1. 食品化学保藏及其特点
食品的化学保藏技术是食品科学研究中的一个重要领域，有悠久的历史；腌制、糖渍、酸渍和烟熏都可算是化学保藏方法；将人工化学制品应用于食品保藏：始于20世纪初，1906年可用于食品的化学品已达12种，随着化学工业和食品科学的发展，天然提取的和化学合成的食品保藏剂逐渐增多，食品化学保藏技术不断取得进展，成为食品保藏不可缺少的一部分。
1.1 食品化学保藏的定义与任务
食品化学保藏(定义) ：是指在食品生产和贮运过程中使用化学制品(食品添加剂) 提高食品的耐藏性和尽可能保持其原有品质的措施。
主要任务：保持品质和延长保藏时间。
食品的变质腐败不一定都与微生物有关，氧化和自溶酶的作用都会引起食品变质腐败，食品化学保藏剂就涉及防腐剂、杀菌剂和抗氧化剂等。食品中添加少量的化学品后就能在室温条件下延缓食品的腐败变质；与其它食品保藏方法(罐藏、冷冻保藏、干制) 相比，具有简便而又经济的特点；许多化学制品须控制用量，通常只能控制或延缓微生物生长或只能在短时间内延缓食品的化学变化，属于暂时性或辅助性的保藏方法；化学制品的安全性问题：
1.2 食品化学保藏的特点
添加到食品中的化学制品在用量上受到限制(安全问题、对食品风味的不良影响) ；不是全能的，只能在一定时期内防止食品变质；化学保藏剂添加的时机要掌握，时机不当就起不到预期的作用；
1.3 食品化学保藏的应用限制
2. 食品防腐剂(Food Preservatives)
食品防腐剂应具备的条件、食品防腐剂的抑菌机理、食品抑菌剂的种类、特性与使用、常用的化学防腐剂、常用的生物防腐剂
食品防腐剂(Food Preservatives)
广义：凡是能抑制微生物生长活动，延缓食品腐败变质或生物代谢化学制品或生物代谢制品。 狭义：凡是能抑制微生物生长活动，但不一定杀死微生物，却能延缓食品腐败变质或生物代谢的化学制品或生物代谢制品。
抗微生物的作用程度：抑菌剂(狭义的防腐剂) 、杀菌剂、杀菌剂 、抑菌剂
2.1食品防腐剂应具备的条件
基本条件： 卫生安全：对人体无毒害
使用有效：控制作用范围和使用量
不破坏食品的固有品质：
其他要求： 少量使用就能达到防腐要求
不会与生产设备和包装容器等发生不良化学反应
具有一定的耐热能力
对使用的人员无害
大量使用时不污染环境
2.2 食品防腐剂的抑菌机理
氧化型杀菌剂：强氧化作用
过氧化物(H2O2)：产生具有强氧化能力的新生态氧[O]
氯制剂(Cl2、HClO) ：释放有效氯[OCl]
还原型杀菌剂：消耗食品中的氧、破坏酶活性以及蛋白质中的二硫键，如H2SO3。
醇类：使蛋白质脱水变性凝固，75%乙醇杀菌，低浓度(>15%)的乙醇则抑菌；
有机酸类：改变膜的透性，阻碍微生物细胞的呼吸系统和营养物质的输送；
3、食品抑菌剂的种类、特性与使用
常用的化学抑菌(防腐) 剂、常用的生物抑菌(防腐) 剂、常用的化学抑菌(防腐) 剂
3、1常用的化学抑菌(防腐) 剂
我国常用的化学合成抑菌防腐剂有：苯甲酸、对羟基苯甲酸酯、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、脱氢醋酸及其盐类
还有无机防腐剂：亚硫酸及其盐类，硝酸盐和亚硝酸盐
a. 苯甲酸及其钠盐
苯甲酸(钠) ，又称安息香酸(钠) ，1875年Salkowski 发现苯甲酸及其钠盐有抑制微生物生长繁殖的作用。
抑菌机理：阻碍微生物细胞的呼吸系统(TCA循环) ，并阻碍细胞膜的正常生理作用。 溶解性：苯甲酸溶于酒精和乙醚，难溶于水；苯甲酸钠溶于水，20℃时溶解度610g/L;
抑菌作用：广谱抑菌剂，在pH2.5-4.0时具有显著的抑菌效果，pH>5.4则失去对大多数 霉菌和酵母菌的抑制作用，起作用的是苯甲酸（未解离的分子）。
安全性：相对较安全，每日允许摄入量(ADI)0-5mg/kg体重
使用量：酱油、食醋、果酱、果汁饮料：1.0g/kg;
碳酸饮料：0.2g/kg
低盐酱菜、酱类、蜜饯：0.5g/kg
b. 对羟基苯甲酸酯
对羟基苯甲酸酯，又称泊尼金酯。目前在食品中使用的有对羟基苯甲酸乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯和异丁酯。对羟基苯甲酸酯，对呈白色晶体，稍有涩味，无嗅、无吸湿性，对光和热稳定。
抑菌机理：抑制呼吸系统和电子传递酶系统的活性、破坏细胞膜结构。
溶解性：微溶于水，而易溶于乙醇和丙二醇；
抑菌作用：广谱抑菌剂，未解离的分子起作用。对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌中革兰氏阴性杆菌和乳酸菌作用较弱。受pH 影响较小，在pH4-8范围内适用, 在pH5.5时效果最好；抑菌性质稳定。
安全性：毒性低于苯甲酸，ADI:0-10 mg/kg体重(FAO/WHO)
使用量：酱油、酱菜：0.1g/kg;
碳酸饮料：0.2g/kg
糕点馅：0.5g/kg
效果强于苯甲酸和山梨酸
c. 山梨酸及其钾盐
Gooding 于1964年发现山梨酸对微生物的抑制作用。
抑菌机理：抑制微生物尤其是霉菌细胞内脱氢酶系统活性；并与酶系统中的巯基结合，使多种酶失活；使分子中的共轭双键氧化，产生分解和重排。
特性：山梨酸钾白色粉末或晶体，略带刺激性气味，对光热稳定
溶解性：山梨酸难溶于水，微溶于乙醇；山梨酸钾易溶于水、乙醇，20℃时水中溶解度67.8g;
抑菌作用：对霉菌、酵母和好气性细菌有明显抑制作用，但对于能形成芽孢的厌氧菌和
嗜酸乳杆菌的抑制作用甚微。pH 低于5-6时效果最佳。酸性防腐剂，以未解离的分子起作用，其防腐效果随pH 值降低而增强。
安全性：属无毒害防腐剂，ADI:0-25mg/kg体重(FAO/WHO)
使用量：鱼、肉、蛋、禽制品中最大使用量：0.071g/kg;
葡萄酒、果酒：0.6g/kg.
使用时注意事项：易被加热时产生的水蒸汽带出，应注意加热时间；
对人体皮肤和粘膜有刺激性；
对霉菌污染严重的食品不仅没有抑菌作用，还会促使食品腐败变质。 d. 丙酸及其盐
丙酸盐书脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钠和丙酸钙；
抑菌谱：属于酸性防腐剂，对霉菌、需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用；对防止黄曲霉毒素的产生有特效；对酵母菌几乎无效；对引起食品发粘的菌类如枯草芽孢杆菌抑菌效果较好。
一般用于面包、糕点、干酪等制品；
安全性：丙酸盐类是一类安全的防腐剂，日本规定的最大用量为5g/Kg。
e 、脱氢醋酸和脱氢醋酸钠
特点：易溶于乙醇等有机溶剂而难溶于水，多以其钠盐作防腐剂。毒性低，对热稳定；适应pH 范围较宽，但以酸性介质中抑菌效果较好。
抑菌谱：对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌的作用较差。脱氢醋酸钠是乳制品的主要防腐剂。
抑菌机理：其三羰基甲烷结构与金属离子发生螯合作用，从而以损害微生物的酶系统起防腐作用。
使用量：干酪、奶油和人造奶油：＜0.61g/kg
f 、无机防腐剂
亚硫酸及其盐类：
特点：强还原剂，具有杀菌防腐作用，还有漂白和氧化作用。酸性防腐剂。
杀菌机理：消耗食品中的O2，使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些酶的活性。起作用的是亚硫酸。
抑菌谱：对细菌作用强，对酵母菌的作用弱。
影响因素：浓度、温度、微生物的种类、pH 值。 pH 值小于3时，效果最佳。
用途：主要用于葡萄酒和果酒的防腐。最大使用量为0.25g/kg，其ADI 值为0～0.7mg/kg。 硝酸盐和亚硝酸盐
特点：在肉制品中广泛使用。具有防腐性、抗氧化和增进风味的作用
抑菌谱：梭状肉毒芽孢杆菌等耐热性芽孢的发芽有很强的抑制作用
安全性：都有毒，亚硝酸毒性更强。致癌性。
使用量：亚硝酸盐最大用量0.15g/kg。硝酸盐最大用量0.5g/kg.
3、2常用的生物抑菌(防腐) 剂
微生物代谢产物: 乳酸链球菌素、纳他霉素
酶类：溶菌酶
植物中的天然抗菌物质：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类
动物中的天然产物：甲壳素和壳聚糖
a 、微生物代谢产物:
乳酸链球菌素：商品名称 Nisin(尼生素). 是乳酸链球菌产生的一种多肽，由34个氨基酸组成。活性分子为二聚体、四聚体; 商品Nisin 为白色粉末，略带咸味(含有食盐50%); 溶解度：随pH 上升而下降，pH2.5时溶解度120g/L，pH5.0时为40g/L,在中性或碱性条件下几乎不溶。
稳定性：在pH2.0使可经过115.6℃杀菌而不失活，在pH4.0时在水溶液中加热则分解。在pH6.5-6.8抗菌效果最好，但在该范围内经过杀菌，其90%的活性丧失。
抗菌活性：能有效抑制G+细菌(如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌及李斯特菌) ，尤其对产生孢子的G+菌、枯草芽孢杆菌及嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用；对G-菌、霉菌和酵母的作用较差。
适用范围：罐装食品、植物蛋白食品以及乳、肉制品。
用量：罐装食品、植物蛋白饮料：0.2g/Kg
乳、肉制品：0.5g/kg
安全性：ADI ：33000 IU/kg体重
纳他霉素(Natamycin)呈白色或奶黄色结晶性粉末。几乎无嗅无味。
溶解性：几乎不溶于水、高级醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亚砜。分子量665.75，C33H47NO13
抗菌活性：可用于防霉。喷在食品表面，有良好的抗霉效果
适用范围：GB2760规定：奶酪、肉制品、肉糖、西式火腿、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面、易发霉食品、加工器皿表面，用200-300mg/kg悬浮液喷雾或浸泡，残留量
安全性：ADI ：0-0.3mg/kg体重
b 、酶类：溶菌酶(Lysozyme)
1907年发现溶菌因子，1922年命名为溶菌酶；溶菌酶(Lysozyme)又称N-乙酰胞壁质糖水解酶，属碱性蛋白酶，分子量14380，pI10.5-11.0，最适pH5-9；
稳定性：溶菌酶是一种化学性质非常稳定的蛋白质，pH 在1.2-11.3范围内剧烈变化时期结构几乎不变，在酸性条件(pH4-7)下，溶菌酶对热较稳定；在碱性条件下，溶菌酶的热稳定性较差，高温处理会降低酶活性；
安全性：是无毒性的蛋白质，可用于各种食品的防腐，与其它防腐剂配合使用效果更好。 c 、植物中的天然抗菌物质：植物抗毒素类、酚类、有机酸类、精油类
低分子量、广谱抗菌化合物，植物受到微生物侵染时诱导产生的，现在已经用细胞培养技术来生产。异黄酮类、几丁质酶等
简单酚类和酚酸类、羟基肉桂酸衍生物类和类黄酮类。香辛料中的酚类物质，有广谱抗菌能力。
柠檬酸、琥珀酸、苹果酸和酒石酸等，影响细胞膜、代谢酶、蛋白质合成；部分有机酸及其衍生物已作为食品防腐剂
香辛料中的羟基化合物、萜类，葱、蒜、韭菜中的含硫化合物等。从鼠尾草、迷迭香、藏茴香、丁香和普通麝香草中提取的精油，对大肠杆菌等有较好的抑制作用。
d 、动物中的天然抗菌物质：甲壳素和壳聚糖（脱乙酰甲壳素）
是从蟹壳和虾壳中提取的一类粘多糖。不溶于水，溶于盐酸和醋酸，易成膜，是优良的果蔬天然保鲜剂。经过改性后成的膜具有较低的透水性和对气体的选择透过性，可以防止水
分散失，又可调节气体浓度和比例，对果蔬的生命活动有抑制作用，薄膜具有防霉抑菌作用。
4、食品杀菌剂
4.1氧化型杀菌剂：氧化型杀菌剂包括过氧化物和氯制剂； 在食品加工和保藏中常用的有：过氧化氢、过氧乙酸、Cl2、漂白粉(精) 、O3； a 、氧化型杀菌剂：过氧化氢（具有很强的杀菌作用）
过氧化氢(H2O2)，是活泼氧化剂，易分解成水和新生态氧；
杀菌作用：3%的H2O2只需几分钟就能杀死一般细菌；0.1%的H2O2在60min 可以杀死大肠杆菌、伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌；1%的浓度在数小时内可杀死细菌芽孢；
安全性：低毒杀菌剂
适用范围：部分食品和器皿的消毒。目前只许用于袋装豆腐干，最大用量0.86g/L，残留量不得检出。
b 、氧化型杀菌剂：过氧乙酸
过氧乙酸(CH3COOOH),为无色液体，有强烈的刺鼻气味，易溶于水，性质极不稳定，低浓度溶液更易分解释放出氧，但在2-6℃分解速度减慢
抗菌活性：广谱、高效、速效的强力杀菌剂，对细菌及其芽孢、真菌和病毒均有较高的杀灭效果，特别是在低温下仍能灭菌；0.2%的浓度可杀死霉菌、酵母和细菌；0.3%的浓度可在3min 内杀死蜡状芽孢杆菌。
安全性：几乎无毒性，其分解产物为乙酸、过氧化氢、水和氧，使用后无残毒遗留； 适用范围：用于车间、工具和容器的消毒剂，喷雾消毒车间时使用浓度为0.2g/m3，工具和容器消毒时使用浓度：0.2%。
c 、氧化型杀菌剂： Cl2
Cl2溶于水后生成次氯酸，次氯酸具有强烈的氧化性，作为一种强氧化剂进入细胞内部后，因氯原子的氧化作用而破坏细胞的某些酶系统，导致细菌等死亡；
杀菌作用：当水中有效氯含量保持在0.2-0.5mg/L时，可杀死肠道病原菌；病毒对氯的抵抗力比细菌强，要杀死病毒则要加大加氯量；有机质存在会影响其杀菌效果；
适用范围：水中余氯量25mg/L；食品消毒用
美国现在非常流行的净菜工程，就是通过用含氯水消毒来控制净菜中微生物而保证食品卫生安全的）：
1. 卫生安全(Sanitation): 消毒, 无病原菌;
2. 低温(Low temperature): 0℃～4℃;
3. 气调贮藏(Modified atmosphere package)
净菜加工关键技术：1. 温度控制； 2.O2条件； 3. 食品安全.
净菜加工保藏原理
净菜加工(Fresh-cut Processing)
工艺流程：蔬菜→清洗→切分→
氧化型杀菌剂：漂白粉(精)
d 、漂白粉
组成：次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙，次氯酸钙为有效杀菌成分，次氯酸钙分解产生有效氯。白色粉末，性质极不稳定，吸湿受潮经光、热作用而分解；有效氯含量不得低于25%,现有的商业产品在28-35%；漂白精的有效氯含量60-75%,消毒效果比漂白粉高1倍。
溶解性：在水中溶解度69g/L；
杀菌作用：对细菌及其芽孢、酵母、霉菌和病毒均有杀灭作用；5-10g/L水溶液5min 可杀死大多数细菌；50g/L的水溶液在60min 可杀死芽孢。杀菌效果与作用时间、浓度及温度等因素有关，其中影响最大的是pH ，降低pH 值可显著提高杀菌效果。
适用范围：饮用水(0.5-1mg/L)、蛋品消毒(80-100mg/L,5min)
e 、氧化型杀菌剂：O3
臭氧是一种不稳定的水溶性气体，人体对臭氧敏感，在0.04ppm 时人体就会难受，0.2ppm 时就会刺激鼻、喉、眼。臭氧是一种强氧化剂，其消毒或杀菌原理是：
迅速氧化不饱和的化合物；氧化醛为酸，降低pH 值；氧化-SH 或氨基化合物；蛋白质凝结，特别是过氧化氢酶、过氧化物酶和脱氢酶。
影响微生物对臭氧敏感性的因素
迅速生长的细胞对O3的抗性比静止期的强；在酸性pH 下，随pH 下降，O3的杀菌效果增加；温度下降有利于提高O3的杀菌效果；湿度低于45%时，O3对空气中的细菌没有明显的杀菌作用, 而当湿度上升到60%-80%时，臭氧具有强烈的杀菌作用；有机质含量多的环境可提高微生物对O3的抗性; 细菌比酵母菌、霉菌更易被O3杀灭，G+菌比G-菌敏感，芽孢的抗性比营养细胞强10-15倍。
适用范围：饮用水或食品加工用水的消毒；蛋及水果等贮藏食品的表面消毒； 100-200ppm O3处理污水, 可破坏其中的肉毒梭菌产生的毒素。
还原型杀菌剂：SO2、亚硫酸及其盐类；
SO2是一种无色、不燃性、具有很强刺激性气味的气体，可溶于水。在水中(或液体) 中，以H2SO3、HSO3-、SO32-三种形式存在，在不同的pH 值下，三者的比例不同.
不同pH 值下,H2SO3、HSO3-、SO32-的百分比
在H2SO3、HSO3-、SO32-三种形式中，现已研究证明：SO2 的抗菌活性在很大程度上与非离子化的分子态有关，就抗菌能力而言：H2SO3(SO2)>HSO3- >>SO32-
所以，当pH
不同pH 值下，SO2对酵母菌存活率的影响
4.2还原型杀菌剂：SO2、亚硫酸及其盐类；
SO2的抑菌或杀菌作用机理
SO2与结构蛋白中的-SH 、酶、辅酶、维生素、核酸、脂类等发生反应，使之性质发生变化裂解蛋白质中的二硫键，改变酶的活性中心；破坏辅酶，产生细胞毒素，使两个核酸残基之间形成交联，或核酸与蛋白质形成交联；SO2影响膜的功能，改变其通透性，影响物质代谢。
SO2对微生物毒性的差异性
微生物对SO2的耐受性是不同的：
1）除葡萄酒酵母外，酵母菌和霉菌对SO2很敏感，在低浓度下，SO2就具有杀伤真菌的作用。E.g. ：SO2
2）细菌对SO2有较强的抗性，低浓度的SO2只能抑制，而高浓度时才有杀灭作用，并且细菌死亡速度较慢，但在酸性条件下可加速细菌的死亡：G-菌比G+菌对SO2更敏感一些。
3）葡萄酒酵母（果酒酵母）则对SO2不敏感，可耐受较高浓度的SO2。
这种差异可能是由于真菌和细菌对SO2的吸收不同所致，目前尚未有明确的实验资料
证明这一点，尚需作进一步的研究。
SO2的应用：①在浆果(葡萄、草莓、樱桃) 、蒜薹等贮藏保鲜中，可用SO2等熏蒸或喷洒，抑制枝孢霉、葡萄孢霉等霉菌的生长，但要控制好浓度，浓度过高会造成果实的漂白伤害现象；②在葡萄酒等果酒的生产中，抑制细菌生长、防止酒的酸化；③用硫磺熏蒸进行房间的杀菌(霉菌) ，如酱油生产中曲房的杀菌消毒；
使用方法：熏蒸、浸渍
SO2残留量的控制：FAO 和WHO 规定的 ADI ：0.7mg/kg体重；
我国：在除果酒外的食品中SO2残留量不能超过20mg/kg。
4.3醇类：醇类包括乙醇、乙二醇、丙二醇等；
乙醇杀菌作用浓度：在50%-75%时最强，50%以下乙醇杀菌作用下降，仍有抑菌作用； 作用机制：是使蛋白质凝固变性；微生物营养体对乙醇杀菌作用比较敏感，对细菌芽孢不是很有效；乙醇浓度在20%以上时，对微生物有较强的抑制作用，但乙醇浓度低时，则不足以抑制可利用乙醇的微生物。用酒保藏食品是我国常用的食品保存方法。
4.4二氧化碳(CO2)
CO2对微生物生长有一定影响，且与CO2浓度有关：低浓度：当有较低浓度的CO2(稍高于大气正常CO2含量，即0.033%-1%)存在时，往往会刺激微生物生长；高浓度：CO2浓度过高则会抑制微生物的生长，而且不同的微生物对CO2的敏感性不同，CO2的浓度、培养温度、菌龄、食品的水分活度等都会影响CO2的作用。
CO2浓度为100%：肠杆菌、芽孢杆菌、黄杆菌、微球菌：在室温下4天全部被杀死； 变形杆菌、产气夹膜梭菌、乳杆菌：在室温下4天只受到轻微影响。
CO2浓度为5%-10%：可抑制大部分酵母菌、霉菌、细菌，但不能完全杀死或完全防止其生长。大多数的腐败细菌、霉菌和酵母菌能被5% CO2所抑制，特别是对于生长在冷藏家禽、牛肉、猪肉、熏肉和果蔬等食品上的冷营菌具有较强的抑制效果。
就敏感性而言：霉菌比酵母菌敏感；G- 菌比 G+ 菌敏感，假单胞菌、微球菌、芽孢杆菌对CO2敏感，可被强烈地抑制。
CO2的作用机理：有两种假说—a 、高浓度的CO2可抑制琥珀酸氧化酶，影响琥珀酸代谢；b 、CO2使细胞膜脱水，阻碍了食品中可溶性成分进入细胞。
在饮料生产时，常用二氧化碳作防腐剂，如碳酸饮料。其它防腐剂、脱氢醋酸(脱氢乙酸) 及其钠盐、双乙酸钠、二氧化氯、亚硝酸盐(肉类制品)
5、食品抗氧剂与脱氧剂
5.1食品抗氧化剂：在食品保藏中，防止或延缓食品氧化变质的化学物质。 抗氧化剂种类：脂溶性：BHA 、BHT 、PG 、VE 等；
水溶性：VC 、植酸、EDTA-2Na 、氨基酸等；
与抗氧化剂的还原性密切相关
作用机理：抗氧化作用都是以其还原行为理论依据的；有的抗氧化剂被氧化，消耗食品和环境中的氧，保护食品（如抗坏血酸及其延伸物，异抗坏血酸及其钠盐）；有的抗氧化剂通过抑制氧化酶的活性而防止食品氧化变质（如亚硫酸盐、二氧化硫、各种含硫化合物） ； 将能催化和引起氧化反应的物质实行封闭；抗氧化剂本身可以释放出氢离子，破坏或终止油脂在氧化过程中所产生的过氧化物，使之不能继续被分解成醛或酮类等低分子物质（各种酚类抗氧化剂） 。
a 、脂溶性抗氧化剂
常用的种类：丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、生育酚混合浓缩物 正在研究的种类：愈创树脂、没食子酸及其酯(十二酯、辛酯、异戊酯) 、特丁基-对苯二酚 2,4,5-三羟基苯丁基酮、乙氧基喹、3,5-二特丁基-4-茴香醚、天然抗氧化剂：芝麻酚、芸香苷
常用的种类：丁基羟基茴香醚(BHA)
特丁基-4-羟基茴香醚(BHA)，由3-BHA 、2-BHA 两种异构体构成，分子式C11H16O2. 特性：BHA 为白色或黄色蜡状粉末晶体，有酚类的刺激性臭味；不溶于水，溶于油脂及丙二醇、丙酮、乙醇等；热稳定性强、吸湿性弱，有较强的杀菌作用；与其它抗氧化剂配合使用，可增强抗氧化作用，在动物油脂中效果更佳；比较安全，ADI 值为0-0.5mg/kg;在油脂、油炸食品中最大使用量：0.2g/kg
常用的种类：二丁基羟基甲苯(BHT)
2,4-二特丁基对羟基甲苯(BHT)，分子式C15H24O:白色结晶，无色、无味；溶于乙醇、豆油、棉籽油、猪油，不溶于水和甘油；热稳定性强，对长期贮藏食品或油脂有良好的抗氧化效果，与铁离子不发生反应，化学性质稳定; 基本无毒性，ADI 值为0-0.5mg/kg在食品中的最大添加量：0.2g/kg
常用的种类：没食子酸丙酯(PG)
没食子酸丙酯(PG)的分子式：C10H12O5白色至淡褐色结晶，无臭，略带苦味；易溶于醇、丙酮、乙醚，而在脂肪和水中较难溶解；热稳定性强，但易与铜、铁力子作用生成紫色或暗紫色化合物；有一定的吸湿性，与光则能分解；一般不单独使用，与其它抗氧化剂并用，可增强抗氧化性能；或与 柠檬酸、抗坏血酸等增效剂复配使用。PG 可随尿排出，比较安全，ADI 为0-0.2mg/kg在食品中的最大使用量：0.1g/kg
常用的种类：叔丁基对苯二酚（TBHQ ）
白色或浅黄色粉末，微溶于水，不与铁或铜形成络合物；与其他抗氧化剂和螯合剂具有增效作用；在其他酚类抗氧化剂不起作用的油脂中也有作用；在植物油脂中效果更佳；在碱性条件下会变为红色；在蒸煮、油炸食品中效果较好，但是在焙烤食品中持久性不佳； 常用的种类：生育酚混合浓缩物
维生素E ，广泛分布在动植物体内，已知共有7种异构体，经人工提取后，浓缩即成生育酚混合物；是一种天然抗氧化剂。黄色至褐色无臭透明粘稠液体，溶于乙醇，不溶于水，能与油脂完全混溶；热稳定性强，耐光、耐紫外线和耐辐射性也较强；可用于一般油脂食品、透明包装食品；全脂奶粉、奶油或人造奶油：0.03%-0.07%动物脂肪：0.001%-0.1%肉制品、水产加工品、脱水蔬菜、方便食品等：0.01%-0.2%ADI值：0-2mg/kg
b 、水溶性抗氧化剂
水溶性抗氧化剂主要用于防止食品氧化变色；
常用的种类：抗坏血酸类抗氧化剂；茶多酚类
在研究使用的种类：异抗坏血酸及其钠盐、植酸、EDTA-2Na 、氨基酸、香辛料类等 水溶性抗氧化剂：抗坏血酸
抗坏血酸及其钠盐呈白色或微黄色结晶、细粒或粉末，无臭、略带酸味；特性：
稳定性：干燥品性质稳定，但热稳定性差，抗坏血酸在空气中氧化变黄色。溶解性：易溶于水和乙醇，抗氧化作用：可作为a-VE 的增效剂，防止动物脂肪的氧化酸败；在肉品中起助色剂作用，可阻止亚硝酸胺的形成；适用范围：啤酒、软饮料、果汁，阻止褐变和风味劣变现象。安全性：对人体无害，ADI 值为0-15mg/kg；
水溶性抗氧化剂：茶多酚
儿茶素类的化合物的总称，其中儿茶素占60％～80％；对酸、热稳定；与铁发生颜色反应；效果优于生育酚类和BHT 等；与柠檬酸（最好）、苹果酸、酒石酸有良好的协同效应； 四种儿茶素的效果最好：EGCg ＞EGC ＞ECG ＞EC
水溶性抗氧化剂：植酸
植酸：肌醇六磷酸C6H18O24P6。淡黄色或淡褐色的粘稠液体；易溶于水；对热比较稳定。植酸具有较强的金属螯合作用，具有抗氧化增效作用；能防止水产罐头产生白色结晶及黑变等。植酸螯合：溶液中金属离子；酶中辅酶金属离子.
氨基酸：蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等为良好的抗氧化增效剂；色氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等有π电子，对食品的抗氧化效果较好，在鲜乳、全脂奶粉中加入这些氨基酸有显著的抗氧化效果。
乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na) ：一种重要的螯合剂，能螯合溶液中的金属离子；利用其螯合作用，可保持食品的色、香、味，防止食品氧化变质. 络合促进氧化作用的微量金属 大豆抗氧化肽等都具有抗氧化作用，目前正在研究之中。
c 、食品抗氧化剂使用注意事项
食品抗氧化剂的使用时机要恰当，应在食品保持新鲜状态和未发生氧化变质之前使用氧化剂。
抗氧化剂与增效剂并用：酚类抗氧化剂与柠檬酸、磷酸、抗坏血酸及其酯类（如柠檬酸单甘油酯、抗坏血酸棕榈酸酯等）并用，可明显增强抗氧化效果。一般情况下，柠檬酸及其酯类往往与合成抗氧化剂合用；抗坏血酸及其酯类与生育酚合用。
两种抗氧化剂合用也能显著提高抗氧化效果
d 、对影响抗氧化剂还原性的因素加以控制
光：紫外线是氧化作用的强激化剂和催化剂
温度：高温会使氧化剂分解和失效：BHT?70℃,BHA?100℃分解；
氧：减少或隔绝氧，可提高抗氧化效果；
碱：碱性条件和碱土金属能催化自由基的氧化；
色素：能催化氧化反应；
金属离子及物质分散状态都会影响抗氧化效果：Cu 、Fe 等金属离子：可促进氧化，催化抗氧化剂分解
5.2食品脱氧剂及其应用
脱氧剂又称游离氧吸收剂(FOA)或游离氧驱除剂(FOS)，是一类能够吸除氧的物质。当脱氧剂随食品密封在统一包装容器中时，能通过化学反应吸除容器内的游离氧及溶于食品的氧，并生成稳定化合物，从而防止食品的氧化变质；同时利用所形成的缺氧条件也能有效防止食品的霉变和虫害。脱氧剂不直接添加到食品中，不会对食品产生污染。
1925年A.H.Maude 等以铁粉、硫酸铁、吸湿物质制成脱氧剂，用于防止变压器的燃爆问题，随后英国、德国、日本等开展了脱氧剂的研究；在1976年后人们开始重视脱氧剂在食品保藏中的作用。目前已经发展成一种重要的食品保藏剂，广泛应用粮食、果品保鲜等方面。特制铁粉；连二亚硫酸钠；碱性糖制剂；
a 、常用的脱氧剂：特制铁粉
组成：特殊处理的铸铁粉、结晶碳酸钠、金属卤化物和填充剂；特制铁分为主要成分。 粉末粒径在300um 以下，比表面积：0.5 m2/g,褐色粉末；
脱氧作用机理：Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2↑ 3Fe+4H2O →Fe3O4 + 4H2↑
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O →2Fe(OH)3→ Fe2O3·3H2O
特制铁粉的脱氧量：1g 铁粉完全氧化需要300ml 或0.43g 的氧；
特点：成本低、使用效果良好，实际生产中应用广泛；用于含水量高的食品脱氧效果发挥的快，干燥则慢；
b 、常用的脱氧剂：连二亚硫酸钠
组成：连二亚硫酸钠、氢氧化钙、植物性活性炭；
作用机理：以活性炭为触媒，遇水则发生化学反应，并释放热量，温度可达60-70℃，同时产生SO2和水：
Na2S2O4 + O2→Na2SO4 + SO2 + H2O；NaHCO3 + CO2→NaCO3 + H2O； Ca(OH)2 +SO2→CaSO3+H2O；Ca(OH)2 + CO2→CaCO3 + H2O
吸除氧的同时，吸除CO2
c 、常用的脱氧剂：连二亚硫酸钠
连二亚硫酸钠脱氧剂遇水后并不会迅速反应，如以活性炭作为触媒则可加速其脱氧化学反应。在水、活性炭与脱氧剂并存时，脱氧速度快，一般在1-2h 内可以除去荣其中80-90%氧，3h 几乎达到无氧状态。1g 连二亚硫酸钠能和0.184g 氧发生反应，相当于正常状态下能和130ml 氧，650ml 空气中的氧发生反应。
d 、常用的脱氧剂：碱性糖制剂
以糖为原料生成的碱性衍生物，其脱氧作用是利用还原糖的还原性，进而与氢氧化钠作用形成儿茶酚等多种化合物：(CH2O)n+ n NaOH + nH2O + nO2→儿茶酚 + 甲基儿茶酚 + 甲基对位苯醌。该类脱氧剂的脱氧速度差异较大，有的在12h 内除去密封容器中的氧，有的需要24h 获48h ；只能在常温下显示其活性，在-5℃时除氧能力减弱，在-15℃则完全丧失托扬能力；回到常温也不能恢复脱氧活性。
6、食品保鲜剂
食品保鲜剂：为防止生鲜食品脱水、氧化、护色、腐败变质等而在食品表面进行喷涂、喷淋、浸泡或涂膜的化学物质。除对微生物作用外，还对生鲜食品本身的变化产生作用。其目的：减少食品水分散失；防止食品氧化；防止食品变色；抑制生鲜食品表面微生物的生长； 保持食品的风味；保持和增加食品，特别是水果的硬度和脆性；提高食品外观的可接受性； 减少食品在贮运过程中的机械损伤；
蛋白质：植物蛋白：玉米醇溶蛋白、小麦谷蛋白、大豆蛋白；
动物蛋白：角蛋白、胶原蛋白、明胶、酪蛋白、乳清蛋白
酯类化合物：石蜡、蜂蜡、矿物油、乙酰单甘酯等
多糖：羧甲基纤维素纳、淀粉、果胶等
甲壳质类：壳聚糖+乳酸钙或醋酸钙
树脂：紫胶、松脂等
可在保鲜剂中加入增塑剂、防腐剂、乳化剂、抗氧化剂等。
1. 食品化学保藏及其特点
食品的化学保藏技术是食品科学研究中的一个重要领域，有悠久的历史；腌制、糖渍、酸渍和烟熏都可算是化学保藏方法；将人工化学制品应用于食品保藏：始于20世纪初，1906年可用于食品的化学品已达12种，随着化学工业和食品科学的发展，天然提取的和化学合成的食品保藏剂逐渐增多，食品化学保藏技术不断取得进展，成为食品保藏不可缺少的一部分。
1.1 食品化学保藏的定义与任务
食品化学保藏(定义) ：是指在食品生产和贮运过程中使用化学制品(食品添加剂) 提高食品的耐藏性和尽可能保持其原有品质的措施。
主要任务：保持品质和延长保藏时间。
食品的变质腐败不一定都与微生物有关，氧化和自溶酶的作用都会引起食品变质腐败，食品化学保藏剂就涉及防腐剂、杀菌剂和抗氧化剂等。食品中添加少量的化学品后就能在室温条件下延缓食品的腐败变质；与其它食品保藏方法(罐藏、冷冻保藏、干制) 相比，具有简便而又经济的特点；许多化学制品须控制用量，通常只能控制或延缓微生物生长或只能在短时间内延缓食品的化学变化，属于暂时性或辅助性的保藏方法；化学制品的安全性问题：
1.2 食品化学保藏的特点
添加到食品中的化学制品在用量上受到限制(安全问题、对食品风味的不良影响) ；不是全能的，只能在一定时期内防止食品变质；化学保藏剂添加的时机要掌握，时机不当就起不到预期的作用；
1.3 食品化学保藏的应用限制
2. 食品防腐剂(Food Preservatives)
食品防腐剂应具备的条件、食品防腐剂的抑菌机理、食品抑菌剂的种类、特性与使用、常用的化学防腐剂、常用的生物防腐剂
食品防腐剂(Food Preservatives)
广义：凡是能抑制微生物生长活动，延缓食品腐败变质或生物代谢化学制品或生物代谢制品。 狭义：凡是能抑制微生物生长活动，但不一定杀死微生物，却能延缓食品腐败变质或生物代谢的化学制品或生物代谢制品。
抗微生物的作用程度：抑菌剂(狭义的防腐剂) 、杀菌剂、杀菌剂 、抑菌剂
2.1食品防腐剂应具备的条件
基本条件： 卫生安全：对人体无毒害
使用有效：控制作用范围和使用量
不破坏食品的固有品质：
其他要求： 少量使用就能达到防腐要求
不会与生产设备和包装容器等发生不良化学反应
具有一定的耐热能力
对使用的人员无害
大量使用时不污染环境
2.2 食品防腐剂的抑菌机理
氧化型杀菌剂：强氧化作用
过氧化物(H2O2)：产生具有强氧化能力的新生态氧[O]
氯制剂(Cl2、HClO) ：释放有效氯[OCl]
还原型杀菌剂：消耗食品中的氧、破坏酶活性以及蛋白质中的二硫键，如H2SO3。
醇类：使蛋白质脱水变性凝固，75%乙醇杀菌，低浓度(>15%)的乙醇则抑菌；
有机酸类：改变膜的透性，阻碍微生物细胞的呼吸系统和营养物质的输送；
3、食品抑菌剂的种类、特性与使用
常用的化学抑菌(防腐) 剂、常用的生物抑菌(防腐) 剂、常用的化学抑菌(防腐) 剂
3、1常用的化学抑菌(防腐) 剂
我国常用的化学合成抑菌防腐剂有：苯甲酸、对羟基苯甲酸酯、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、脱氢醋酸及其盐类
还有无机防腐剂：亚硫酸及其盐类，硝酸盐和亚硝酸盐
a. 苯甲酸及其钠盐
苯甲酸(钠) ，又称安息香酸(钠) ，1875年Salkowski 发现苯甲酸及其钠盐有抑制微生物生长繁殖的作用。
抑菌机理：阻碍微生物细胞的呼吸系统(TCA循环) ，并阻碍细胞膜的正常生理作用。 溶解性：苯甲酸溶于酒精和乙醚，难溶于水；苯甲酸钠溶于水，20℃时溶解度610g/L;
抑菌作用：广谱抑菌剂，在pH2.5-4.0时具有显著的抑菌效果，pH>5.4则失去对大多数 霉菌和酵母菌的抑制作用，起作用的是苯甲酸（未解离的分子）。
安全性：相对较安全，每日允许摄入量(ADI)0-5mg/kg体重
使用量：酱油、食醋、果酱、果汁饮料：1.0g/kg;
碳酸饮料：0.2g/kg
低盐酱菜、酱类、蜜饯：0.5g/kg
b. 对羟基苯甲酸酯
对羟基苯甲酸酯，又称泊尼金酯。目前在食品中使用的有对羟基苯甲酸乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯和异丁酯。对羟基苯甲酸酯，对呈白色晶体，稍有涩味，无嗅、无吸湿性，对光和热稳定。
抑菌机理：抑制呼吸系统和电子传递酶系统的活性、破坏细胞膜结构。
溶解性：微溶于水，而易溶于乙醇和丙二醇；
抑菌作用：广谱抑菌剂，未解离的分子起作用。对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌中革兰氏阴性杆菌和乳酸菌作用较弱。受pH 影响较小，在pH4-8范围内适用, 在pH5.5时效果最好；抑菌性质稳定。
安全性：毒性低于苯甲酸，ADI:0-10 mg/kg体重(FAO/WHO)
使用量：酱油、酱菜：0.1g/kg;
碳酸饮料：0.2g/kg
糕点馅：0.5g/kg
效果强于苯甲酸和山梨酸
c. 山梨酸及其钾盐
Gooding 于1964年发现山梨酸对微生物的抑制作用。
抑菌机理：抑制微生物尤其是霉菌细胞内脱氢酶系统活性；并与酶系统中的巯基结合，使多种酶失活；使分子中的共轭双键氧化，产生分解和重排。
特性：山梨酸钾白色粉末或晶体，略带刺激性气味，对光热稳定
溶解性：山梨酸难溶于水，微溶于乙醇；山梨酸钾易溶于水、乙醇，20℃时水中溶解度67.8g;
抑菌作用：对霉菌、酵母和好气性细菌有明显抑制作用，但对于能形成芽孢的厌氧菌和
嗜酸乳杆菌的抑制作用甚微。pH 低于5-6时效果最佳。酸性防腐剂，以未解离的分子起作用，其防腐效果随pH 值降低而增强。
安全性：属无毒害防腐剂，ADI:0-25mg/kg体重(FAO/WHO)
使用量：鱼、肉、蛋、禽制品中最大使用量：0.071g/kg;
葡萄酒、果酒：0.6g/kg.
使用时注意事项：易被加热时产生的水蒸汽带出，应注意加热时间；
对人体皮肤和粘膜有刺激性；
对霉菌污染严重的食品不仅没有抑菌作用，还会促使食品腐败变质。 d. 丙酸及其盐
丙酸盐书脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钠和丙酸钙；
抑菌谱：属于酸性防腐剂，对霉菌、需氧芽孢杆菌或革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用；对防止黄曲霉毒素的产生有特效；对酵母菌几乎无效；对引起食品发粘的菌类如枯草芽孢杆菌抑菌效果较好。
一般用于面包、糕点、干酪等制品；
安全性：丙酸盐类是一类安全的防腐剂，日本规定的最大用量为5g/Kg。
e 、脱氢醋酸和脱氢醋酸钠
特点：易溶于乙醇等有机溶剂而难溶于水，多以其钠盐作防腐剂。毒性低，对热稳定；适应pH 范围较宽，但以酸性介质中抑菌效果较好。
抑菌谱：对霉菌和酵母菌作用较强，对细菌的作用较差。脱氢醋酸钠是乳制品的主要防腐剂。
抑菌机理：其三羰基甲烷结构与金属离子发生螯合作用，从而以损害微生物的酶系统起防腐作用。
使用量：干酪、奶油和人造奶油：＜0.61g/kg
f 、无机防腐剂
亚硫酸及其盐类：
特点：强还原剂，具有杀菌防腐作用，还有漂白和氧化作用。酸性防腐剂。
杀菌机理：消耗食品中的O2，使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些酶的活性。起作用的是亚硫酸。
抑菌谱：对细菌作用强，对酵母菌的作用弱。
影响因素：浓度、温度、微生物的种类、pH 值。 pH 值小于3时，效果最佳。
用途：主要用于葡萄酒和果酒的防腐。最大使用量为0.25g/kg，其ADI 值为0～0.7mg/kg。 硝酸盐和亚硝酸盐
特点：在肉制品中广泛使用。具有防腐性、抗氧化和增进风味的作用
抑菌谱：梭状肉毒芽孢杆菌等耐热性芽孢的发芽有很强的抑制作用
安全性：都有毒，亚硝酸毒性更强。致癌性。
使用量：亚硝酸盐最大用量0.15g/kg。硝酸盐最大用量0.5g/kg.
3、2常用的生物抑菌(防腐) 剂
微生物代谢产物: 乳酸链球菌素、纳他霉素
酶类：溶菌酶
植物中的天然抗菌物质：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类
动物中的天然产物：甲壳素和壳聚糖
a 、微生物代谢产物:
乳酸链球菌素：商品名称 Nisin(尼生素). 是乳酸链球菌产生的一种多肽，由34个氨基酸组成。活性分子为二聚体、四聚体; 商品Nisin 为白色粉末，略带咸味(含有食盐50%); 溶解度：随pH 上升而下降，pH2.5时溶解度120g/L，pH5.0时为40g/L,在中性或碱性条件下几乎不溶。
稳定性：在pH2.0使可经过115.6℃杀菌而不失活，在pH4.0时在水溶液中加热则分解。在pH6.5-6.8抗菌效果最好，但在该范围内经过杀菌，其90%的活性丧失。
抗菌活性：能有效抑制G+细菌(如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌及李斯特菌) ，尤其对产生孢子的G+菌、枯草芽孢杆菌及嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用；对G-菌、霉菌和酵母的作用较差。
适用范围：罐装食品、植物蛋白食品以及乳、肉制品。
用量：罐装食品、植物蛋白饮料：0.2g/Kg
乳、肉制品：0.5g/kg
安全性：ADI ：33000 IU/kg体重
纳他霉素(Natamycin)呈白色或奶黄色结晶性粉末。几乎无嗅无味。
溶解性：几乎不溶于水、高级醇、醚、酯，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亚砜。分子量665.75，C33H47NO13
抗菌活性：可用于防霉。喷在食品表面，有良好的抗霉效果
适用范围：GB2760规定：奶酪、肉制品、肉糖、西式火腿、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面、易发霉食品、加工器皿表面，用200-300mg/kg悬浮液喷雾或浸泡，残留量
安全性：ADI ：0-0.3mg/kg体重
b 、酶类：溶菌酶(Lysozyme)
1907年发现溶菌因子，1922年命名为溶菌酶；溶菌酶(Lysozyme)又称N-乙酰胞壁质糖水解酶，属碱性蛋白酶，分子量14380，pI10.5-11.0，最适pH5-9；
稳定性：溶菌酶是一种化学性质非常稳定的蛋白质，pH 在1.2-11.3范围内剧烈变化时期结构几乎不变，在酸性条件(pH4-7)下，溶菌酶对热较稳定；在碱性条件下，溶菌酶的热稳定性较差，高温处理会降低酶活性；
安全性：是无毒性的蛋白质，可用于各种食品的防腐，与其它防腐剂配合使用效果更好。 c 、植物中的天然抗菌物质：植物抗毒素类、酚类、有机酸类、精油类
低分子量、广谱抗菌化合物，植物受到微生物侵染时诱导产生的，现在已经用细胞培养技术来生产。异黄酮类、几丁质酶等
简单酚类和酚酸类、羟基肉桂酸衍生物类和类黄酮类。香辛料中的酚类物质，有广谱抗菌能力。
柠檬酸、琥珀酸、苹果酸和酒石酸等，影响细胞膜、代谢酶、蛋白质合成；部分有机酸及其衍生物已作为食品防腐剂
香辛料中的羟基化合物、萜类，葱、蒜、韭菜中的含硫化合物等。从鼠尾草、迷迭香、藏茴香、丁香和普通麝香草中提取的精油，对大肠杆菌等有较好的抑制作用。
d 、动物中的天然抗菌物质：甲壳素和壳聚糖（脱乙酰甲壳素）
是从蟹壳和虾壳中提取的一类粘多糖。不溶于水，溶于盐酸和醋酸，易成膜，是优良的果蔬天然保鲜剂。经过改性后成的膜具有较低的透水性和对气体的选择透过性，可以防止水
分散失，又可调节气体浓度和比例，对果蔬的生命活动有抑制作用，薄膜具有防霉抑菌作用。
4、食品杀菌剂
4.1氧化型杀菌剂：氧化型杀菌剂包括过氧化物和氯制剂； 在食品加工和保藏中常用的有：过氧化氢、过氧乙酸、Cl2、漂白粉(精) 、O3； a 、氧化型杀菌剂：过氧化氢（具有很强的杀菌作用）
过氧化氢(H2O2)，是活泼氧化剂，易分解成水和新生态氧；
杀菌作用：3%的H2O2只需几分钟就能杀死一般细菌；0.1%的H2O2在60min 可以杀死大肠杆菌、伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌；1%的浓度在数小时内可杀死细菌芽孢；
安全性：低毒杀菌剂
适用范围：部分食品和器皿的消毒。目前只许用于袋装豆腐干，最大用量0.86g/L，残留量不得检出。
b 、氧化型杀菌剂：过氧乙酸
过氧乙酸(CH3COOOH),为无色液体，有强烈的刺鼻气味，易溶于水，性质极不稳定，低浓度溶液更易分解释放出氧，但在2-6℃分解速度减慢
抗菌活性：广谱、高效、速效的强力杀菌剂，对细菌及其芽孢、真菌和病毒均有较高的杀灭效果，特别是在低温下仍能灭菌；0.2%的浓度可杀死霉菌、酵母和细菌；0.3%的浓度可在3min 内杀死蜡状芽孢杆菌。
安全性：几乎无毒性，其分解产物为乙酸、过氧化氢、水和氧，使用后无残毒遗留； 适用范围：用于车间、工具和容器的消毒剂，喷雾消毒车间时使用浓度为0.2g/m3，工具和容器消毒时使用浓度：0.2%。
c 、氧化型杀菌剂： Cl2
Cl2溶于水后生成次氯酸，次氯酸具有强烈的氧化性，作为一种强氧化剂进入细胞内部后，因氯原子的氧化作用而破坏细胞的某些酶系统，导致细菌等死亡；
杀菌作用：当水中有效氯含量保持在0.2-0.5mg/L时，可杀死肠道病原菌；病毒对氯的抵抗力比细菌强，要杀死病毒则要加大加氯量；有机质存在会影响其杀菌效果；
适用范围：水中余氯量25mg/L；食品消毒用
美国现在非常流行的净菜工程，就是通过用含氯水消毒来控制净菜中微生物而保证食品卫生安全的）：
1. 卫生安全(Sanitation): 消毒, 无病原菌;
2. 低温(Low temperature): 0℃～4℃;
3. 气调贮藏(Modified atmosphere package)
净菜加工关键技术：1. 温度控制； 2.O2条件； 3. 食品安全.
净菜加工保藏原理
净菜加工(Fresh-cut Processing)
工艺流程：蔬菜→清洗→切分→
氧化型杀菌剂：漂白粉(精)
d 、漂白粉
组成：次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙，次氯酸钙为有效杀菌成分，次氯酸钙分解产生有效氯。白色粉末，性质极不稳定，吸湿受潮经光、热作用而分解；有效氯含量不得低于25%,现有的商业产品在28-35%；漂白精的有效氯含量60-75%,消毒效果比漂白粉高1倍。
溶解性：在水中溶解度69g/L；
杀菌作用：对细菌及其芽孢、酵母、霉菌和病毒均有杀灭作用；5-10g/L水溶液5min 可杀死大多数细菌；50g/L的水溶液在60min 可杀死芽孢。杀菌效果与作用时间、浓度及温度等因素有关，其中影响最大的是pH ，降低pH 值可显著提高杀菌效果。
适用范围：饮用水(0.5-1mg/L)、蛋品消毒(80-100mg/L,5min)
e 、氧化型杀菌剂：O3
臭氧是一种不稳定的水溶性气体，人体对臭氧敏感，在0.04ppm 时人体就会难受，0.2ppm 时就会刺激鼻、喉、眼。臭氧是一种强氧化剂，其消毒或杀菌原理是：
迅速氧化不饱和的化合物；氧化醛为酸，降低pH 值；氧化-SH 或氨基化合物；蛋白质凝结，特别是过氧化氢酶、过氧化物酶和脱氢酶。
影响微生物对臭氧敏感性的因素
迅速生长的细胞对O3的抗性比静止期的强；在酸性pH 下，随pH 下降，O3的杀菌效果增加；温度下降有利于提高O3的杀菌效果；湿度低于45%时，O3对空气中的细菌没有明显的杀菌作用, 而当湿度上升到60%-80%时，臭氧具有强烈的杀菌作用；有机质含量多的环境可提高微生物对O3的抗性; 细菌比酵母菌、霉菌更易被O3杀灭，G+菌比G-菌敏感，芽孢的抗性比营养细胞强10-15倍。
适用范围：饮用水或食品加工用水的消毒；蛋及水果等贮藏食品的表面消毒； 100-200ppm O3处理污水, 可破坏其中的肉毒梭菌产生的毒素。
还原型杀菌剂：SO2、亚硫酸及其盐类；
SO2是一种无色、不燃性、具有很强刺激性气味的气体，可溶于水。在水中(或液体) 中，以H2SO3、HSO3-、SO32-三种形式存在，在不同的pH 值下，三者的比例不同.
不同pH 值下,H2SO3、HSO3-、SO32-的百分比
在H2SO3、HSO3-、SO32-三种形式中，现已研究证明：SO2 的抗菌活性在很大程度上与非离子化的分子态有关，就抗菌能力而言：H2SO3(SO2)>HSO3- >>SO32-
所以，当pH
不同pH 值下，SO2对酵母菌存活率的影响
4.2还原型杀菌剂：SO2、亚硫酸及其盐类；
SO2的抑菌或杀菌作用机理
SO2与结构蛋白中的-SH 、酶、辅酶、维生素、核酸、脂类等发生反应，使之性质发生变化裂解蛋白质中的二硫键，改变酶的活性中心；破坏辅酶，产生细胞毒素，使两个核酸残基之间形成交联，或核酸与蛋白质形成交联；SO2影响膜的功能，改变其通透性，影响物质代谢。
SO2对微生物毒性的差异性
微生物对SO2的耐受性是不同的：
1）除葡萄酒酵母外，酵母菌和霉菌对SO2很敏感，在低浓度下，SO2就具有杀伤真菌的作用。E.g. ：SO2
2）细菌对SO2有较强的抗性，低浓度的SO2只能抑制，而高浓度时才有杀灭作用，并且细菌死亡速度较慢，但在酸性条件下可加速细菌的死亡：G-菌比G+菌对SO2更敏感一些。
3）葡萄酒酵母（果酒酵母）则对SO2不敏感，可耐受较高浓度的SO2。
这种差异可能是由于真菌和细菌对SO2的吸收不同所致，目前尚未有明确的实验资料
证明这一点，尚需作进一步的研究。
SO2的应用：①在浆果(葡萄、草莓、樱桃) 、蒜薹等贮藏保鲜中，可用SO2等熏蒸或喷洒，抑制枝孢霉、葡萄孢霉等霉菌的生长，但要控制好浓度，浓度过高会造成果实的漂白伤害现象；②在葡萄酒等果酒的生产中，抑制细菌生长、防止酒的酸化；③用硫磺熏蒸进行房间的杀菌(霉菌) ，如酱油生产中曲房的杀菌消毒；
使用方法：熏蒸、浸渍
SO2残留量的控制：FAO 和WHO 规定的 ADI ：0.7mg/kg体重；
我国：在除果酒外的食品中SO2残留量不能超过20mg/kg。
4.3醇类：醇类包括乙醇、乙二醇、丙二醇等；
乙醇杀菌作用浓度：在50%-75%时最强，50%以下乙醇杀菌作用下降，仍有抑菌作用； 作用机制：是使蛋白质凝固变性；微生物营养体对乙醇杀菌作用比较敏感，对细菌芽孢不是很有效；乙醇浓度在20%以上时，对微生物有较强的抑制作用，但乙醇浓度低时，则不足以抑制可利用乙醇的微生物。用酒保藏食品是我国常用的食品保存方法。
4.4二氧化碳(CO2)
CO2对微生物生长有一定影响，且与CO2浓度有关：低浓度：当有较低浓度的CO2(稍高于大气正常CO2含量，即0.033%-1%)存在时，往往会刺激微生物生长；高浓度：CO2浓度过高则会抑制微生物的生长，而且不同的微生物对CO2的敏感性不同，CO2的浓度、培养温度、菌龄、食品的水分活度等都会影响CO2的作用。
CO2浓度为100%：肠杆菌、芽孢杆菌、黄杆菌、微球菌：在室温下4天全部被杀死； 变形杆菌、产气夹膜梭菌、乳杆菌：在室温下4天只受到轻微影响。
CO2浓度为5%-10%：可抑制大部分酵母菌、霉菌、细菌，但不能完全杀死或完全防止其生长。大多数的腐败细菌、霉菌和酵母菌能被5% CO2所抑制，特别是对于生长在冷藏家禽、牛肉、猪肉、熏肉和果蔬等食品上的冷营菌具有较强的抑制效果。
就敏感性而言：霉菌比酵母菌敏感；G- 菌比 G+ 菌敏感，假单胞菌、微球菌、芽孢杆菌对CO2敏感，可被强烈地抑制。
CO2的作用机理：有两种假说—a 、高浓度的CO2可抑制琥珀酸氧化酶，影响琥珀酸代谢；b 、CO2使细胞膜脱水，阻碍了食品中可溶性成分进入细胞。
在饮料生产时，常用二氧化碳作防腐剂，如碳酸饮料。其它防腐剂、脱氢醋酸(脱氢乙酸) 及其钠盐、双乙酸钠、二氧化氯、亚硝酸盐(肉类制品)
5、食品抗氧剂与脱氧剂
5.1食品抗氧化剂：在食品保藏中，防止或延缓食品氧化变质的化学物质。 抗氧化剂种类：脂溶性：BHA 、BHT 、PG 、VE 等；
水溶性：VC 、植酸、EDTA-2Na 、氨基酸等；
与抗氧化剂的还原性密切相关
作用机理：抗氧化作用都是以其还原行为理论依据的；有的抗氧化剂被氧化，消耗食品和环境中的氧，保护食品（如抗坏血酸及其延伸物，异抗坏血酸及其钠盐）；有的抗氧化剂通过抑制氧化酶的活性而防止食品氧化变质（如亚硫酸盐、二氧化硫、各种含硫化合物） ； 将能催化和引起氧化反应的物质实行封闭；抗氧化剂本身可以释放出氢离子，破坏或终止油脂在氧化过程中所产生的过氧化物，使之不能继续被分解成醛或酮类等低分子物质（各种酚类抗氧化剂） 。
a 、脂溶性抗氧化剂
常用的种类：丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、生育酚混合浓缩物 正在研究的种类：愈创树脂、没食子酸及其酯(十二酯、辛酯、异戊酯) 、特丁基-对苯二酚 2,4,5-三羟基苯丁基酮、乙氧基喹、3,5-二特丁基-4-茴香醚、天然抗氧化剂：芝麻酚、芸香苷
常用的种类：丁基羟基茴香醚(BHA)
特丁基-4-羟基茴香醚(BHA)，由3-BHA 、2-BHA 两种异构体构成，分子式C11H16O2. 特性：BHA 为白色或黄色蜡状粉末晶体，有酚类的刺激性臭味；不溶于水，溶于油脂及丙二醇、丙酮、乙醇等；热稳定性强、吸湿性弱，有较强的杀菌作用；与其它抗氧化剂配合使用，可增强抗氧化作用，在动物油脂中效果更佳；比较安全，ADI 值为0-0.5mg/kg;在油脂、油炸食品中最大使用量：0.2g/kg
常用的种类：二丁基羟基甲苯(BHT)
2,4-二特丁基对羟基甲苯(BHT)，分子式C15H24O:白色结晶，无色、无味；溶于乙醇、豆油、棉籽油、猪油，不溶于水和甘油；热稳定性强，对长期贮藏食品或油脂有良好的抗氧化效果，与铁离子不发生反应，化学性质稳定; 基本无毒性，ADI 值为0-0.5mg/kg在食品中的最大添加量：0.2g/kg
常用的种类：没食子酸丙酯(PG)
没食子酸丙酯(PG)的分子式：C10H12O5白色至淡褐色结晶，无臭，略带苦味；易溶于醇、丙酮、乙醚，而在脂肪和水中较难溶解；热稳定性强，但易与铜、铁力子作用生成紫色或暗紫色化合物；有一定的吸湿性，与光则能分解；一般不单独使用，与其它抗氧化剂并用，可增强抗氧化性能；或与 柠檬酸、抗坏血酸等增效剂复配使用。PG 可随尿排出，比较安全，ADI 为0-0.2mg/kg在食品中的最大使用量：0.1g/kg
常用的种类：叔丁基对苯二酚（TBHQ ）
白色或浅黄色粉末，微溶于水，不与铁或铜形成络合物；与其他抗氧化剂和螯合剂具有增效作用；在其他酚类抗氧化剂不起作用的油脂中也有作用；在植物油脂中效果更佳；在碱性条件下会变为红色；在蒸煮、油炸食品中效果较好，但是在焙烤食品中持久性不佳； 常用的种类：生育酚混合浓缩物
维生素E ，广泛分布在动植物体内，已知共有7种异构体，经人工提取后，浓缩即成生育酚混合物；是一种天然抗氧化剂。黄色至褐色无臭透明粘稠液体，溶于乙醇，不溶于水，能与油脂完全混溶；热稳定性强，耐光、耐紫外线和耐辐射性也较强；可用于一般油脂食品、透明包装食品；全脂奶粉、奶油或人造奶油：0.03%-0.07%动物脂肪：0.001%-0.1%肉制品、水产加工品、脱水蔬菜、方便食品等：0.01%-0.2%ADI值：0-2mg/kg
b 、水溶性抗氧化剂
水溶性抗氧化剂主要用于防止食品氧化变色；
常用的种类：抗坏血酸类抗氧化剂；茶多酚类
在研究使用的种类：异抗坏血酸及其钠盐、植酸、EDTA-2Na 、氨基酸、香辛料类等 水溶性抗氧化剂：抗坏血酸
抗坏血酸及其钠盐呈白色或微黄色结晶、细粒或粉末，无臭、略带酸味；特性：
稳定性：干燥品性质稳定，但热稳定性差，抗坏血酸在空气中氧化变黄色。溶解性：易溶于水和乙醇，抗氧化作用：可作为a-VE 的增效剂，防止动物脂肪的氧化酸败；在肉品中起助色剂作用，可阻止亚硝酸胺的形成；适用范围：啤酒、软饮料、果汁，阻止褐变和风味劣变现象。安全性：对人体无害，ADI 值为0-15mg/kg；
水溶性抗氧化剂：茶多酚
儿茶素类的化合物的总称，其中儿茶素占60％～80％；对酸、热稳定；与铁发生颜色反应；效果优于生育酚类和BHT 等；与柠檬酸（最好）、苹果酸、酒石酸有良好的协同效应； 四种儿茶素的效果最好：EGCg ＞EGC ＞ECG ＞EC
水溶性抗氧化剂：植酸
植酸：肌醇六磷酸C6H18O24P6。淡黄色或淡褐色的粘稠液体；易溶于水；对热比较稳定。植酸具有较强的金属螯合作用，具有抗氧化增效作用；能防止水产罐头产生白色结晶及黑变等。植酸螯合：溶液中金属离子；酶中辅酶金属离子.
氨基酸：蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等为良好的抗氧化增效剂；色氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等有π电子，对食品的抗氧化效果较好，在鲜乳、全脂奶粉中加入这些氨基酸有显著的抗氧化效果。
乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na) ：一种重要的螯合剂，能螯合溶液中的金属离子；利用其螯合作用，可保持食品的色、香、味，防止食品氧化变质. 络合促进氧化作用的微量金属 大豆抗氧化肽等都具有抗氧化作用，目前正在研究之中。
c 、食品抗氧化剂使用注意事项
食品抗氧化剂的使用时机要恰当，应在食品保持新鲜状态和未发生氧化变质之前使用氧化剂。
抗氧化剂与增效剂并用：酚类抗氧化剂与柠檬酸、磷酸、抗坏血酸及其酯类（如柠檬酸单甘油酯、抗坏血酸棕榈酸酯等）并用，可明显增强抗氧化效果。一般情况下，柠檬酸及其酯类往往与合成抗氧化剂合用；抗坏血酸及其酯类与生育酚合用。
两种抗氧化剂合用也能显著提高抗氧化效果
d 、对影响抗氧化剂还原性的因素加以控制
光：紫外线是氧化作用的强激化剂和催化剂
温度：高温会使氧化剂分解和失效：BHT?70℃,BHA?100℃分解；
氧：减少或隔绝氧，可提高抗氧化效果；
碱：碱性条件和碱土金属能催化自由基的氧化；
色素：能催化氧化反应；
金属离子及物质分散状态都会影响抗氧化效果：Cu 、Fe 等金属离子：可促进氧化，催化抗氧化剂分解
5.2食品脱氧剂及其应用
脱氧剂又称游离氧吸收剂(FOA)或游离氧驱除剂(FOS)，是一类能够吸除氧的物质。当脱氧剂随食品密封在统一包装容器中时，能通过化学反应吸除容器内的游离氧及溶于食品的氧，并生成稳定化合物，从而防止食品的氧化变质；同时利用所形成的缺氧条件也能有效防止食品的霉变和虫害。脱氧剂不直接添加到食品中，不会对食品产生污染。
1925年A.H.Maude 等以铁粉、硫酸铁、吸湿物质制成脱氧剂，用于防止变压器的燃爆问题，随后英国、德国、日本等开展了脱氧剂的研究；在1976年后人们开始重视脱氧剂在食品保藏中的作用。目前已经发展成一种重要的食品保藏剂，广泛应用粮食、果品保鲜等方面。特制铁粉；连二亚硫酸钠；碱性糖制剂；
a 、常用的脱氧剂：特制铁粉
组成：特殊处理的铸铁粉、结晶碳酸钠、金属卤化物和填充剂；特制铁分为主要成分。 粉末粒径在300um 以下，比表面积：0.5 m2/g,褐色粉末；
脱氧作用机理：Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2↑ 3Fe+4H2O →Fe3O4 + 4H2↑
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O →2Fe(OH)3→ Fe2O3·3H2O
特制铁粉的脱氧量：1g 铁粉完全氧化需要300ml 或0.43g 的氧；
特点：成本低、使用效果良好，实际生产中应用广泛；用于含水量高的食品脱氧效果发挥的快，干燥则慢；
b 、常用的脱氧剂：连二亚硫酸钠
组成：连二亚硫酸钠、氢氧化钙、植物性活性炭；
作用机理：以活性炭为触媒，遇水则发生化学反应，并释放热量，温度可达60-70℃，同时产生SO2和水：
Na2S2O4 + O2→Na2SO4 + SO2 + H2O；NaHCO3 + CO2→NaCO3 + H2O； Ca(OH)2 +SO2→CaSO3+H2O；Ca(OH)2 + CO2→CaCO3 + H2O
吸除氧的同时，吸除CO2
c 、常用的脱氧剂：连二亚硫酸钠
连二亚硫酸钠脱氧剂遇水后并不会迅速反应，如以活性炭作为触媒则可加速其脱氧化学反应。在水、活性炭与脱氧剂并存时，脱氧速度快，一般在1-2h 内可以除去荣其中80-90%氧，3h 几乎达到无氧状态。1g 连二亚硫酸钠能和0.184g 氧发生反应，相当于正常状态下能和130ml 氧，650ml 空气中的氧发生反应。
d 、常用的脱氧剂：碱性糖制剂
以糖为原料生成的碱性衍生物，其脱氧作用是利用还原糖的还原性，进而与氢氧化钠作用形成儿茶酚等多种化合物：(CH2O)n+ n NaOH + nH2O + nO2→儿茶酚 + 甲基儿茶酚 + 甲基对位苯醌。该类脱氧剂的脱氧速度差异较大，有的在12h 内除去密封容器中的氧，有的需要24h 获48h ；只能在常温下显示其活性，在-5℃时除氧能力减弱，在-15℃则完全丧失托扬能力；回到常温也不能恢复脱氧活性。
6、食品保鲜剂
食品保鲜剂：为防止生鲜食品脱水、氧化、护色、腐败变质等而在食品表面进行喷涂、喷淋、浸泡或涂膜的化学物质。除对微生物作用外，还对生鲜食品本身的变化产生作用。其目的：减少食品水分散失；防止食品氧化；防止食品变色；抑制生鲜食品表面微生物的生长； 保持食品的风味；保持和增加食品，特别是水果的硬度和脆性；提高食品外观的可接受性； 减少食品在贮运过程中的机械损伤；
蛋白质：植物蛋白：玉米醇溶蛋白、小麦谷蛋白、大豆蛋白；
动物蛋白：角蛋白、胶原蛋白、明胶、酪蛋白、乳清蛋白
酯类化合物：石蜡、蜂蜡、矿物油、乙酰单甘酯等
多糖：羧甲基纤维素纳、淀粉、果胶等
甲壳质类：壳聚糖+乳酸钙或醋酸钙
树脂：紫胶、松脂等
可在保鲜剂中加入增塑剂、防腐剂、乳化剂、抗氧化剂等。