食品防腐剂和抗氧化剂一、食品防腐剂 1、食品防腐剂应具备的条件 （1）卫生安全 （2）使用有效 （3）不破坏食品的固有品质 2、常用化学防腐剂及其作用机理 （1）合成有机防腐剂 苯甲酸和苯甲酸钠 山梨酸和山梨酸钾 对羟基苯甲酸酯 脱氢醋酸和胶氢醋酸钠 丙酸盐 （2）无机防腐剂 亚硫酸及其盐类 硝酸盐和亚硝酸盐 （3）天然防腐剂及其应用 酒精 有机酸 甲壳素和壳聚糖 乳酸链球菌素 二、食品抗氧化剂 1、概念 食品抗氧化剂是添加于食品后阻止或延迟食品氧化，提高食品质量的稳定性和延长储存的一类食品添加剂。 （1）防止食品酸败用的抗氧化剂 a、油脂的氧化和抗氧化剂的基本作用 b、氧化作用的催化和抑制因素 温度 光线 碱 色素 氧的有效量 重金属 c、抗氧化剂的增效作用 d、常用的抗氧化剂 丁基羟基茴香醚（ BHA ） 二丁基羟基羟甲苯（ BHT ） 没食子酸丙酯 叔丁基对苯二酚 生育酚混合物 茶多酚 （2）防止食品褐变的抗氧化剂 a、食品的褐变 不少果蔬组织在切割、去皮、切片和磨碎后极易出现褐变的现象。和氧气直接接触后，外层潮湿面上的抗坏血酸就会立刻被氧化掉。当这种反应结束后，继之就会出现多酚氧化酶催化氧化和呈色物质反应时形成棕褐色的褐变。 b、常用的抗氧化剂 抗坏血酸即维生素 C 异抗坏血酸 三、食品防腐剂和抗氧化剂的使用问题 1、确定使用量极限时必须将下列各因素考虑在内： （1）应对加有保藏剂的食品或多种食品消费量做出充分的估计。 （2）动物试验中表明生理正常现象开始出现偏向时的最低使用量。 （3）对所有各类消费者健康的任何危害性降低到最低程度时，保证完全适宜的极限。 2、使用要求（1）使用的食品保藏剂本身并无毒害或在加工中和食用前极易从食品中清除掉。 （2）少量使用时就能防止腐败变质或改善品质的要求。 （3）不会引起食品发生不可逆性的化学变化，并且不会使食品出现异味，但允许改善风味。 （4）不会与生产设备及容器等发生化学反应。四、化学处理实例 1、防腐剂实例 无机类 SO2 、亚硫酸盐类 漂白作用和还原作用 主要对过敏的哮喘者有诱发的可能 抑菌作用、抑制昆虫 过氧化氢 对厌氧芽孢杆菌杀灭效果好。 卤素（氯） 消毒原理次氯酸，工厂设备清洗及加工用水消毒 水中存在能和氯反应并使它失去杀菌效力的物质。只有这些 物质全部和氯结合后，才具有有效的杀菌能力。 CO2 高浓度的 CO2 阻止微生物的生长。 亚硝酸盐和硝酸盐 都有延迟微生物生长的作用，后者由于靠酶转化或亚硝酸盐而起作用，用量大一些。 有机类 苯甲酸及钠盐 pH 值从7.0降到3.5,防腐能力可增加 5-10 倍,对酵母的影响大于霉菌的影响。 对细菌效力极弱 山梨酸及其钾盐 对霉菌有较强的抑制作用 对厌氧菌无效；在微生物数量过高的情况下，发挥不了作用。 其它酸类 丙酸、丙酸钙 能有效地抑制引起食品发粘的菌类，而且它抑菌霉菌生长时，对酵母的生长基本无影响。 脱氢醋酸、双乙酸钠 生物代谢产物 抗菌素 抗菌作用有选择性 乳酸链球菌素 能杀死革兰氏阳性菌，特别是孢子。 对阴性菌、酵母和霉菌均无作用。 纳它链霉素 对酵母和霉素有效 对细菌无效 植物杀菌素 2、抗氧化剂实例 防止食物哈败的抗氧化剂 BHA 丁基羟基茴香醚 截获游离基，切断游离基反应；用于脂肪或多脂类食品。 BHT 二丁基羟基对甲酚 PG 没食子酸甲酯 抗坏血酸 茶多酚 金属螯合物 防止褐变用抗氧化剂 抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸 和氧气作用消耗掉氧气 概念分离过程是食品加工中的一个主要操作，它是依据某些理化原理将一种中间产品中的不同组分分离。 例如：蒸发技术即通过发生汽化作用使蒸汽与液体分开。 超滤是一种依据分子大小来分离食品组分的分离技术。 其它分离方法包括干燥和冷冻浓缩。 食品的分割处理 一、分割处理1、概念将原料切成一定尺寸的特定形态称为分割。 2、分割机械的种类 切片机：由往复运动的台及回转刀所构成。用于肉、面包、蔬菜等的切片。 切块机：切成小方块的机器。用于马铃薯、水果等的切块。 面团分割机：用于面团的分割。 线切机：用于饼干、乳酪等的切断。以金属线切断饼干面团，特征为面团不附着于金属线。 带锯机：锯带以高速上下移动的方式锯断原料。适用于冷冻或生鲜屠体肉的分割。 面条切截机：辊筒的间隙调整至切刀的沟轮幅度以内，用于面带的切断。图1:切片机二、食品的物理机械分离 分离因子 分离原理 举例 机械分离 沉降 重力 密度差 水处理 离心 离心力 密度差 油精制、牛乳脱脂 旋风分离 惯性流动力 密度差 喷雾干燥 过滤 过滤介质 粒子大小 除菌、油喷雾干燥 / 果汁澄清、颗粒分离 压榨 机械力 压力下液体流动 油脂生产 平衡分离 蒸发 热 蒸汽压差 液体浓缩 蒸馏 热 蒸汽压差 芳香回收 结晶 冷却或蒸发 溶解度或熔点 糖精制、冻结产品 干燥 热 水蒸发 食品脱水 冷冻干燥 热 冻结 / 升华 食品干燥 反渗透 压力 / 膜 膜渗透性 果汁浓缩 超滤 压力 / 膜 膜渗透性 乳清粉生产、牛服浓缩 汽提 非挥发气体（蒸汽） 溶解度差 油脂脱臭 浸提 溶剂 有择溶解度 油提取、蔗糖抽提 吸附 固体吸附剂 吸附势 油脂脱色 离子交换 固体树脂 离子亲和力 乳清脱盐、水软化 1、过滤 （1）重要性和应用 图2:转鼓真空过滤机（2）操作原理 就是将物料通过过滤介质，留下一定大小的粒子。如图3所示. 过滤与其他膜分离(超滤和反渗透) 的区别在于被子分离粒子的大小,通常,过滤的粒子大小为0.1m或更大。含有因固体分散体的液体被压过过滤介质，过滤器保留固体粒子，液体通过。典型的是，尽管过滤的压力（ 30-75psi 200-500kPa）一般比超滤中使用的压力（50-150psi，350-1000Pa）要稍低，并大大低于反渗透使用的压力（150-1500psi，1-10Mpa），但是将液体压过膜仍然要用轻微的压力。 图3过滤体系有各种形式和构造, 最常用的一种是板框过滤, 如图4所示, 在过滤器的每一个板面安放过滤布, 以便悬浮液能够被泵入到两块过滤板之间的空室中，通过控制对悬浮液施加压力, 液体被迫通过过滤器。滤渣则保持在过滤介质中。滤渣在过滤器中堆积直至液体不再通过。此时，过滤器的流动必须反向，使过滤器中所含有的滤渣清除出来。 图4另一种普通的过滤机是连续旋转过滤机，它能连续操作，能大流量加工。旋转过滤机有许多种形式，在图5中有两种形式。在连续转鼓机中，被过滤的悬浮液在转鼓表面形成一层过滤介质，液体组分被吸入内部。鼓内有真空，增加过滤的速率和效率。当鼓旋转大约3/4时，干的过滤饼被除去并收集。在连续旋转带式过滤机中，浆料被装上带顶部，过滤是在带上从开头到末端的移动进行的，使液体通过过滤机并在底部被收集。一旦达到终点或转折点时，过滤饼被除去和收集。还有，在许多情况下真空操作可提供足够的推动力使过滤率提高。旋转带式过滤机经常用在油脂分馏中除去结晶脂类物质。 图5:连续旋转过滤机2、压榨 （1）重要性和应用 压榨可以定义为从半固体物料中加压：典型的种子榨油的加工步骤排出液体。 脱壳种子 轧坯 调理 蒸汽水 螺旋压榨 榨饼 过滤 澄清油 （2）操作原理当种子被置于相当大的压力下，种子的细胞会破裂，则所含的油流出来。 如图7所示。为了使内部结构破裂，借助于某些压力应用装置，使种子在平板或过滤器中进行压榨。间歇式压榨从可可豆中榨出可可油使用的压力高达41Mpa（6000psi）。便可以通过活塞装置或在间隙越来越窄的腔体内盘的旋转施加压力。图9.7显示了螺旋压榨机的工作原理。 图6：液压式压滤机 图73、离心 图8:立式过滤离心机（1）重要性和应用 应用离心机精制油的简单流程 油料NaOH 滞留混合器离心皂脚油水离心水干燥器真空精制油（2）操作原理 在离心机中利用旋转力来分离不同密度的物料。在油精制中，用离心机根据密度差来从水相（皂液）中分离出油相。在典型的离心分离机中，如图9所示，有许多圆盘片，相互重叠，间隔很小（不到1cm）。盘子的形状像漏斗呈45度角。圆盘垛以5000-6000r/min旋转产生相当大的离心力，未精制的油进入到圆盘垛的底部，通过圆盘上的一系列洞孔进入圆盘垛中。密度比油大的水相，被迫到离心机的外部区域，油迁移到离心机的内部，在圆盘垛的中心被收集。油相和水相两股液流都从离心机的顶部通过各自的路线被除去。 图9三、食品的扩散平衡分离 1、结晶 （1）重要性和应用 食品 晶体结构 物理属性 冰琪琳 冰 光滑 冻结食品 冰 质量和质构 巧克力 油脂 光滑、脆硬、光泽、脂肪颗粒稳定性 人造奶油、黄油 油脂 光滑、硬度、呈粒度 方登糖 糖 光滑 锅熬糖 糖 脆度 豆形胶质软糖等 糖 脆度 糖衣谷物制品 糖 外观（糖霜） （2）操作原理 为了形成结晶，液相需要冷却到冻结点（如冰或脂肪的熔化状态）下或者浓缩到溶解度（如蔗糖、盐等溶液）之上。为了在食品中冻成冰, 产品必须冻结到冻结点(熔化点)之下,冻结点是由相对小分子质量溶质(盐、糖等)的浓度决定的。像盐和单糖这样比较小的分子，对水的冻结点（熔点）有重要的影响。当食品冻结时，未冻结物质在这些可溶性组分中变得更浓，冻结点下降。在冻结浓缩过程中，冻结点下降不断进行，直到食品达到玻璃过渡态点。 图10，112、蒸馏 （1）重要性和应用 蒸馏被广泛用于化学和石油加工工业中分离具有不同挥发性的组分。 （2） 操作原理 当一种含有不同蒸汽压组分的物质被加热时，易挥发的组分（低蒸汽压）很容易挥发，能够从不易挥发组分（高蒸汽压）中分离。在简单的间歇式蒸镏中, 液体混合物被加热到煮沸, 形成的蒸汽被分离并浓缩而产生一个挥发组分高的产物（蒸馏液），使剩留液体（残液）中的这些挥发组分被排完。 在大部分工业蒸馏操作中，物料进入蒸馏柱，当物料连续流过体系时被加热。蒸汽上升到柱子顶部并被除去（同时），而残留液体降到瓶底使它们被分离（图12）。当液体和蒸汽流在蒸馏柱中相互通过时，汽液增加蒸馏柱中的分离，一部分浓缩蒸汽被加到柱子的顶部（回流）；一部分脚子被汽化（在重沸器中）并被加到柱子的底部，如图12 所示。这