1食品防腐劑的作用機(jī)理
    選用食品防腐劑的標(biāo)準(zhǔn)是“高效低毒”。高效是指對微生物的抑制效果較好，而低毒是指對人體不產(chǎn)生可觀察到的毒害。盡管生物界的基本代謝過程有很多相同與相似之處，但每一類生物的代謝是有很大差異的。人通過消化系統(tǒng)分解各種營養(yǎng)素，對食物進(jìn)行次篩選，棄去不可分解物；通過各類腸壁細(xì)胞吸收營養(yǎng)素，進(jìn)行第二次篩選，棄去不能吸收的物質(zhì)；通過血液與肝臟的選擇性利用與吸收，分解與排除人體不能利用的物質(zhì)。而微生物的代謝過程就簡單得多，一般各種物質(zhì)都是直接通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)，任何對其生理代謝產(chǎn)生干擾的物質(zhì)都可干擾微生物的生長。因此很多物質(zhì)對人體無任何不良影響，但對微生物的生長影響很大。由于不同類的微生物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、代謝方式是有差異的，因而同一種防腐劑對不同的微生物效果不一樣。

    防腐劑抑制與殺死微生物的機(jī)理是十分復(fù)雜的，目前使用的防腐劑一般認(rèn)為對微生物具有以下幾方面的作用：
    a）作用于細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的外流，從而使細(xì)胞失去活力。如苯甲酸和酚類物質(zhì)。
    b）使細(xì)胞活動(dòng)必需的酶失活。很多劑的作用就是通過抑制細(xì)胞中酶的活性或酶的合成來實(shí)現(xiàn)。這些酶既可以是基礎(chǔ)代謝的酶，也可能是合成細(xì)胞重要成分的酶，如蛋白質(zhì)或核酸合成的酶類。
    c）破壞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)或使其失去功能。
    原則上說，對霉菌細(xì)胞有作用的劑對人體細(xì)胞同樣有作用。但是這些劑在人體內(nèi)不像在霉菌細(xì)胞內(nèi)那樣容易達(dá)到有效作用的濃度。除非它們在人體內(nèi)有積累效應(yīng)，如氟化物和硼酸。大多數(shù)劑在人體內(nèi)會(huì)很快分解或直接排出體外，如山梨酸類。 食品中添加了有效濃度的劑后，經(jīng)一定時(shí)間總可以殺死其中的一些霉菌。然而，添加劑的目的是將食品中霉菌數(shù)目控制在腐敗水平以下，而不是對食品生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲藏中不良的衛(wèi)生條件所造成的霉菌大量繁殖后的補(bǔ)救措施。這就要求在生產(chǎn)實(shí)際中把握添加時(shí)機(jī)，一般在食品中霉菌數(shù)目較少時(shí)，即其中的霉菌還在延滯期時(shí)就采取防腐措施，這樣就能以較低的用量發(fā)揮有效的作用，而到對數(shù)生長期后，即使用量很高也不一定能達(dá)到要求。
    2常用蛋糕面包防腐劑
    一般而言，酸具有很強(qiáng)的防腐作用。實(shí)際上，大多數(shù)有效且廣泛應(yīng)用的防腐劑都是各種酸，如山梨酸、蘋果酸和丙酸鹽等等。這些防腐劑在低pH值下較之在高pH值條件下更為有效。其中，只有尼泊金酯在pH接近中性時(shí)仍具有有效的作用。
    （1）山梨酸類
    在培養(yǎng)基上已證實(shí)了山梨酸鹽對肉毒梭菌及蠟狀芽孢桿菌芽孢萌發(fā)的抑制作用。
    由于山梨酸類劑作為添加劑未發(fā)現(xiàn)對人有什么毒害作用，且譜很廣，幾乎在所有pH值低于6.0的食品中都可使用。在焙烤食品中山梨酸雖沒有丙酸用得廣泛，但因其抑制真菌作用較丙酸強(qiáng)，且在較高pH值仍有效，故仍是有用的。只是在使用中應(yīng)注意，如餅、甜食，則應(yīng)盡早加入，以便均勻分布。焙烤食品中使用限量1g/kg產(chǎn)品。
    （2）丙酸（calcium propionate）
    丙酸為無色透明液體，有刺激性氣味，可與水混溶。其鈣鹽、鈉鹽為白色粉末，水溶性好，氣味類似丙酸。丙酸及丙酸鹽均很易為人體吸收，并參與人體的正常代謝過程，無危害作用。世界很多國家都公認(rèn)其為安全食品添加劑。 丙酸的作用沒有山梨酸類和苯甲酸類強(qiáng)。丙酸主要對霉菌有抑制作用，在化學(xué)發(fā)酵劑生產(chǎn)的產(chǎn)品中，一般應(yīng)使用丙酸鈉，因鈣離子會(huì)影響發(fā)酵劑的作用。在面包中是用丙酸鈣，因?yàn)殁}可以增進(jìn)產(chǎn)品的營養(yǎng)，但焙烤食品中使用限量2.5g/kg產(chǎn)品。
    （3）脫氫醋酸鈉
    脫氫醋酸鈉是新研制的食品防腐保鮮劑，應(yīng)用于食品中，能抑制或殺死霉菌和某些細(xì)菌等微生物，從而起到食品的防腐保鮮作用，使食品貯存期延長。脫氫醋酸鈉與苯甲酸相比，防霉效果強(qiáng)25倍，而且水溶液穩(wěn)定，在食品中不留任何異味，對人體負(fù)作用。焙烤食品中使用限量0.5g/kg產(chǎn)品。
    （4）多種防腐劑同時(shí)使用
    復(fù)配型防腐劑由多種材料復(fù)配而成，具有改善品質(zhì)和防霉雙重作用，相互間有很好的協(xié)同作用。但應(yīng)滿足食品添加劑的使用規(guī)定：同一功能的食品添加劑（相同色澤著色劑、防腐劑、抗氧化劑）在混合使用時(shí)，各自用量占其使用量的比例之和不應(yīng)超過1。
    3防腐劑的合理使用及注意事項(xiàng)
    （1）正確選用防腐劑 不同的防腐劑理化特性不一樣。防腐劑的風(fēng)味與理化特性與食品相容，則可用于這些食品，相反則不能。另外，每種防腐劑往往只對一類或某幾種微生物有抑制作用，由于不同的食品中染菌的情況不一樣，需要的防腐劑也不一樣。如醋酸抗酵母菌和細(xì)菌的效果好，常用于蛋黃醬、醋泡蔬菜中，苯甲酸抗酵母和霉菌能力較強(qiáng)，常用于酸性食品、飲料及水果制品。丙酸對酵母菌基本無效，對其他菌有一定抑制力，所以主要用于焙烤食品。
    （2）注意防腐劑有效的pH值范圍 苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類均屬于酸性防腐劑。食品pH值對酸性防腐劑的防腐效果有很大的影響，pH值越低防腐效果越好。一般認(rèn)為，苯甲酸、苯甲酸鈉適用于pH值4.5-5以下，山梨酸及山梨酸鉀在pH值5-6以下。酸性防腐劑的防腐作用主要是依靠溶液的未電離分子。如果溶液中氫離子濃度增加，電離被抑制，未電離分子比例就大，由于未電離分子比較容易滲透微生物細(xì)胞膜，而改變其局部的pH值，而微生物對內(nèi)部pH值的變化更敏感，所以低pH值的防腐作用較強(qiáng)。
    （3）防腐劑的溶解與分散 防腐劑必須在食品中均勻分散，如果分散不均勻就達(dá)不到較好的防腐效果，所以防腐劑要充分溶解而分散于整個(gè)食品中。溶解時(shí)溶劑的選擇要注意，有的制品不能有酒味，就不能用乙醇作為溶劑；有的食品不能過酸，就不能用太多的酸溶解。溶解后的防腐劑溶液，也有不好分散的情況，由于加入到食品中化學(xué)環(huán)境改變，局部防腐劑過濃，會(huì)有防腐劑析出。如醇溶解的對羥基苯甲酸酯類，加到水相后，如未及時(shí)均質(zhì)，則會(huì)很快析出，浮于水相表面，不僅降低防腐劑的有效濃度，還影響食品的外觀。
    （4）食品的熱處理 一般情況下加熱可增強(qiáng)防腐劑的防腐效果，在加熱殺菌時(shí)加人防腐劑，殺菌時(shí)間可以縮短。例如在56℃時(shí)，使酵母營養(yǎng)細(xì)胞數(shù)減少到1/10需要180分鐘，若加入對羥基苯甲酸丁酯0.01％，則縮短為48分鐘，若加入0.5％，則只需要4分鐘。
    （5）防腐劑并用 各種防腐劑都有各自的作用范圍，在某些情況下兩種以上的防腐劑并用，往往具有協(xié)同作用，而比單獨(dú)作用更為有效。
    （6）減少食品的染菌 防腐劑一般殺菌作用很小，只有抑菌的作用，如果食品帶菌過多，添加防腐劑是不起任何作用的。因?yàn)樵谑称分械奈⑸�物基�?shù)大，盡管其生長受到一定程度的抑制，微生物增殖的量仍然很大，終通過其代謝分解使防腐劑失效。因此不管是否使用防腐劑，加工過程中嚴(yán)格的衛(wèi)生管理都是十分重要的。