甲酸(C6H5COOH)和苯甲酸鈉(C6H5COONA)又稱安息香酸(benzoicacid)和安息香酸鈉(sodiumbenzoate),系白色結(jié)晶,苯甲酸微溶于水,易溶于酒精;苯甲酸鈉易溶于水。苯甲酸對人體較安全,是我國允許使用的兩種國家標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)防腐劑之一。
苯甲酸抑菌機(jī)理是,它的分子能抑制微生物細(xì)胞呼吸酶系統(tǒng)活性,特別是對乙酰輔酶縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的抑制作用。在高酸性食品中殺菌效力為微堿性食品的100倍,苯甲酸以未被解離的分子態(tài)才有防腐效果,苯甲酸對酵母菌影響大于霉菌,而對細(xì)菌效力較弱。
允許用量為醬油、醋、果汁類、果醬類、罐頭,最大用量1.0 g/kg;葡萄酒、果子酒、瓊脂軟糖,最大用量0.8 g/kg;果子汽酒,0.4 g/kg;低鹽醬菜、面醬灶、蜜餞類、山楂類、果味露最大用量0.5g/kg(以上均以苯甲酸計,1g鈉鹽相當(dāng)于0.847g苯甲酸)。
對羥基苯甲酸酯(p-hydroxy-benzoateester)是白色結(jié)晶狀粉末,無臭味,易溶于酒精,對羥基苯甲酸酯抑菌機(jī)理與苯甲酸相同,但防腐效果則大為提高?咕栏Яκ躳H值(pH4—6.5)的影響不大,偏酸性時更強(qiáng)些。對羥基苯甲酸酯類對細(xì)菌、霉菌、酵母都有廣泛抑菌作用,但對G-桿菌和乳酸菌的作用較弱。在食品工業(yè)應(yīng)用較廣,最大使用量為1g/kg。對羥基苯甲酸乙酯用于醬油為0.25g/kg;醋為0.1g/kg;丙酯用于清涼飲料為0.1g/kg;水果、蔬菜表皮為0.012g/kg;果子汁、果醬,0.20g/kg。
柵欄技術(shù)
隨著人們對食品防腐保鮮研究的深入,對于保鮮理論也有了更新的認(rèn)識,研究人員一致認(rèn)為,沒有任何一種單一的保鮮措施是完美無缺的,必須采用綜合保鮮技術(shù)。目前保鮮研究的主要理論依據(jù)是柵欄因子理論。
柵欄因子理論是德國肉類食品專家Leistner博士提出的一套系統(tǒng)科學(xué)地控制食品保質(zhì)期的理論。該理論認(rèn)為,食品要達(dá)到可貯性與衛(wèi)生安全性,其內(nèi)部必須存在能夠阻止食品所含腐敗菌和病原菌生長繁殖的因子,這些因子通過臨時和永久性地打破微生物的內(nèi)平衡(微生物處于正常狀態(tài)下內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定和統(tǒng)一),從而抑制微生物的致腐與產(chǎn)毒,保持食品品質(zhì)。這些因子被稱為柵欄因子。這些因子及其互作效應(yīng)決定了食品的微生物穩(wěn)定性,這就是柵欄效應(yīng)。在實際生產(chǎn)中,運(yùn)用不同的柵欄因子,科學(xué)合理地組合起來,發(fā)揮其協(xié)同作用,從不同的側(cè)面抑制引起食品腐敗的微生物,形成對微生物的多靶攻擊,從而改善食品品質(zhì),保證食品的衛(wèi)生安全性,這一技術(shù)即為
食品防腐保鮮理論:
柵欄技術(shù)。
1)柵欄技術(shù)與微生物的內(nèi)平衡食品防腐中一個值得注意的現(xiàn)象就是微生物的內(nèi)平衡。微生物的內(nèi)平衡是微生物處于正常狀態(tài)下內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定和統(tǒng)一,并且具有一定的自我調(diào)節(jié)能力,只有其內(nèi)環(huán)境處于穩(wěn)定的狀態(tài)下,微生物才能生長繁殖。例如,微生物內(nèi)環(huán)境中pH值的自我調(diào)節(jié),只有內(nèi)環(huán)境pH值處于一個相對較小的變動范圍,微生物才能保持其活性。如果在食品中加入防腐劑破壞微生物的內(nèi)平衡,微生物就會失去生長繁殖的能力。在其內(nèi)平衡重建之前,微生物就會處于延遲期,甚至死亡。食品的防腐就是通過臨時或永久性打破微生物的內(nèi)平衡而實現(xiàn)的。
將柵欄技術(shù)應(yīng)用于食品的防腐,各種柵欄因子的防腐作用可能不僅僅是單個因子作用的累加,而是發(fā)揮這些因子的協(xié)同效應(yīng),使食品中的柵欄因子針對微生物細(xì)胞中的不同目標(biāo)進(jìn)行攻擊,如細(xì)胞膜、酶系統(tǒng)、pH值、水分活性值、氧化還原電位等,這樣就可以從數(shù)方面打破微生物的內(nèi)平衡,從而實現(xiàn)柵欄因子的交互效應(yīng)。在實際生產(chǎn)中,這意味著應(yīng)用多個低強(qiáng)度的柵欄因子將會起到比單個高強(qiáng)度的柵欄因子更有效的防腐作用,更有益于食品的保質(zhì)。這一“多靶保藏”技術(shù)將會成為一個大有前途的研究領(lǐng)域。
對于防腐劑的應(yīng)用而言,柵欄技術(shù)的運(yùn)用意味著使用小量、溫和的防腐劑,比大量、單一、強(qiáng)烈的防腐劑效果要好得多。如Nisin在通常情況下只對革蘭氏陽性菌起抑制作用,而對革蘭氏陰性菌的抑制作用較差。然而,當(dāng)將Nisin與螯合劑EDTA-二鈉、檸檬酸鹽、磷酸鹽等結(jié)合使用時,由于螯合劑結(jié)合了革蘭氏陰性菌的細(xì)胞膜磷脂雙分子層的鎂離子,細(xì)胞膜被破壞,導(dǎo)致膜的滲透性加強(qiáng),使Nisin易于進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),加強(qiáng)了對革蘭氏陰性菌的抑制作用。
2)食品中的防腐保質(zhì)柵欄因子 食品防腐上最常用的柵欄因子,無論是通過加工工藝還是添加劑方式設(shè)置的,應(yīng)用時僅有少數(shù)幾個。隨著對食品保鮮研究的發(fā)展,至今已經(jīng)確認(rèn)可以應(yīng)用于食品的柵欄因子很多。例如高溫處理、低溫冷藏、降低水分活性、調(diào)節(jié)酸度、降低氧化還原電位、應(yīng)用乳酸菌等競爭性或拮抗性微生物以及應(yīng)用亞硝酸鹽、山梨酸鹽等防腐劑。
3)柵欄技術(shù)與食品的品質(zhì)
從柵欄技術(shù)的概念上理解食品防腐技術(shù),似乎側(cè)重于保證食品的微生物穩(wěn)定性,然而柵欄技術(shù)還與食品的品質(zhì)密切相關(guān)。食品中存在的柵欄因子將影響其可貯性、感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、工藝特性和經(jīng)濟(jì)效益。同一柵欄因子的強(qiáng)度不同,對產(chǎn)品的作用也可能是相反的。例如在發(fā)酵香腸中,pH值需降至一定的限度才能有效抑制腐敗菌,但過低則對感官質(zhì)量不利。因而在實際應(yīng)用中,各種柵欄因子應(yīng)科學(xué)合理地搭配組合,其強(qiáng)度應(yīng)控制在一個最佳的范圍。