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食品抗氧化劑-食品手冊

3.1概述3.1.1 抗氧化劑的定義抗氧化劑是指能防止或延緩食品氧化性和延長貯存期的食品添加劑。食品的變質除了受微生物的作用而發生腐敗變質外,還會和空氣中的氧氣發生氧化反應,導致食品中的油脂酸敗、褪色、褐變、風味變劣及維生素破壞等,甚至產生有害物質,從而降低食品質量和營養價值,誤食這類食品有時甚至會引起食物中毒,危及人體健康。防止食品發生氧化變質的方法有物理法和化學法等。物理法是指對食品原料、加工環節及成品採用低溫、避光、隔氧或充氮包裝等方法。化學法是指在食品中添加抗氧化劑。具有抗氧化作用的物質有很多,但可用於食品的抗氧化劑應具備以下條件:①具有優良的抗氧化效果;②本身及分解產物都無毒無害;③穩定性好,與食品可以共存,對食品的感官性質(包括色、香、味等)沒有影響;④使用方便,價格便宜。目前,美國允許使用的食品抗氧化劑為24種,德國為12種,英國及日本各為11種,加拿大及法國均為8種,我國GB2760-1996規定允許使用的食品抗氧化劑為15種,包括丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、D—異抗壞血酸鈉、茶多酚、植酸、特丁基對苯二酚(TBHQ)、甘草抗氧化物、抗壞血酸鈣、腦磷脂、抗壞血酸棕櫚酸酯、琉代二丙酸二月桂酯、4—己基間苯二酚、抗壞血酸及迷迭香提取物等。其他可用作抗氧化劑的如生育酚(維生素E)列入營養強化刑,葡萄糖氧化酶列入酶製劑中。3.1.2抗氧化劑的分類目前,對食品抗氧化劑的分類尚沒有一個統一的標準。由於分類依據不同,就會產生不同的分類結果。抗氧化劑按來源可分為人工合成抗氧化劑(如BHA、BHT、PG等)和天然抗氧化劑(如茶多酚、植酸等)。抗氧化劑按溶解性可分為油溶性、水活性和兼溶性3類。油溶性抗氧化劑有BHA、BHT等;水溶性抗氧化劑有維生素C、茶多酚等;兼溶性抗氧化劑有抗壞血酸棕櫚酸酯等。抗氧化劑按照作用方式可分為自由基吸收劑、金屬離子螯合劑、氧清除劑、過氧化物分解劑、酶抗氧化劑、紫外線吸收劑或單線態氧淬滅劑等。自由基吸收劑主要是指在油脂氧化中能夠阻斷自由基連鎖反應的物質,他們—般為酚類化合物,具有電子給予體的作用,如丁基清寂茴香醚、特丁基對苯二酚、生育酚等。酶抗氧化劑有葡萄糖氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶、谷胱甘肽氧化酶等酶製劑,它們的作用是可以除去氧(如葡萄糖氧化酶)或消除來自於食物的過氧化物(如SOD)等。目前我國未將這類酚抗氧化劑列入食品抗氧化劑範圍內,而是編入酶製劑部分。3.1.3抗氧化劑的作用機理:由於抗氧化劑種類較多,抗氧化的作用機理也不盡相同,比較複雜,存在著多種可能性。歸納起來,主要有以下幾種:一是通過抗氧化劑的還原作用,降低食品體系中的氧含量;二是中斷氧化過程中的鏈式反應,阻止氧化過程進一步進行;三是破壞、減弱氧化酶的活性,使其不能催化氧化反應的進行;四是將能催化及引起氧化反應的物質封閉,如絡合能催化氧化反應的金屬離子等。下面以油脂自動氧化酸敗和食品酶促氧化褐變為例,對抗氧化劑的作用機理加以簡單介紹。(1)抗氧化劑對油脂氧化的抑制;天然油脂暴露在空氣中會自發地發生氧化反應,氧化產物分解生成低級脂肪酸、醛、酮等,產生惡劣的酸臭和口味變壞等,這一現象就稱為油脂的自動氧化酸敗,此現象是油脂及含油食品敗壞變質的主要原因。油脂的自動氧化遵循自由基(也稱遊離基)反應機制,它包括以下4個階段(式中以RH代表脂肪或脂肪酸分子)。第一階段:引發 在第一階段反應中,脂肪分子(RH)被熱、光或金屬離子等白由基引發劑活化後,分解成不穩定的自由基R?和H?。由於自由基能重新結合成RH、RR、H2等,因此,易於消失。但當有分子氧存在時.自由基可以與O2反應生成過氧化物自由基。然後,此過氧化物自由基又和脂肪分子反應,生成氫過氧化物和自由基R?,通過自由基R?的鏈式反應.又再傳遞下去。此時就是沒有活化劑的引發,自由基也能不斷產生。隨著反應的進行,更多的脂肪分子轉變成氫過氧化物,氫過氧化物進一步變化,產生更多的自由基。當自由基和自由基或自由基和自由基失活劑(以X表示)相結合,產生穩定化合物時,反應便告結束。反應過程中產生許多短鏈羰基化合物,如醛、酮、羧酸等.是產生酸敗和劣味的主要物質,而大經過氧化物的存在,對人體也會產生不良結果。抗氧化劑的作用機理最主要是終止鏈式反應的傳遞用模式如下(以AH代表抗氧化劑):AH十R00?→R00H十A?+AH十R?→RH十A?MszHq抗氧化劑的自由基A?沒有活性,它不能引起鏈式反應,卻能參與一些終止反應。如:A?十A?→AAA?十Roo?→ROOA_油脂類抗氧化劑主要有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、特丁基對苯二酚(TBHQ)、生育酚(維生素E)等,它們皆屬於酚類抗氧化劑,在形成自由基後比較穩定,其原因可解釋為:氧原子上不成對單電子能與苯環上的π電子云作用,發生共軛效應。這種共軛的結果使個成對電子並不固定在氧原子上,而是部分分布到苯環上。這樣,自由基的能量就有所降低,因此比較穩定,不再引發鏈式反應,起到了抗氧化作用。(2)食品酶促氧化褐變的抑制酶促氧化褐變是食品中酚氧化酶催化酚類物質發生氧化形成醌及其聚合物的一類反應。由於反應生成了黑色素類物質.使食品的顏色加深,從而影響了食品的外觀質量。發生酶促氧化褐變需要3個條件:①酚氧化酶,②氧,②適當的酚類物質,這3個條件缺一不可。因此抑制食品酶促氧化褐變便可從這3個條件考慮。由於從食品中除去酚類物質的可能性較小,可以採用的主要措施就是破壞和抑制酚氧化酶的活性及消除氧。若在食品中添加適量的抗氧化劑,通過還原作用,消耗掉食品體系中的氧,就可起到防止食品的酶促氧化褐變。3.1.4抗氧化劑使用的注意事項(1)正確掌握抗氧化劑的使用時機抗氧化劑只能起到阻礙氧化反應.延緩食品開始敗壞的作用,但不能改變已經變壞的後果。因此,在使用抗氧化劑時,必須正確掌握在早期階段使用,以發揮其抗氧化作用。如油脂的氧化酸敗是自發的鏈式反應,在鏈式反應的引發期之前加入抗氧化劑,即能阻斷過氧化物的產生,切斷反應鏈,從而發揮其抗氧化作用,達到防止氧化的目的。反之,抗氧化劑加入過遲,即使加入較多量的抗氧化劑,也已無法阻止氧化鏈式反應及過氧化物的分解反應,往往還會發生相反的作用。這是因為抗氧化劑本身是易被氧化的還原性物質,被氧化了的抗氧化劑反而可能促進油脂氧化。再如食品酶促氧化褐變反應開始階段必須有酚氧化酶和氧的參加,但一旦將酚氧化成醌後,進一步聚合成黑色素的反應則是自發的。因此,使用抗氧化劑除去氧必須在開始階段,才能起到防止食品發生酶促氧化褐變的作用。(2)復配抗氧化劑的使用由於食品的成分非常複雜,有時使用單一的抗氧化劑很難起到最佳抗氧化作用。這時,可以採用多種抗氧化劑複合起來使用,也可以和防腐劑、乳化劑等其他食品添加劑聯合使用。同時還可以使用抗氧化增效劑,使抗氧化作用明顯增加。抗氧化增效劑是指本身沒有抗氧化作用,但與抗氧化劑並用時,卻能增加抗氧化劑的抗氧化效果的一類物質。常用的增效劑有檸檬酸、磷酸、乙二胺四乙酸(EDTA)等。一般認為,這些物質能與促進氧化的微量金屬離子生成絡合物,使金屬離子失去促進氧化的作用。也有人認為,抗氧化增效劑(指酸性物質,用SH表示)可與抗氧化劑生成的產物基團(A?)作用,使抗氧化刑(AH)獲得再生:A?十SH→AH十S?一般酚型抗氧化劑,可添加其使用量的25%~50%的檸檬酸等作為增效劑。凡兩種以上的抗氧化劑混合使用,或與增效劑並用,往往比單獨使用效果顯著,這種現象稱為增效作用或協同作用。(3)對影響抗氧化劑還原性的因素加以控制;為更有效發揮抗氧化劑的作用,對影響其還原性的各種因素必須加以控制。這些影響因素有光、熱、氧、金屬離子和抗氧化劑在食品中的分散狀態等。紫外光、熱都能起到自由基引發劑的作用,可引起並促進氧化反應的進行。有些抗氧化劑,經過加熱,特別是高溫如油炸後,也容易分解或揮發而失去抗氧化作用。例如幾種抗氧化劑在大豆油中經加熱至170℃,其完全分解失效的時間分別是:BHT90min,BHA 60min,PG 30min。此外,BHT在70℃以上,BHA在100℃以上加熱,則會迅速升華揮發。食品的氧化反應必須有氧的存在才能進行,如果任由食品和大量氧宜接接觸,即使大量添加抗氧化劑,也很難達到預期的抗氧化效果。因此,在食品中添加抗氧化劑的同時,應採取真空密封或充氮包裝,以降低氧的濃度或隔絕空氣中的氧,使抗氧化劑更好地發揮作用。銅、鐵等重金屬離子是促進氧化的催化劑,它們能縮短誘導期,提高過氧化物的分解速度,從而提高了自由基產生的速度。它們的存在會使抗氧化劑迅速發生氧化而失去作用。因此,在添加抗氧化劑時,應盡量避免這些金屬離子混入食品,同時還可使用增效劑,以絡合金屬離子。另外,抗氧化劑在食品中用量較少,為使其充分發揮作用,必須將其均勻分散在食品中。3.1.5 大有發展潛力的天然抗氧化劑隨著人們對食品安全性要求的提高和對化學合成品的安全件疑慮增加,人們期待著開發出安全且高效的天然抗氧化劑。我國允許使用的天然抗氧化劑品種正在不斷增加,除列入食品營養強化劑的維生素E(生育酚)外,目前有抗壞血酸系列、茶多酚、植酸、甘草抗氧化物、腦磷脂、迷迭香提取物等。特別是異抗壞血酸鈉用量逐年迅速增加。隨著科研工作的廣泛開展,一些新的品種會不斷出現,主要為植物提取物,如:(1)香辛料有許多香辛料具有較強的抗氧化性能,其主要的抗氧化成分為酚類及其衍生物。如從胡椒、姜、辣椒、桂皮、香紫蘇、芝麻、丁香及茴香中,均可得到具有較強杭氧化能力的提取物。(2)中草藥丹參中含有二氫丹參酮I、丹參酮Ⅱ、丹參酮Ⅲ、甲基丹參酮及隱丹參酮等抗氧化成分。用正己烷、氯仿或甲醇等溶劑可以浸提出這些成分。昆布、白果、千金子等許多中草藥也都具有抗氧化作用。(3)其他植物:如從按樹葉、葵花葉、忍冬葉、油茶果殼、大麥糠、花生殼及一些花卉中,都可提取出抗氧化成分,它們都有可能成為新的食品抗氧化劑。3.2 油溶性抗氧化劑3.2.1丁基羥基茴香醚又名叔丁基—4—羥基茴香醚、丁基大茴香醚,簡稱BHA,為兩種成分(3—BHA和2—BHA)的混合物。分子式為C11H16O2,相對分子質量為180.25。(1)性狀丁基羥基茴香醚為白色至淺黃色蠟狀固體,有輕微特異臭。市售品為(Ⅰ)與(Ⅱ)的混合物,一般(Ⅰ)的含量為90%以上。熔點48~63℃,沸點264~270℃(98KPa),不溶於水,易溶於乙醇、丙二醇及各類油脂。對熱穩定,在弱鹼性條件下也不易被破壞。3—BMA的抗氧化效果比2—BHA高1.5—2倍。BHA對動物脂肪的抗氧化性較強,對不飽和的植物油的抗氧化性較弱。(2)生產工藝主要有兩種方法:①以磷酸為催化劑,對苯二酚和叔丁醇在101℃條件下反應,生成中間體叔丁基對苯二酚,再在鋅粉存在下,與硫酸二甲酯反應而製得。②對羥基茴香醚與叔丁醇在磷酸或硫酸作用下,發生烷基化反應而生成BHA。反應生成物先用水洗,再用10%NaOH溶液洗滌,經減壓蒸餾、重結晶即得成品。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760—1996)規定:BHA可用於食用油脂、油炸食品、乾魚製品、餅乾、速食麵、速煮米、果仁、罐頭、腌制肉製品及早餐穀類食品,最大使用量為0.2g/kg。BHA與BHT、PG混合使用時,其中BHA與BHT總量不超過0.10g/kg,PG不得超過0.05g/kg。BHA與BHT混合使用時.總量不得超過0.2g/kg(使用量均以脂肪計)。此外,也可用於膠姆糖配料。實際使用中,BHA可廣泛用於各種食品如油脂、含油食品和食品包裝材料。BHA對動物脂肪的抗氧化作用較強,單獨使用BHA可將豬油的氧化穩定性從4h提高到16h。如果與增效劑檸檬酸一起使用,可提高到36h。其他增效劑如磷酸、卵磷脂和蛋氨酸均有此效果。如果在BHA與PG或BHT的混合物中再加—種螯合劑如檸檬酸,則將更有效。BHA對植物油的作用比動物油小。在粗製植物油中加入0.02%的BHA作為抗氧化別,精鍊後可使其有比較長的保質期。在人造黃油中,使用0.01%的BHA和0.005%的PG,比單獨使用BHA的效果好。對於肉製品,0.01%的BHA可穩定生牛肉的色澤和抑制脂類物質的氧化,並能防止各種干香腸的退色和變質。用於奶製品,0.01%的BHA可延長奶粉和乳酪的保質期。對於香辛料和堅果,BHA能穩定辣椒粉的顏色,防止核桃、花生等的氧化。將BHA加入焙烤用油和鹽中,可以保持焙烤食品和鹹味花生的香味。BHA或BHA、PG和檸檬酸的混合物加入到用於製作糖果的黃油中,可抑製糖果氧化。用於壓縮餅乾和油脂含量高的餅乾,按油脂量每kg添加BHA0.035g,PG 0.035g和檸檬酸0.07g,可有效防止氧化。可採用直接添加法,將油脂加熱到60—70℃時加入抗氧化劑,再繼續攪拌20min,以保證其分布均勻和充分溶解。BHA具有一定的熏蒸性,因此可在食品包裝材料中應用而對食品起抗氧化作用。可塗抹在包裝材料內面,也可在包裝袋內充入抗氧化劑的蒸氣,或用噴霧法將抗氧化劑噴洒在包裝紙上。用量為0.02%~0.1%。(4)使用注意事項本品可單獨使用,但與其他抗氧化劑及增效劑合用,效果更好。本品通鐵離子等會變色。3.2.2二丁基羥基甲苯化學名稱2,6—二叔丁基對甲酚,3,5-二叔丁基—4—羥基甲苯.簡稱BHT,分子式C15H240,相對分子質量220.35。(1)性狀二丁基羥基甲苯為白色結晶或結晶性粉末,無臭無味,熔點69.7℃.沸點265℃。不解於水、甘油和丙二醇,易溶於乙醇和油脂。具有單酚型特徵的升華性,加熱時與水蒸氣一起揮發,對熱相當穩定。遇金屬離子特別是鐵離子,不顯色,抗氧化效果良好。BHT雖然抗氧化能力稍遜BHA,但由於其價格特別低廉.是我國目前生產量最大的抗氧化劑之—。(2)生產工藝以對甲基苯酚和異丁醇為原料合成BHT的反應路線為:異丁醇經氯化鋁脫水生成異丁烯.經硅膠脫水後通入對甲基苯酚中反應約8h,將反應生成物用碳酸鈉調節pH值為7~8,然後經水洗滌後用70%乙醇進行粗結晶,再將粗結晶用乙醇重結晶,乾燥後即得成品。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標推》(GB 2760-1996)規定:BHT的使用範圍及最大使用量與BHA相同。實際使用時,BHT與BHA或TBHQ混合使用,其效果超過單獨使用,但其對PG無增效作用。在植物油中,可使用BHT、BHA和檸檬酸組成比為2:2:1的混合物。精鍊油添加BHT時必須在鹼煉、脫色和脫臭後,在真空下油品冷卻到12℃時添加。添加時應事先用少量油脂使BHT溶解,檸檬酸用水或乙醇溶解後再惜真空吸入油中攪拌均勻。用於起酥油,BHT比BHA有效。但用於油炸食品,BHT的攜帶進入能力不如BHA。用於肉製品、奶製品及堅果等,和BHA相同。BHT也可加入包裝焙烤食品、速凍食品及其他食品的紙或塑料薄膜等材料中,其用量為每Kg包裝材料加0.2~1gBHT。(4)使用注意事項BHT對於油炸食品所用油脂的保護作用較小.對人造黃油貯存期間沒有足夠的穩定作用。一般很少單獨使用。3.2.3特丁基對苯二酚又名叔丁基對苯二酚、叔丁基氫醌,簡稱TBHQ,分子式C10H14O2,相對分子質量166.220(1)性狀TBHQ為白色粉狀結晶,有特殊氣味,熔點126.5~128.5℃,沸點300℃。易溶於乙醇和乙醚,可溶於油脂,不溶於水。對熱穩定,遇鐵、銅等金屬離子不形成有色物質,但在見光或鹼性條件下可呈粉紅色。TBHQ有較強的抗氧化能力。對植物油而言,抗氧化能力順序為TBHQ>PG>BHT>BHA;對動物油脂而言,抗氧化能力順序為TBHQ>PG>BHA>BHT。TBHQ在食品油煎過程個對食品有很好的「攜帶進入」作用(即隨油脂進入食品中而起作用)。但在食品焙烤過程中,抗氧化能力較差。TBHQ還有一定的抗菌作用。對細菌、酵母的最低抑制濃度為0.005%~0.01%,對細菌為0.005%~0.028%。Nacl對其抗菌有增效作用。在酸性條件下,TBHQ的抑菌作用較強。(2)生產工藝有兩種生產方法。第一種方法是用等物質的量的對苯二酚和叔丁醇以甲苯為溶劑,用85%硫酸作催化劑,在90—100℃條件下反應後,熱的甲苯層被分出,經蒸餾除去溶劑後再進行熱過濾除去異構體,濾液冷卻後得到TBHQ。另一種方法是用等物質的量的對苯二酚和異丁烯在85%磷酸催化下,以甲苯為溶劑,於105℃反應,分出甲苯層冷卻後可得到含有少量雜質的TBHQ。用熱水進行重結晶即可得到產品。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(G82760-1996)規定:可用於食用油脂、油炸食品、乾魚製品、餅乾、速食麵、速煮米、乾果罐頭及腌肉製品,最大使用量為0.2g/kg。實際應用中,由於對油炸食品的抗氧化性比其他抗氧化劑效果好得多,因此在油炸速食麵、油炸土豆片等油炸食品中,常使用TBHQ。TBHQ對植物油也最有效。對於棉籽油、豆油、花生油等精鍊油也常使用。其他抗氧化劑和檸檬酸等對TBHQ有增效作用。使用時,可以直接將TBHQ加入到已經加熱的油脂中,充分攪拌,使TBHQ分散均勻。也可先將TBHQ溶解在少量的油脂中製成TBHQ濃縮液,再加入到大量油脂中或以計量器把TBHQ濃縮液加入到油脂流經管道里,這時,管道內應能夠產生足夠的湍流使TBHQ均勻分散。(4)使用注意事項盡量避免在鹼性條件下使用TBHQ,以防止變色。TBHQ常與檸檬酸、VC等配合使用。3.2.4沒食子酸丙酯又名五倍子酸丙酯,簡稱PG,分子式C10H12O5,相對分子質量212.2l。(1)性狀沒食子酸丙酯為白色至淡褐色結晶性粉末,或乳白色的針狀結晶,無臭,稍有苦味,水溶液無味,熔點146~150℃。在水或含水乙醇溶液中結晶可得一水合物,在105℃則失水變成無水物,有吸濕性,溶於乙醇、丙酮及乙醚,難溶於氯仿、脂肪與水。其溶解度為:水中0.35%(20℃)、花生油中0.5%(20℃)、棉籽油中1.2%(30℃)、乙醇中l03%(25℃)。其0.25%水溶液的PH值在5.5左右。對熱較敏感,在熔點時即分解,因此應用於高溫食品中穩定性較差。易與銅、鐵等金屬離子反應呈紫色或暗紫色,光照可促進其分解。本品對植物油、豬油等動物油脂的抗氧化性比BHA強,但對含油的面製品加奶油餅乾等的抗氧化作用,不如BHA或BHT。 PG加增效劑檸檬酸時,其抗氧化作用增強,但不如PG與BHA、BHT混合後再加增效劑檸檬酸,抗氧化作用最好。(2)生產工藝採用正丙醇與沒食子酸在硫酸催化下,加熱到120℃進行酯化,然後用碳酸鈉中和.蒸去溶劑,用活性炭脫色,最後用蒸餾水或乙醇水溶液進行重結晶,可製得成品。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-1996)規定:使用範圍同BHA.最大使用量0.1g/kg。與BHA、BHT混合使用時,BHA、BHT總量不得超過0.1g/kg,PG不得超過0.05g/kg。最大使用量以脂肪計。在動物油、植物油、肉製品、油炸食品、堅果及奶製品中,作用同BHA或BHT,但抗氧化性更好。使用時,先取一部分油脂,將本品按量加入,加溫充分溶解後,再與全部油脂混合,或取一份本品與0.5份檸檬酸與3份95%乙醇混合均勻後,徐徐加入油脂中攪拌均勻。(4)使用注意事項本品與銅、鐵等金屬離子反應變色,所以使用時應避免使用鐵、銅容器。將PG與有鰲合作用的檸檬酸合用,不僅有增效作用,而且可以防止由金屬離子引起的變色作用。本品常與其他抗氧化劑共用。本品遇光分解,且有吸濕性,因此應避光密閉保存。3.3 水溶性抗氧化劑3.3.1 維生京C又名L—抗壞血酸,簡稱VC,化學名稱3—酮基—L-呋喃葡萄糖內酯,分子式C6H8O6,相對分子質量176.13。(1)性狀維生素C為白色或略帶淡黃色的結晶或粉末,無臭,味酸,熔點190—192℃(分解)。易溶於水,可溶於乙醇,不溶於苯、乙醚等有機溶劑。乾燥狀態比較穩定,但水溶液很容易被氧化分解,在中性或鹼性溶液中尤甚。重金屬離子可促進其氧化分解,遇光照顏色逐漸變深。本品能和氧結合成為除氧劑,抑制對氧敏感的食物成分的氧化;能還原高價金屬離子,對鰲合劑起增效作用;具有治療壞血病、解毒及維護毛細血管通透性等作用。(2)生產工藝維生素C的生產方法主要有天然物提取法和合成法。天然物提取法成本較高,在日本有個別廠家採用。合成法採用化學反應和生物反應相結合的方法來製備,是目前工業化生產中主要採用的工藝,包括萊氏法和兩次發酵法。①天然物提取法。天然果蔬特別是一些野生水果中含有豐富的維生素C。如柑桔、菠蘿、沙棘、大棗、彌猴桃、醋柳果、刺梨、野薔薇果和黑穗狀醋粟等,可從中製取天然維生素C產品。在日本,使用桔汁製成維生素C濃縮物(包括濃縮汁和粉末兩種產品),其主要生產工藝流程如圖所示:桔子原料中的維生素c的含量為l00mg/100g,榨汁後的汁液、濃縮液及粉末狀的產品中維生案C的含量分別可達到40mg/100g、14mg/100g及665mg/100g。加熱軟化以90℃ 5min為宜,真空濃縮控制溫度為55~60℃。噴霧乾燥時,入口溫度為92~97℃,塔內溫度為74~80℃,出口溫度為50~53℃。從天然物中提取的產品中,維生素C含量較低,成本較高,實際工業生產中,較少採用。⑦萊氏法。是由瑞士巴塞爾大學的T.Reichstein和A.Grussner於1934年首次提出的以葡萄糖為原料的合成方法,後由F.Elger等人所改進。該法自30年代問世以來,一直為世界各國普遍使用至今。但萊氏法工藝路線複雜冗長,輔料消耗量較大。③兩次發酵法。針對萊氏法的缺點,自20世紀60年代開始,世界各國的科學家都致力於簡化縮短該反應路線的研究,研究重點都集中在微生物氧化發酵上,希望能將D—山梨醇或L—山梨糖直接轉化生成2—酮基—L—古羅糖酸。兩次發酵法生產維生素C的基本原理就是用微生物發酵法來代替菜氏法中部分化學合成反應。在L—山梨糖之前以及2—酮基—L—古羅糖酸之後的工藝過程與萊氏法完全相同,所不同的只是從L—山梨糖開始,用氧化葡萄糖酸桿菌和條紋假單胞菌共生髮酵L—山梨糖,使之轉化成2—酮基—L—古羅糖酸,其工藝過程主要為:將D—山梨醇轉化為L—山梨糖的微生物菌種主要採用弱氧化醋酸桿菌和生黑醋酸桿菌,另外也有使用生黑葡萄糖醋酸桿菌、玫瑰色葡萄糖醋酸桿菌、惡臭醋酸桿菌、紋膜醋酸桿菌及擬膠醋酸桿菌。70年代初,中國科學院微生物研究所等單位篩選出以氧化葡萄糖酸桿菌為主要產酸菌,以條紋假單胞菌為伴生菌的自然共生菌絲。單獨培養時,前者生長緩慢且產酸能力微弱,而後者根本不產酸,但兩者共同發酵時,卻能將L—山梨糖直接轉化成2—酮基—L—古羅糖酸。氧化葡萄搪酸桿菌除了可與條紋假單胞菌共生髮酵外,還可與熒光假單胞菌、雙黃假單胞桿菌、惡臭假單胞茵、綠葉假單胞菌、橙黃微球菌、玫瑰微球菌及金黃色葡萄球菌等共生髮酵。生產時,可直接用葡萄糖作原料,也可用甘薯、木薯或馬鈴薯澱粉為起始原料,經雙酶法或酸酶法水解成葡萄糖水溶液。調節葡萄糖濃度為40%~50%,加人佔葡萄糖質量5%的鎳—鋁—鈦作催化劑,在3.5MPa壓力下,通入氫氣還原葡萄糖成山梨醇。反應結束後,過濾除去催化劑,用離子交換法除去還原液中的離子雜質,加入活性炭脫色並經蒸發濃縮至山梨醇濃度為70%,而殘留糖及糊精含量不大於O.2%和0.1%,pH值為5.6。將山梨醉溶液泵人內循環氣升式發酵罐中,加水調節山梨醇濃度至10%—35%。通常在發酵初期濃度較低,待菌體繁殖至對數期再提高濃度。接種弱氧化醋酸桿菌進行發酵,調節PH值至6.2—6.8,溫度28—30℃,罐內壓力0.02~0.1MPa,通氣量0.6~1vvm。經14~33h發酵後,山梨糖收率可達96.5%。第一次發酵各階段的培養基組成實例如表所示。第—次發酵結束後,將發酵繆升溫至8℃保持10min進行殺菌。補充所需的原輔料,調節pH值至6.7—7.0,接入氧化葡萄糖酸桿菌和條紋假單胞菌,在30℃溫度下進行共生髮酵,所用培養基組成如表下所示。發酵過程中,當芽袍菌開始生成芽孢時,氧化葡萄糖酸桿菌開始產生2—酮基—L—占羅糖酸,直至完全形成芽孢出現遊離芽孢時,酸的產生也達到高峰。為了保證產酸的正常進行.應定期補充鹼液調節PH值至7.0,以中和所產生的酸轉變成鹽,這樣有利於產酸菌的繼續發酵產酸。經過20~36h發酵後,山梨糖耗盡且遊離芽孢與殘存芽孢菌體逐步自溶成碎片時,發酵即達到終點,此時的溫度略有升高,為(32±1)℃,PH值為7.2。過濾或離心除去菌體蛋白,發酵液經靜置、澄清、離子交換、濃縮和乾燥後可得到2—酮基—L—古羅糖酸晶體,再進一步轉變成維生素C。從D—山梨醇第1次發酵開始,至第2次發酵生成2—酮基—L—古羅糖酸,再經化學反應生成維生素C的3個過程,共需76—80h就可完成,比萊氏法縮短了很多時間。以D—葡萄糖為原料,經此法生產維生素C的總得率為44.5%—46.7%。兩次發酵法為我國首創,其專利技術已於1985年9月轉讓給世界上維生素C最大的生產廠羅氏公司。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標難》(GB270一1996)規定:維生素C作為抗氧化劑可用於啤酒,最大使用量為0.04g/kg;用於發酵面製品,為0.2g/kg。實際使用中,本品可應用於許多食品中,包括水果、蔬菜、肉、魚、下果、飲料及果汁等。應用於腌制肉製品,抗壞血酸作為發色助劑,0.02%~0.05%的添加量,可有效地促進肉紅色的亞硝基肌紅蛋白的產生,防止肉製品的褪色,同時抑制致癌物質亞硝胺的生成。應用於果汁和碳酸飲料,0.005%~0.002%的添加量可有效防止飲料變色和變味。應用於水果和蔬菜加工,主要用來抑制褐變,保持風味和顏色。用作維生素強化劑時,我國《食品營養強化劑使用衛生標準》(GB 14880-94)規定:果泥,用星50—100mg、kg;飲料,120—240mg/kg;水果罐頭,200~400mg/kg;夾心硬糠,2000~6000mg/kg;嬰幼兒食品,300—600mg/kg;強化芝麻粉,1000mg/kg(每天限食50g);啤酒,40mg/kg;發酵面製品,200mg/kg。(4)使用注意事項因本品容易被氧化,應避光密閉保存。3.3.2D—異抗壞血酸鈉又名異維生素C鈉,為抗壞血酸鈉的同分異構體,分子子式C6H7Na06『H20,相對分子質量216.12。(1)性狀D—異抗壞血酸鈉為白色至黃白色晶體顆粒或晶體粉末,無臭,稍有咸昧,熔點200℃以上(分解)。易溶於水,幾乎不溶於乙醇。2%的水溶液的PH值為6.5—8.0。乾燥狀態下比較穩定,水溶液易被空氣氧化,金屬離子、熱、光均可以加速其氧化。在酸性條件下,可轉變成D—異抗壞血酸。D—異抗壞血酸是L—抗壞血酸的一種立體異構體,因而在化學性質上與L—抗壞血酸相似,但耐熱性差,還原能力強,所以異抗杯血酸抗氧化能力遠遠超過L—抗壞血酸,且價格便宜。但異抗壞血酸幾乎沒有L—抗壞血酸的抗壞血病的作用(也有人認為具有5%的L—抗壞血酸的生物活性)。天然食品中不含D—異抗壞血酸(鈉)。(2)生產工藝以葡萄糖為原料,接種假單孢菌屬的熒光桿菌,經通氣發酵.得α—酮葡萄糖酸鈣,經酸化、除鈣後,加甲醇和少量硫酸進行酯化,得到固體葡萄糖酸甲酯。將酯溶解在甲醇中,加入金屬鈉,將混合物加熱生成D—異抗壞血酸鈉鹽沉澱,分離後,再經精製即可得到產品。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-1996)規定:可用於啤酒,最大使用量為0.04g/kg;肉製品,最大使用量0.5g/kg;葡萄酒、果汁飲料,最大使用量0.15g/Kg;果蔬罐頭、肉類罐頭、果醬、冷凍魚,最大使用量1.0g/kg。實際應用中,常用來作為抗氧化劑和防腐保鮮劑廣泛應用於食品中。在肉製品腌制過程中,可用來代替維生素C,作為發色助劑,同時可減少亞硝酸鈉的用量,並保證產品質量。在水果加工過程中,特別是去皮、破碎或解凍的情況,由於酶促褐變,易氧化變色,添加本品代替維生素C進行浸泡,或加到成品的湯汁中,可以防止水果變色。也可用於蔬菜的保鮮。如用萬分之一的異維生素C鈉溶液浸泡黃瓜15min,或噴霧干分之一的異維生素C鈉溶液,晾乾後密封於塑料袋中、室溫下可保鮮20天左右。用千分之一的異維生素C鈉溶液浸泡大辣椒,密封於塑料袋中,室溫下也可保鮮20天左右。在啤酒裝瓶前加入異維生素C鈉(20-40)×l0-6,可延長啤酒保質期兩個月,仍保持啤酒原來的清亮和風味。用於防止冷凍魚氧化時,將冷凍前的魚體在0.1%~0.5%的異維生素C鈉溶液中浸漬數分鐘,也可用0.1%~0.2%水溶液噴霧。(4)使用注意事項異維生素C鈉在結晶狀態、酸性環境和蔗糖溶液中比較穩定,但它的水溶液及在鹼性條件下,尤其是在有鐵和銅等金屬離子存在下,易氧化,故最好現用現配,少接觸鐵及銅容器。3.3.3 茶多酚萊多酣是茶葉中所含的一類多羥基酚類化合物,簡稱為TP。主要化學成分為兒茶素類(黃烷醇類)、黃酮及黃酮醇類、花青素類、酚酸及縮酚酸類、聚合酚類等化合物的複合體。其中兒茶素類化合物為茶多酚的主體成分,約佔茶多酚總量的65%~80%。兒茶素類化合物主要包括兒茶素(EC)、沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素沒食子酸酯(ECG)和沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)4種物質。茶多酚在茶葉中的含量因茶葉的種類不同而有所區別。一放情況下,各大茶類中,茶多酚含量:綠茶>烏龍茶>紅茶;以季節而論,夏秋茶高於春茶。以綠茶及其副產物為原料提取的多酚類物質中,茶多酚含量大於95%,其中兒茶素類佔70%~80%,黃酮化台物佔4%—10%,沒食子酸0.3%—0.4%,氨基酸0.2%~0.5%,總糖0.5%~1.0%,葉綠素(以脫鎂葉綠素為主)0.01%~0.05%。(1)性狀茶多酚為淡黃色至茶褐色的水溶液、粉末固體或晶體,味澀。易溶於溫水、乙醇、乙酸乙酯,微溶於油脂,不溶於氯仿、苯等有機溶劑,有吸濕性。耐熱性好,在160℃食用油中添加茶多酚,30min後茶多酚僅降解25%,食用油的過氧化值幾乎不變,而末添加茶多酚的食用油過氧化值則增大一倍。耐酸件良好,在PH值2—7範圍內均十分穩定。光照或PH值大於8時易氧化聚合,遇鐵離子生成綠黑色化合物。茶多酚具有較強的抗氧化作用,尤其酯型兒茶素EGCG,其還原性甚至可達L—抗壞血酸之100倍。4種主要兒茶素化合物中,抗氧化能力為EGCG>EGC>ECG>Ec>BHA,且抗氧化性能隨溫度的升高而增強。其對動物油脂的抗氧化效果優於對植物油脂的效果。與維生素E、維生素c、卵磷脂、檸檬酸等配合使用,具有明顯的增效作用,也可與其他抗氧化刑聯合使用。茶多酚對細菌也有廣泛的抑制作用,如對葡萄球菌、大腸桿菌及枯草桿菌等,最低抑菌濃度為0.005|%~0.01%。並可有效地抑制口腔中引起齲齒的口腔變異鏈球菌,防齲齒的效果比氟化物好。但對真菌、酵母、乳酸菌及醋酸菌均無抑制作用。茶多酚可吸附食品中的異昧,因此具有一定的除臭作用,並可將高糖食品中的「酸尾」消失,使口感甘爽。 茶多酚對食品中的色素具有保護作用,它既可起到天然色素的作用,又可防止食品褪色。(2)生產工藝從茶葉及其副產物中提取茶多酚的工藝方法有多種面介紹3種。①沉澱萃取法。此方法的基本原理是:先用水溶液將茶多酚等物質浸提出來,利用茶多酚物質能與Ca2+、Al3+、Zn2+、Bi2+、Ag+、Hg2+、Sb3+等金屬離子產生絡合沉澱的現象,先行將茶多酚從含多酚類的水浸提液中離心分離出來,然後用酸轉溶,最後用乙酸乙酯抽提出來,精製後即得產品。上述金屬鹽中多用鈣鹽.因為其他的鹽在成品中殘留對人體有害。鈣鹽既可用氯化鈣也可用碳酸鈣,但用氯化鈣時要用氫氧化鈉調節PH值≥8時方可產生沉澱。用碳酸鈣或石灰則無需調節PH能直接產生沉澱。國內專利CN1043730A和CN1071660A均屬於上述原理。沉澱萃取法工藝流程為如圖所示。茶葉預處理:主要是除雜等。片末茶可不經粉碎,整形茶須用粉碎機粉碎,以便提高浸出率。浸提:將茶原料用質量比1:9~10的沸水沖泡0.5h左右、趁熱壓濾。濾渣再用1:5質量比的沸水浸提約0.5h後過濾。沉澱:在浸提液中加入Ca2+鹽,如用碳酸鈣可不必再加鹼,如用氯化鈣則再加氫氧化鈉調至鹼性,佼茶多酚沉澱下來。離心後即得含有茶多酚的沉澱物。轉溶:將沉澱物用適量的稀鹽酸或稀磷酸溶解,90%以上的茶多酚都將被溶出。萃取:用等體積的乙酸乙酯萃取,重複萃取2次,即可將茶多酚從酸化液中轉移到乙酸乙酯中。濃縮、乾燥:將含有茶多酚的乙酸乙酯減壓濃縮,然後真空乾燥即可得到粗晶態茶多酚。精製:先將組品溶於水,用乙醚萃取,乙醚層減壓回收溶劑後,真空乾燥或冷凍乾燥即得較純的茶多酚。水層用乙酸乙酯反覆萃取,除去水層,收集乙酸乙酯後減壓濃縮,最後真空乾燥,可得到初級氧化聚合茶多酚。②萃取法。此方法的基本原理是:利用茶多酚物質和其他雜質在不同的溶劑中溶解度不同,分別用溶劑去雜或抽提而得到茶多酚粗製品。由於對茶多酚純度要求不同,去雜的程度也不同,同時所用抽提茶多酚的試劑較多,因此萃取法具體操作時其工藝流程較多,下面僅介紹—種。茶葉磨碎後加入5倍量30%—95%乙醇,在35—40℃溫度下浸提2min。浸提過程中攪拌數次。過濾,濾渣再用2—3倍含水乙醇重複浸提一次。合併兩次濾液、在45℃左右減壓濃縮至乙醇基本除去為止。濃縮液用1倍量的氯仿分次萃取2次以除去色素、咖啡鹼等雜質。收集含有茶多酚的水相,用1~2倍量的乙酸乙酯分次萃取茶多酚,然後45℃左右減壓濃縮,並回收乙酸乙酯。最後真空乾燥,即可得茶多酚粗製品。③綜合提取法。此法在得到茶多酚的同時,也可以得到咖啡鹼、茶葉複合多糖等有用成分,使茶葉資源得到充分利用。其主要工藝流程如圖3—3所示。工藝流程中所用試劑I主要是二氯甲烷或三氯甲烷,試劑Ⅱ主要是乙酸乙酯,試劑Ⅲ主要是丙酮、乙醇和甲醇等,這些試劑均可回收利用。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760—1996)規定:可用於含油脂醬料,最大使用量0.1g/kg;油炸食品、速食麵,0.2g/kg;肉製品、魚製品,0.3g/kg;油脂、火腿、糕點及其餡料,0.4g/kg。以上茶多酚含量為40%—60%製劑(以油脂中幾茶素計)。實際應用時,茶多酚常作為抗氧化劑及防腐劑廣泛用於動植物油脂、水產品、飲料、糖果、乳製品、油炸食品、調味品及功能性食品的抗氧化、防腐保鮮、護色、保護維生素、消除異味及改善食品風味等。另外,茶多酚也可以在日化、醫藥等行業中應用。在食用動植物油脂中,添加0.005%~0.05%的茶多酚, 茶多酚是一種「攜帶性」比較好的抗氧化劑,對油炸食品的抗氧化效果較好。在油炸土豆片、油炸花生米及油炸魚片乾等油炸食品中,按油脂含量的0.01%~0.02%添加,可起到明顯的抗氧化效果。在水產品如魚、蝦等加工和保鮮過程中使用茶多酚,可起到抗氧化、防腐敗、防褐變、防退色和消除臭味的作用。使用方法合浸漬法:在鹽水中加0.01%—0.04%茶多酚浸泡魚、蝦;拌鹽法:在鹽水巾加0.02%~0.2%的茶多酚,混勻厲再噴塗於魚體表面;在製造魚糕、魚肉卷及魚餅等魚製品時,可直接添加0.01%~0.02%茶多酚。在肉製品加工中,可將各種肉製品浸泡在0.05%-0.2%茶多酚溶液中5~10min,液溫60-70℃,或者噴洒在各種肉製品表面,進行乾燥,直到肉表面不見液滴為止。肉製品表面的蛋白質與茶多酚形成一層不透氣的硬膜,可以起到防止肉製品氧化酸敗,抑制細菌的生長,防止腐敗變質的效果。在乳製品如乾酪、牛奶、奶粉、麥乳精及豆奶等產品中添加0.01%~0.05%茶多酚,可防止氧化,並消除異臭。利用茶多酚可配製各種茶飲料,如茶汽水、茶可樂、檸檬茶、菊花茶及果味茶等,添加量為O.02%~0.2%。茶多酚應用到月餅、餅乾、麵包等焙烤食品中,可使色澤加深,提高製品感官性狀和品質,能有效地抗氧化,防腐保鮮,添加量為0.005%~0.2%。茶多酚用於口香糖、清涼糖、酥心糖、夾心糖及水果糖等各種糖果中,添加量為0.05%~0.02%,有防氧化和抗齲齒作用。茶多酚可有效地保護水果蔬菜中的天然色素及維生素,一般採用浸漬法或噴洒法,浸泡液的濃度為0.05%~0.2%。另外,在蝦類、汁類、湯類等調味品中添加0.002%~0.02%茶多酚,對保證產品質量效果明顯。(4)使用注意事項茶多酚在光照或PH值大8時易氧化,遇鐵易變色,使用時應盡量避免。3.3.4植酸又名環己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸,簡稱PA,分子式C6H18O24P6,相對分子質量660.08。(1)性狀植酸為淺黃色至黃褐色粘碉狀液,易溶於水、95%乙醇、甘油以及丙酮,微溶於無水乙醇和甲醇,不溶於苯、氯仿和乙醚等。水溶液為強酸性,其水溶液的pH值:濃度1.3%時為0.40,0.7%時為1.7,0.13%時為2.26、0.013%時為3.20。遇高溫易分解,若在120℃以下短時間加熱,或濃度較高時,則相對穩定。植酸有很強的抗氧化能力,與維生素E混合使用,具有相乘的抗氧化作用。植酸分子中的12個酸羥基都能對金屬離子起鰲合作用。在低PH值下可定量沉澱Fe3+,中等pH值或高PH值下可與所有的其他多價金屬離子形成不溶性鰲合物。(2)生產工藝植酸廣泛存在於植物體內,是所有植物種子的主要成分,一般含量在1%—5%,尤其在米糠、麩皮及油料籽如棉籽餅中,含量非常豐富,甚至高達10%以上。植酸在植物體內不是以遊離狀態而是以鈣鎂復鹽即菲汀的形式存在。從天然植物中提取植酸的基本原理為:用稀酸浸泡原料.將植酸鈣鹽轉變成可溶性的植酸,然後,通過離子吸附、沉澱等方法,將植酸從溶液中分離出來,再經過反覆置換和精製處理,即可得到產品。下面介紹3種方法:①以米糠為原料,採用中和沉澱法生產,其主要工藝流程如圖3—4所示。粉碎:米糠餅先粉碎,過20目篩。酸浸:向米糠粉中加入7.5倍的0.1mol/L左右的鹽酸(100kg水中加入1.2kg 30%的工業鹽酸配製),保持PH值為2—3,同時需加入酸浸液質量0.55%~5%的尿素、食鹽、碳酸銨或硫酸銨等中性鹽,以減少原料中的蛋白質、糖類進人酸浸液,不時攪拌。浸泡時間,冬季為6—8h,夏季為4—6h。夏季為了防止其腐臭,必要時可加入少量水楊酸作防腐劑。過濾:酸浸後的萃取液,靜置一段時間澄清後,吸取上層清液並過濾之,再將下層懸浮液壓濾。濾干後,用清水洗滌濾渣1~2次,合併濾液和洗滌液,送入中和沉澱工序。濾渣可作飼料等。中和沉澱:將配製好的新鮮石灰乳(生石灰與水的組成比為1:10,緩慢地將水加入生石灰中溶解,取上層石灰乳過100目篩)加入濾液中,邊加邊攪拌。控制pH值在5.8~6.0左右,中和靜置2h,使植酸鈣完全析出。洗滌過濾:靜置後虹吸棄去上清液,再注入清水反覆洗滌.至洗液不再呈淺黃色、無酸根、PH值等於7為止。最後將下層白漿用泵打人壓濾機壓濾,即得含水約為80%左右的粗製膏狀植酸鈣鎂。酸溶:將植酸鈣鎂懸浮於3倍量的蒸餾水中,加草酸的飽和溶液,調節溶液的PH值至3.5,使植酸鈣轉化為草酸鈣沉澱,並將植酸遊離出來。脫色:酸溶液經過濾除去草酸鈣後,用活性炭脫色,過濾後,濾液進行離子交換。離子交換:過濾液先通過陽離子交換樹脂(732型或Amberlite 2R-120),使陽離子NNH4+、Na+、Ca2+、Mg2+等與H+交換。然後讓流出液再通過陰離子交換柱(用704樹脂或AG2-X8樹脂),除去SO42-、Cl-、PO43-等陰離子,並使流出液的PH值保持在1.5以下。濃縮:通過真空蒸發,濃縮至植酸含量達到70%,即為產品。⑦以米糠為原料,採用離子交換樹脂法生產,其主要工藝流程如圖3—5所示。 酸浸:取粉碎過篩的脫脂米糠粉10kg加人稀硫酸調PH值至3~4,在不斷攪拌下浸漬3—4h,過濾得第一次浸提液。糠渣中加入稀硫酸調PH值至4—5,不斷攪拌下浸漬2~3h,過濾得第二次浸提液。用少量水洗滌濾渣1~2次,合併2次浸提液和洗滌液,共得約lOOL。陰離子樹脂吸附:將上述合併液通過717(201× 7)型陰離子交換樹脂(該樹脂預先用鹽酸處理成Cl-型),以吸附植酸鈣鎂,用溫水(40~50℃)將吸附植酸鈣鎂的樹脂逆流洗凈(以除去蛋白質和糖類),再用0.15mol/L氯化鈉洗脫無機磷(用鉬藍法檢測),直到洗脫液使鉬藍試劑不再顯藍色為止,然後用0.7mol/l氯化鈉溶液洗脫,得到約15L的植酸鈉溶液。陽離子樹脂交換:將上述植酸鈉溶液用10%稀植酸調pH值為5~6,通過732(00l×7)型陽離於交換樹脂(該樹脂預先處理為H+型),當植酸流經該交換柱時,溶液中的Na+與H+交換,流出液呈淡黃色。脫色濃縮:將流出液先部分減壓濃縮,用粉末活性炭脫色,過濾後,濾液減壓濃縮(溫度不超過70℃),得到含量為70%的植破溶液915g。③以棉籽餅為原料,採用中和沉澱法生產。其主要工藝過程類似於以米糠為原料的中和沉澱法。棉籽餅粉碎脫脂後,以1.0%~3.0%的硝酸浸提,過濾後,先用ca(oH)2調PH值至2—4,後用NaoH調PH值至6—8,分離出菲汀沉澱.水洗後,通過陽離子交換柱得稀植酸溶液,經活性炭脫色.再經真空濃縮得到50%的植酸。植酸的產率達80%以上。為提高植酸的純度,可採取以下三種有效方法。第一種是在酸浸過程中加入少量的溶劑,使浸提液中蛋白質含量大大降低。第二種是在提取菲汀過程中,稀硝酸溶解後,先加Ca02鈣化,再加NaoH中和至適宜pH值沉澱菲汀,可使沉出菲汀中有機磷含量大大提高,蛋白質和稀酸不溶物大大降低。第三種方法是在製得的稀植酸溶液中加入少星純化劑,可使植酸中蛋白質含量進一步降低,提高了植酸產品的純度。(3)用途我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760一1996)規定:用於對蝦保鮮,可按生產需要適量使用.允許殘留量為20mg/kg;用於食用油脂、果蔬製品、飲料和肉製品,最大使用量為0.2g/kg。實際應用中,植酸常作為抗氧化劑及金屬離子鰲合劑,用於防止食品的氧化、褐變或退色。植酸對植物油具有較好的抗氧化效果。在植物油中添加0.01%即可明顯地防止植物油的酸敗。其抗氧化效果因植物油的種類不同而有差別,用於花生油效果最好,大豆油次之,棉籽油相對較差。用於水產品罐頭,植酸DJ以防止鳥糞石結晶的形成和變色的產生。在大馬哈魚、鱒色、蝦、金槍魚及墨鬥魚等罐頭中,經常發現有玻璃狀結晶即鳥糞石的磷酸銨鎂(MgNH4PO4?6H20).添加0.1%~0.2%的植酸以後,不再產生這種物質。貝類罐頭在加熱殺菌時可產生硫化氫等,與肉中的鐵、銅以及從罐頭鐵皮溶出的鐵、錫等特別是鐵結合,產生硫化物而變黑,為防止變黑可添加0.1%?0.5%的植酸。另外也可以防止蟹肉罐頭出現藍斑。蟹是節足動物,其血液中含有血藍蛋白,是一種含銅的血色素蛋白。加熱殺菌時所產生的硫化氫與銅反應,容易發生變藍現象。添加0.1%的植酸和1%的檸檬酸鈉可防止出現藍斑。植酸可以防止鮮蝦變黑。鮮蝦變黑嚴重影響其外觀質量,為防止其變黑,使用0.7%的亞硫酸鈉很有效,但二氧化硫殘留量過高。若添加0.01%—0.05%的植酸與0.3%的亞硫酸鈉,效果甚好,且可避免二氧化硫殘留量過高。也有採用0.05%—0.10%的植酸與0.05%的維生素E組合配方,對連頭對蝦防黑變效果顯著。該配方可以達到連頭對蝦經6個月以上凍藏(—18℃)不變紅也不變黑(如果溫度波動很小,可達到9—10個月不變黑),其質量仍然能達到我國對蝦一級鮮度標準和出口對蝦—級衛生標準。植酸也可用於水果及蔬菜的保鮮。經對黃瓜、西紅柿、香蕉等的試驗均有明顯效果。可採用浸漬或噴洒法。植酸溶液的濃度以1%左右為宜。濃度過低,效果差;濃度高於2%,由於酸性較強,使果蔬表面pH值改變較大,效果也不大理想。對於肉類製品,植酸可以鰲合其肌紅蛋白中的鐵,防止由鐵催化引起的脂肪氧化。另外,植酸也可用於制酒工業的除金屬劑、水的軟化劑及保健飲料的快速止渴劑。(4)使用注意事項有人認為植酸能鰲合微量金屬離子,對人體有不利之處,但多年食用證明其對人體無毒害作用3.4 兼溶性抗氧化劑3.4.1抗壞血酸棕棕櫚酸酯又名抗壞血酸軟脂酸酯,分子式C22H38O7,相對分子質量414.54。(1)性狀白色或黃白色粉末,略有柑桔氣味,易溶於乙醇,可溶於水和植物油,熔點107—l17℃,熱穩定性比L—抗壞血酸好,抗氧化性能基本同L—抗壞血酸。(2)生產工藝合成方法合直接酯化法、酯交換法和醯氯酯化法。直接酯化法由棕櫚酸(軟脂酸)與過量L—抗壞血酸在室溫和過量的95%硫酸存在下,反應16—24h後,分離產物,即可得到產品,收率可達犯%—50%。(3)用途我剛食品添加劑使用衛生標準》(GB 2760-1996)規定:可用於含油食品、速食麵、食用油脂、氫化植物油及麵包,最大使用量0.2g/kg;用於嬰兒配方食品,0.01g/kg(以油脂中抗壞血酸計)。在實際使用時,抗壞血酸棕櫚酸酯既可作為抗氧化劑單獨使用,也可作為其他抗氧化劑特別是維生素E的增效劑。如有商品複合抗氧化劑就是由抗壞血蘸棕櫚酸酯、dl—α—維生素E及卵磷酯等成分組成。在動物脂肪中,如牛脂、豬脂和雞脂中,d1—α—維生素E和抗壞血酸棕櫚酸酯的配合對延緩氧化是非常有效的。將500mg/kg的抗壞血酸棕櫚酸酯和100mg/kg的dl-α-維生E摻入到牛脂中,在處理中可減少氧化膽淄醇的生成。在植物油中,抗壞血酸棕櫚酸酯無論是單獨使用,還是與其他抗氧化劑混合使用都非常有效,0.01%的抗壞血酸棕櫚酸酯就可以延長大部分植物油的貨架期。在紅花油、葵花籽油、花生油及玉米油中,添加0.01%的抗壞血酸棕櫚酸酯比添加0.02%的BHA或BHT都更有效,與添加0.02%的PG相等(花生油和玉米油)或效果差一些(紅花油和葵花籽油)。抗壞血酸棕櫚酸酯保護油炸食品用油和油炸食品的能力非常強。經實驗測定,經過長時間的油炸用油中抗壞血酸棕櫚酸酯的剩餘量,部分氫化了的豆油中仍有96%,動物油或精鍊了的植物油中有90%—96%。這說明,在經過高溫長時間的油炸使用之後,抗壞血酸棕櫚酸酯仍有潛在的抗氧化能力,用加了不同抗氧化劑的棉籽油製作的土豆片實驗表明,抗壞血酸棕櫚酸酯的抗氧化活件比BHA及BHT都強,但比PG弱。在20℃、37℃、47℃條件下,抗壞血酸棕櫚酸酯可延長噴霧乾燥奶粉的保質期50%—70%。(4)使用注意事項0.01%的檸檬酸能提高杭壞血酸棕櫚酸酯的抗氧化活性,可配合使用。
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