。

软饮料工艺学：防腐剂的作用及使用方法

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