山梨酸及其鹽類防腐作用的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

任劍豪，易 靈，吳衛(wèi)國(guó)

山梨酸及其鹽類防腐作用的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

任劍豪，易 靈，?吳衛(wèi)國(guó)

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

主要闡述了山梨酸及其鹽類的理化性質(zhì)、防腐作用，以及作用機(jī)理和應(yīng)用現(xiàn)狀。山梨酸及其鹽類因其安全性高、毒副作用小的特性，深受消費(fèi)者歡迎，并應(yīng)用較為廣泛。由于目前山梨酸及其鹽類的應(yīng)用領(lǐng)域較多，因此未來(lái)對(duì)此類防腐劑的開發(fā)利用依然是一項(xiàng)重要項(xiàng)目，故可為未來(lái)食品行業(yè)對(duì)山梨酸及其鹽類的應(yīng)用提供參考。

山梨酸及其鹽類；防腐；研究現(xiàn)狀

0 引言

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，據(jù)估計(jì)，我國(guó)每年有20%～30%的食物因腐敗而白白損失[1]。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，延長(zhǎng)貨架壽命、防止食品腐敗變質(zhì)成為了食品行業(yè)中重要的問(wèn)題，由此能抑制微生物生長(zhǎng)、防止食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)保存期的防腐劑在食品生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。山梨酸及其鹽類（如山梨酸鉀、山梨酸鈉等）是一類應(yīng)用較為普遍的防腐劑，相較于其他防腐劑而言，山梨酸及其鹽類毒副作用小，在人體內(nèi)能參與正常的新陳代謝，成為迄今為止國(guó)際公認(rèn)的最好食品防腐劑[2]。隨著社會(huì)生活水平的不斷進(jìn)步，此類更為安全、高效的防腐劑逐漸成為了人們聚焦的重點(diǎn)，表現(xiàn)出更大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，故對(duì)其進(jìn)行研究和探討具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

1 食品防腐劑

1.1 食品防腐劑概念及分類

食品防腐劑是一類能夠在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯藏和銷售過(guò)程中，抑制微生物生長(zhǎng)、防止食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)保存期的一類天然的或化學(xué)合成的物質(zhì)。

全世界實(shí)用的防腐劑約有60種，美國(guó)約50種，日本約40種，我國(guó)目前允許使用的約有32種[3]。其中，常用的化學(xué)合成防腐劑是山梨酸及其鹽類。

1.2 山梨酸及其鹽類

1.2.1 名稱與結(jié)構(gòu)

山梨酸的化學(xué)名稱為2,4-己二烯酸（CH3CH＝CHCH＝CHCOOH）。

1.2.2 物理性質(zhì)

（1）存在形式及氣味。山梨酸鉀為白色鱗片狀結(jié)晶或淡白色結(jié)晶性粉末及粒狀結(jié)晶，基本無(wú)臭[4]；山梨酸呈無(wú)色針狀結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末，無(wú)臭或有微弱的辛辣味。

（2） 溶解度。山梨酸的溶解度較小，30℃時(shí)在水中的溶解度僅為0.25%，因而酸性條件下經(jīng)常使用溶解度較大的山梨酸鉀[2]。

山梨酸在溶劑中的溶解度見(jiàn)表1[5]。

（3） 化學(xué)性質(zhì)。山梨酸是一種不飽和脂肪酸，基于結(jié)構(gòu)的共軛碳碳雙鍵，山梨酸的化學(xué)反應(yīng)活性高，易于進(jìn)行加成、鹵代、加氫、氧化、酯化、脫羧及共聚等多種反應(yīng)[6]。山梨酸對(duì)光、熱穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間放置于空氣中容易因氧化而染色，活性極高，其鹽類物化性質(zhì)和山梨酸類似[7]。

表1 山梨酸在溶劑中的溶解度

山梨酸作為一種不飽和脂肪酸，與食品中存在的其他不飽和脂肪酸一樣，能參加人體正常的新陳代謝，最后分解成二氧化碳和水[3]。

1.2.3 毒性

山梨酸、山梨酸鈣、山梨酸鉀是一類毒性作用低、危害小的食品添加劑，其毒性為苯甲酸的1/4，食鹽的1/2，防腐效果卻是苯甲酸的5～10倍。山梨酸是目前世界上公認(rèn)的毒性最低、最安全有效的一種食品防腐劑，ADI為0～25 mg/kg體重[8]。

1.2.4 合成和提純方法

常見(jiàn)的合成方法共以下7種：巴豆醛和乙烯酮法、巴豆醛和丙二酸法、巴豆醛和丙酮法、巴豆醛與乙醛縮合法、乙酸與丁二烯縮合法、乙醛縮合法、微生物氧化法[9]。在合成工藝中，巴豆醛與乙烯酮催化縮合法是國(guó)內(nèi)外普遍采用的成熟技術(shù)，其中乙醛縮合是具有技術(shù)開發(fā)價(jià)值的生產(chǎn)方法，該工藝有其獨(dú)特之處[6]。

常用提純方法是重結(jié)晶法、共沸蒸餾法和反滲透膜法3種[5]。

2 山梨酸及其鹽類的防腐作用

2.1 食品的腐敗

食品腐敗是由許多原因共同造成的，而因微生物作用造成的腐敗變質(zhì)是一類最為重要的原因[7]。當(dāng)食物貯藏時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，食物中的環(huán)境適宜微生物生長(zhǎng)，微生物不斷滋生、蔓延，食物中的飽和脂肪酸脫氫逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙柡椭舅?，此時(shí)食物的品質(zhì)便會(huì)隨之改變。

日常食用的食物中存在各種細(xì)菌、真菌等微生物，這是一種普遍且無(wú)法避免的現(xiàn)象。人們一直都在探究如何才能防止食品腐爛，臘肉、腌菜這些食品處理中腌漬、煙熏等工藝便是最好的見(jiàn)證。這種鹽腌、干燥之類的防腐方法固然有效，但是會(huì)影響口味及風(fēng)味，因而應(yīng)用有限，不能普遍適用。

2.2 食品變質(zhì)的危害

食品腐敗變質(zhì)不僅會(huì)降低食品的營(yíng)養(yǎng)，而且一旦誤食，將會(huì)引起食物中毒等異?，F(xiàn)象，也可能留下一些潛在的危害，如引發(fā)癌癥等。因此，日常食用的食物如果不能防腐，那么當(dāng)食物腐敗后產(chǎn)生的不利影響將更加不可預(yù)測(cè)。另外，食品腐敗導(dǎo)致許多食品不能長(zhǎng)期保存，使食品大量浪費(fèi)，這與我們提倡的節(jié)約背道而馳。

2.3 山梨酸及其鹽類的防腐機(jī)理

加入適量的山梨酸可以控制阻止脂肪酸氧化、脫氫，從而抑制各種細(xì)菌微生物在食品中進(jìn)行繁殖[5]。山梨酸及其鹽類能抑制微生物尤其是霉菌細(xì)胞內(nèi)脫氫酶活性，并與酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，從而破壞酶系統(tǒng)，以此控制細(xì)菌、真菌等微生物的生長(zhǎng)蔓延，來(lái)達(dá)到防止腐敗、延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的[10]。山梨酸及其鹽類的防腐作用對(duì)酸性食品中的作用效果比在中性食品中的效果好，即在酸性條件下對(duì)微生物有較強(qiáng)的抑制作用，防腐效果也較好[4]。在pH值為4.0～6.0的條件下，抑菌效果好；在pH值達(dá)到6.5時(shí)，無(wú)抑菌能力[11]。

山梨酸及其鹽類作為最安全無(wú)毒的防腐劑，市場(chǎng)上需求十分巨大，對(duì)人類生活影響巨大。

3 山梨酸及其鹽類在食品中的應(yīng)用

山梨酸及其鉀、鈉、鈣鹽除了能夠應(yīng)用于一些非食品領(lǐng)域，如化妝品、護(hù)膚品、飼料中，更多地是作為一類食品添加劑在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。

美國(guó)于1956年正式批準(zhǔn)山梨酸作為食品防腐劑使用，日本于1955年正式批準(zhǔn)，我國(guó)也于1982年首次批準(zhǔn)[12]。根據(jù)現(xiàn)行的GB 2760—2014，山梨酸及其鉀鹽可運(yùn)用在魚禽肉蛋制品、果蔬制品、部分酒類、乳制品、調(diào)味品、烘焙制品等多種食品中，應(yīng)用廣泛。

3.1 肉類、水產(chǎn)類、禽類及蛋類制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

在肉制品中，通常選用山梨酸（鉀）進(jìn)行防腐保鮮。在肉類保鮮過(guò)程里，山梨酸及其鹽類的應(yīng)用通常可用以減少亞硝酸鹽的使用，從而減少亞硝胺的產(chǎn)生，減輕食物中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，減輕對(duì)身體的危害。劉寶珠等人[13]的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH值為6時(shí)，山梨酸及其鹽類與低量的亞硝酸鹽和磷酸鹽一起于肉制品中使用，使用效果優(yōu)于高濃度亞硝酸鹽的使用效果，肉制品的色香味都更佳。王柏琴等人[14]也提出這樣的配方：2×10-9mg/L山梨酸鉀、1.6×10-9mg/L紅曲色素+2×10-9mg/L山梨酸鉀、4×10-10mg/L Nisin可分別代替1.5×10-10mg/L NaNO2。張文堂等人[15]的試驗(yàn)結(jié)果表明，在香腸類肉制品中，山梨酸鈉對(duì)細(xì)菌有一定抑制作用，對(duì)霉菌抑制作用較強(qiáng)。

在魚類、貝類、蝦類等水產(chǎn)品中，加入小于1/1 000的山梨酸即可達(dá)到抑制霉菌、酵母菌和嗜冷腐敗菌生長(zhǎng)的效果[16]。在魚肉制品中，用量為1/700～1/1 000時(shí)，將山梨酸鉀配伍使用或者再搭配葡萄糖酸內(nèi)酯使用，效果更佳[6]。

黃燾[17]的試驗(yàn)表明，當(dāng)浸泡用的山梨酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平低于15%時(shí)，對(duì)禽肉品質(zhì)無(wú)影響；在浸漬10%的山梨酸鉀后，大塊牛肉片貨架壽命可延長(zhǎng)2 d。

山梨酸及其鹽類在蛋制品中一般不用以直接防腐保鮮，而是用來(lái)消除有害微生物，如山梨酸可用以抑制冰鴨蛋中沙門氏菌的生長(zhǎng)[17]。

3.2 果蔬及其制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

在蔬菜制品中加入0.05%～0.10%的山梨酸可以提高其收率，同時(shí)也可以起到防霉的作用；根據(jù)不同品種的水果特性，向水果制品中分別加入0.05%～0.10%的山梨酸，可以有效防止產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)[13]。

在一些山楂汁、酸梅汁等果汁飲料中，按照一定的比例添加山梨酸，可以十分有效地延長(zhǎng)飲料有效期至6個(gè)月左右；用0.20%山梨酸保存柑橘汁時(shí)，可以抑制頑固的霉菌。相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)論也表明，果汁中添加少量的山梨酸并輔以其他手段，如巴氏滅菌等，可以有效延長(zhǎng)果汁類產(chǎn)品貨架期，且不影響產(chǎn)品相關(guān)的感官指標(biāo)[17]。

果子醬在添加0.025%～0.050%山梨酸熬煮后，能有效控制霉變；同時(shí)，番茄醬在添加0.050%山梨酸后也能達(dá)到防止變質(zhì)的效果[6]。黃燾[17]也指出番茄醬中加入0.050%的山梨酸可有效除去有害微生物，有利于室溫保存，與前人研究的結(jié)論不謀而合。

在腌蘿卜和腌白菜等腌菜的制作過(guò)程中，將混勻后的食鹽和山梨酸鉀加入其中，不僅不會(huì)影響腌菜的風(fēng)味，還能防止微生物污染。醬類腌菜制品食品在出廠前，進(jìn)行山梨酸噴灑處理（溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～4%，每40 kg噴灑山梨酸溶液30～60 g），對(duì)于防腐保鮮有明顯的效果[16]。

3.3 酒類制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

山梨酸在以葡萄酒為代表的果酒中使用較早，山梨酸的劑量在400 mg/L時(shí)對(duì)葡萄酒的pH值亦無(wú)影響。除此之外，該劑量下的山梨酸也不會(huì)影響酒的成熟，即滋味和香氣的形成。

3.4 乳制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

乳制品是山梨酸應(yīng)用較大的領(lǐng)域，大部分用于加工干酪。以0.075%山梨酸噴涂或浸漬天然奶干酪，可以有效保持維護(hù)其鮮質(zhì)度[6]。在發(fā)酵乳內(nèi)，加入0.3%山梨酸可以防止雜菌的繁殖[13]。

3.5 調(diào)味料制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

pH值約為5時(shí)，在醬油中添加山梨酸及其鹽類，能夠有效防止醬油發(fā)生霉變，保證其品質(zhì)，延長(zhǎng)其保質(zhì)期；pH值為4.7時(shí)，蠔油中添加山梨酸鉀，微生物生長(zhǎng)明顯受到抑制[4]。山梨酸用于各類調(diào)味品中，不但能防腐，還可以預(yù)防這些調(diào)味品進(jìn)行再發(fā)酵[16]。

3.6 烘焙制品中山梨酸及其鹽類的應(yīng)用

山梨酸可用于酵母膨化和化學(xué)膨化的焙烤食品，如面包、糕點(diǎn)等。面包、蛋糕等含水量較多，糖分等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，因此最易被細(xì)菌等微生物污染，從而引發(fā)變質(zhì)。蛋糕等需要專門使用一種復(fù)配的防腐保鮮劑，山梨酸及其鹽類便是此防腐保鮮劑的重要組成成分。將山梨酸添加或噴灑在烘焙食品上，可明顯延長(zhǎng)保存期[6]。

4 結(jié)論

如今，山梨酸及其鹽類已經(jīng)成為國(guó)際上公認(rèn)安全性較高的食品防腐劑，在我國(guó)乃至國(guó)外的應(yīng)用十分普遍，山梨酸及其鹽類未來(lái)的發(fā)展?jié)摿κ诛@著。

我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直在不斷發(fā)展，豐富的原料和技術(shù)的進(jìn)步使得市場(chǎng)上山梨酸及其鹽類的銷量巨大。但由于國(guó)內(nèi)開發(fā)利用山梨酸及其鹽類依然存在生產(chǎn)成本較高、合成技術(shù)不先進(jìn)、管理制度和合成工藝不完善等問(wèn)題，故進(jìn)一步加強(qiáng)此項(xiàng)目的完善工作是符合時(shí)代要求的。

另外，隨著國(guó)民消費(fèi)水平的不斷提高，人們對(duì)于一些高檔化妝用品等的使用將會(huì)不斷增加，因此山梨酸及其鹽類在未來(lái)的開發(fā)利用將不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓寬。同時(shí)，未來(lái)人類對(duì)食品添加劑的要求將越來(lái)越嚴(yán)格，因而國(guó)家也將越來(lái)越重視山梨酸及其鹽類的開發(fā)利用，不斷加強(qiáng)監(jiān)督。對(duì)于一些中小型企業(yè)，有關(guān)監(jiān)察機(jī)構(gòu)也將不斷加強(qiáng)管理，堅(jiān)決杜絕偽劣產(chǎn)品的生產(chǎn)。

對(duì)于食品的安全問(wèn)題，人們的關(guān)注與日俱增。當(dāng)新聞媒體上的新聞報(bào)導(dǎo)鋪天蓋地而來(lái)時(shí)，食品添加劑也被人們冠上了有害物的標(biāo)簽。山梨酸及其鹽類作為一種應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的食品添加劑，人們每一天都能與之接觸，所以更加應(yīng)該要正視它的存在，明確它的使用范圍和使用準(zhǔn)則。對(duì)于山梨酸及其鹽類這類食品添加劑而言，只有嚴(yán)格控制，不斷加強(qiáng)監(jiān)督，才能保障其安全可靠，充分發(fā)揮作用，并得到民眾的支持。我們堅(jiān)信，只要運(yùn)用得當(dāng)，我們每個(gè)人都可以從中受益，食品行業(yè)的明天才會(huì)變得更好。參考文獻(xiàn)：

[1]徐芳.淺析食品防腐劑 [J].畜牧與飼料科學(xué)，2009（2）：77-79.

[2]王亞飛，王志力.新型食品防腐劑山梨酸的合成 [J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，18（1）：67-69.

[3]趙云雨.食品防腐劑山梨酸的合成及工藝分析 [J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（7）：95-97.

[4]羅瑞山，晏會(huì)英.山梨酸鉀在調(diào)味食品中生產(chǎn)的應(yīng)用 [J].中國(guó)調(diào)味品，1993（2）：22-23.

[5]陳彥玲，高麗娟，王敬平.山梨酸的應(yīng)用與制取 [J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（5）：31-34.

[6]王沛熹，高曉麗.山梨酸的制備應(yīng)用、生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場(chǎng)趨勢(shì)分析 [J].精細(xì)化工原料及中間體，2003（3）：6-10.

[7]羅傲霜，淳澤，羅傲雪，等．食品防腐劑的概況與發(fā)展 [J].中國(guó)食品添加劑，2005（4）：78-83.

[8]朱紅旭，宮素芝，焦健.山梨酸的合成與應(yīng)用 [J].河北輕化工學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，15（1）：47-53.

[9]裴堃.山梨酸及其鹽的防腐作用 [J].企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，2008 （Z4）：37-38.

[10]洪偉.山梨酸鉀抑制食源性致病菌的活性研究 [D].吉林：吉林大學(xué)，2016.

[11]華英奇.食品保藏中的化學(xué)物質(zhì) [J].福建輕紡，2003（8）：16-18.

[12]聶毅.山梨酸及其鹽的合成與發(fā)展 [J].遼寧化工，2001（1）：25-26.

[13]劉寶珠，張曉華.山梨酸防腐保鮮功效的研究 [J].陜西化工，1998，27（3）：6-7.

[14]王柏琴，楊潔彬，劉克.紅曲色素、乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀對(duì)肉毒梭狀芽孢桿菌的抑制研究 [J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1995（6）：18-21.

[15]張文堂，朱翠玲，趙亮.山梨酸鈉在食品中的防腐應(yīng)用實(shí)驗(yàn) [J].食品科學(xué)，1991（9）：39-40.

[16]張曉華，劉寶珠.山梨酸的防腐保鮮功效 [J].應(yīng)用科技，1999（1）：10-11.

[17]黃燾.山梨酸（鹽）及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用 [J].上海食品科技，1986（4）：39-44.◇

Research Status and Development Trend of Anti-corrosion Effect of Sorbic Acid and Its Salt

RENJianhao，YI Ling，?WU Weiguo
（College of Food Science and Technology，Hu'nan Agricultural University，Changsha，Hu'nan 410128，China）

The physical and chemical properties of sorbic acid and its salts are mainly described in this paper，as well as its anti-corrosion effect and its mechanism and application status.Sorbic acid and its salts are welcomed by consumers，because of its high safety and lowtoxic side effects，and widely used.The future development and utilization of such preservatives is still an important project in that the wide application of sorbic acid and its salts，which means that this paper can provide reference for the future application of sorbic acid and its salts in food industry.

sorbic acid and its salts；anti-corrosion；research status

TS202.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.09.013

1671-9646（2017） 09a-0048-03

2017-07-07

任劍豪（1996— ），男，在讀本科，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。

?通訊作者：吳衛(wèi)國(guó)（1968— ），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榧Z油加工。