常用的食品防腐剂有哪些？
1.常见的食物防腐剂
近年来，食品中常用的防腐剂有:苯甲酸，这是一种世界各国都允许使用的食品防腐剂。在动物体内易随排泄物排出，不蓄积，毒性低，价格低廉，目前占据了国内防腐剂市场的大部分；丁基羟基茴香醚(BHA)是目前世界上广泛使用的抗氧化剂之一，具有很强的抗菌作用。主要用于食用油脂，最大用量为0.2g/kg，缺点是成本高。二丁基羟基甲苯(BHT)是目前国内生产量最大的抗氧化剂之一，价格低廉，是BHA的1/5~1/8，但抗氧化性不够强，进入BHA，应用范围与BHA相同，但缺点是毒性高。没食子酸丙酯(PG)具有比BHA和BHT更强的抗氧化活性，主要用于油炸食品、方便面和罐头食品。最大用量为0.1g/kg，但有与金属离子发生显色反应的缺点。异抗坏血酸用于一般食品的抗氧化和防腐，无毒；特丁基对苯二酚(TBHQ)对油脂和不饱和粗植物油非常有效，高温下稳定，挥发性比BHA和BHT小，非常适合加工和食用过程中需要加热的食品。
2.天然食品防腐剂
为了适应人们崇尚自然和健康的理念，开发和应用高效、安全的食品防腐剂已成为当今世界食品防腐剂的重要研究领域。据相关资料显示，人们长期食用的食品中，天然防腐剂的毒性远远低于合成防腐剂。因此，近年来，从自然界中寻求天然防腐剂的研究引起了世界各国科学家的极大关注。各国开发的大量天然防腐剂产品受到人们的广泛欢迎。
2.1茶多酚是从茶叶中提取的抗氧化物质，对人体无毒。它含有四种成分:表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯和儿茶素。其抗氧化能力比VE、VC、BHT、BHA强数倍，所以日本已经开始了茶多酚抗氧化剂的商业化生产。
2.2天然维生素E(生育酚混合物)天然VE在植物油脂中含量丰富，且无毒，其存在状态通常比较稳定。在炼油过程中，可以回收大量精制的VE混合物。该成分具有良好的抗氧化性，使用安全，已广泛应用于食品保鲜。限于脂肪和油性食物，是目前国内唯一大量生产的天然抗氧化剂。价格较高，不太适合一般场合。主要用于保健食品、婴儿食品等高价值食品。
2.3类黑精，是氨基化合物和羰基化合物加热后的产物，抗氧化能力相当于BHA和BHT，具有抗菌作用。它具有很强的耐热性，并能赋予食物良好的风味。
2.4红辣椒提取物红辣椒含有大量抗氧化物质，是VE和香兰素的混合物。如果能去掉辣味，是极好的抗氧化剂。
2.5香辛料提取物早在20世纪30年代，人们就开始研究香辛料的抗氧化作用。到20世纪50年代，研究人员已经分析了32种香料，发现迷迭香和鼠尾草具有最好的抗氧化性能。这类产品大多含有黄酮类、萜类、有机酸等抗氧化成分，能切断油脂的自动氧化链，螯合金属离子，与有机酸起协同作用。法国从迷迭香干叶粉中提取了两种晶体抗氧化物质——鼠尾草酚和迷迭香酚，比合成氧化剂BHT和BHA强4倍以上。
2.6果胶分解产物一般从蔬菜、水果中提取，其酶解产物在酸性环境中具有抗菌作用。目前，国外以果胶分解产物为主要成分，混合其他天然防腐剂，已广泛应用于蔬菜、咸鱼、牛肉等食品的保鲜。
2.7糖醇可分为单糖、二糖、三糖、四糖等。从化学结构上看，不过都是低分子碳水化合物。其中，五碳糖和六碳糖的单糖促进氧化，二糖有轻微的抗氧化作用，果糖和糖醇的抗氧化能力较强。山梨醇和麦芽糖醇是食品中广泛使用的抗氧化剂。木糖醇也是一种抗氧化剂，与VE有协同作用。
2.8甘草黄酮棕红色粉末，具有甘草气味。是良好的天然抗氧化剂和防霉剂，其抗氧化能力优于BHT的最大用量。
2.9植酸(PA)为淡黄色液体或棕色浆状液体，来源于米糠、玉米及食品加工中的废液。植酸与金属的螯合作用可以防止有毒金属被消化道吸收。
2.10蜂胶提取物该提取物具有抗菌、抗炎、抑制病毒和增强抗体免疫的作用。将蜂胶提取物直接添加到牛奶、咖啡、保健口服液、饮料、乳制品、流质食品中，具有良好的保鲜效果。
除了以上，还有:芝麻酚，大多没有分离，用芝麻油做抗氧化剂；米糠元素，来自米糠油；栎精，存在于橡树皮中；棉草花瓣中存在的棉子素，对不饱和脂肪酸的酯类有很强的抗氧化作用；芦丁存在于荞麦、槐米、烟叶、番茄的茎叶中；该胚芽油提取物对动植物油有效，适用于高温加工食品。脑磷脂是从新鲜羊脑和人胚胎脑中获得的。
3.新型食品防腐剂
3.1乳酸链球菌素是乳酸乳球菌产生的一种小肽，由34个氨基酸组成，其中碱性氨基酸含量较高，因此带正电荷。乳酸链球菌素和溶菌酶具有协同作用；结合其他杀菌措施，可以更有效地防止食物腐败。乳链菌肽主要作用于细胞膜，其作用机制很可能是插入细胞膜后，在细胞膜上形成具有一定孔径的膜通道，导致细胞质外漏，细胞死亡。乳酸链球菌素主要用于保存蛋白质含量高的食品，如肉类和豆制品，不能用于蛋白质含量低的食品，否则会被微生物用作氮源。
3.2多聚赖氨酸(缩写为PLL)是日本开发的新型广谱防腐剂。它是链霉菌产生的代谢产物，是经过分离、提取、精制得到的发酵产物。它是继乳酸链球菌素之后的一种新型天然防腐剂。其单体赖氨酸是必需氨基酸，因此安全性高。聚赖氨酸具有较高的热稳定性和良好的水溶性，在中性至弱酸性范围内具有良好的抗菌效果，但在酸性和碱性pH范围内效果不佳。
3.3鱼精蛋白是一种具有广谱杀菌作用的蛋白质，从鱼类睾丸中分离出来。具有热稳定性好、安全无毒、pH范围广(中性或碱性条件下杀菌效果更好)等优点。但鱼精蛋白由于价格高、添加量大，很难在普通食品中使用。
3.4溶菌酶这种酶能水解细菌细胞壁中肽聚糖的B-1，4-糖苷键，导致细菌自溶死亡，甚至变性的溶菌酶也有杀菌作用，因为是碱性蛋白，所以可用于食品保鲜。溶菌酶与EDTA一起使用时，EDTA能络合脂多糖维持其结构所必需的钙离子，破坏其结构，使溶菌酶作用于其细胞壁。它经常与甘氨酸结合使用来保存食物，如面条、熟水产品和沙拉。
3.5柏森保鲜剂是英国研制的一种无色无味可食用的果蔬保鲜剂，可广泛用于果蔬保鲜，在花卉保鲜方面也取得了成功。柏森防腐剂是由植物油和糖组成的复合物，其活性成分是蔗糖酯。其保鲜机理是通过抑制果蔬的呼吸作用和水分蒸发，使果实休眠，减缓成熟衰老的速度。一般1 kg保鲜剂可以处理28吨左右的苹果。
3.6壳聚糖(Chitosan)是节肢动物外壳提取物，主要成分是壳聚糖的衍生物，是一种阳离子高分子多糖。壳聚糖作为食品防腐剂具有安全无毒、易水洗、可生物降解、无残留毒性等优点。壳聚糖的作用机理是在果实表面形成半透膜，从而调节果实采摘后的生理代谢，抑制微生物。壳聚糖是通过甲壳质的脱乙酰化生产的。用羟基和氨取代亚硫酸盐作为蜜饯、果汁饮料生产中的无公害产品基，可形成1独特复合膜，通过对气体的选择性渗透，延缓果蔬的老化。
3.7复合维生素c衍生物防腐剂美国科学家发现，维生素c衍生物的复合物可以使实验中切开的苹果保持48小时不褐变。其化学成分为维生素C衍生物、肉桂酸、β-环糊精和磷酸钠等。可用于水果去皮后加工前的保鲜处理，也可作为罐头食品和水果香精的防腐剂。
4.合成安全的食品防腐剂。
除天然食品防腐剂外，一些合成的无毒高效食品防腐剂也有广阔的发展前景。相比之下，合成无毒无污染的食品防腐剂更便宜、更容易。
4.1双乙酸钠，分子式CH3COONa。CH3COOH.nH2O，可用于食品和饲料的防霉。防腐剂毒性小，效果与丙酸钙相当，但价格是它的三分之二。
4.22，4-亚乙基二烯酸(山梨酸)是一种安全、无毒、高效、理想的新型食品防腐剂、防腐剂和防霉剂，是一种天然的食品添加剂。广泛应用于各种食品。该合成方法以3，5-壬二烯-2-酮、氯气、烧碱和硫酸为主要原料，得到了最佳工艺条件。所得产品收率在95%以上，质量符合国家标准要求。
4.3单辛酸甘油酯该防腐剂抗菌谱广，对细菌、霉菌、酵母菌均有较好的抑制作用，效果优于苯甲酸钠和山梨酸钾。其防腐效果不受pH值的影响；而且其代谢产物都是人体内脂肪代谢的中间产物。分解产生的辛酸可通过B-氧化完全分解为二氧化碳和水，甘油可通过三羧酸循环分解。是一种安全无毒的防腐剂，在日本的食品卫生法中不受用量和用途的限制。但该产品存在溶解性和分散性差(难溶于水)、对革兰氏阴性菌抗菌效果差的缺点。
4.4羟甲基甘氨酸钠该防腐剂应用范围广，抗菌谱广，能抑制细菌、霉菌和酵母菌，杀菌效率高；在高pH值下防腐效果依然良好。
4.5富马酸二甲酯的分子式为:CH3OOCCH = CHCOOCH3。本品具有非常好的防霉效果，而且适用PH值范围广，在pH 3.0 ~ 8.0范围内都有非常好的防霉效果，远高于常用的丙酸钙。比如在相同的储藏条件下，添加丙酸钙的面包可以保持15 ~ 30天不发霉，而添加富马酸二甲酯的面包防霉效果很好。富马酸二甲酯毒性低，对皮肤有过敏作用。
5.双乙酸钠的性质及合成方法
这里特别介绍一下双乙酸钠。双乙酸钠是公认的安全可靠的新型高效、广谱抗菌防霉剂，也是能提高饲料粮效价的食品添加剂。联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(世卫组织)已批准其作为食品、谷物和饲料的防霉和防腐防腐剂。
5.1双乙酸钠的性质
双乙酸钠是一种白色晶体，具有吸湿性和乙酸气味。易燃，溶于水和乙醇，通常储存在40℃。C以下的阴凉处应密封，避免阳光照射和潮湿。双乙酸钠的毒性很低。小鼠口服LD50为3.31g/kg，大鼠为4.96g/kg。每人每天允许摄入量(ADI)为0~15mg/kg。双乙酸钠在生物体内的最终代谢产物为水和CO2，不会在人体内残留，对人、畜和生态环境无破坏作用和副作用。
双乙酸钠能有效抑制粮食、食品、饲料的霉变，特别是黄曲霉毒素。通过渗透微生物细胞壁，干扰细胞内各种酶系统的生长，有效抑制十余种真菌毒素和四种细菌的发生、生长和传播，其防霉效果优于防霉剂丙酸钙。在国外，它已广泛用于粮食、食品、饲料的防霉保鲜，而在国内，它还处于起步阶段。
5.2双乙酸钠的合成方法
5.2.1醋酸苏打法
反应式:4c H3 cooh+na2co 3 = = 2ch 3 coona . ch 3c ooh+CO2+H2O。
1.使用乙醇作为溶剂
该方法以35%的乙醇水溶液为介质，在室温下向乙酸中逐渐加入碳酸钠进行反应。生成的乙酸钠物料变稠，及时加热至80~83℃。c，回流反应30分钟，反应结束后冷却至25℃。c、结晶、过滤、干燥后得到成品，所得滤液可再次浓缩后结晶。该方法产品收率在95%以上，原料易得，成本低，产生的母液不能回收利用，需要溶剂回收装置。缺点是会产生大量的CO2。
2.以水为溶剂
向反应器中加入水和碳酸钠，搅拌并加热至40℃。c、碳酸钠完全溶解后，缓慢加入醋酸，投料比为n(醋酸):n(碳酸钠):n(水)=1:0.27:0.54，加热至70。c、恒温反应3小时，冷却，结晶，干燥，即得成品。滤液经薄膜蒸发除去30%水分后循环使用，产品收率约为96%。该工艺简单，原料廉价易得，能耗低，收率高，母液可循环使用，无“三废”污染环境。
3.不添加溶剂
加入碳酸钠和醋酸，投料比为1:3.77~4.33。搅拌并加热至90℃。c，反应3h，结晶，冷却，干燥，得到产品。产品分散均匀，粒度好，母液可全部回收利用，反应过程中无废液排放，符合绿色环保生产工艺的要求。
5.2.2醋酸-烧碱法
反应式:2ch3cooh+NaOH = = = ch3coona。醋酸+H2O。
在该反应中，在没有额外溶剂的情况下一步合成了双乙酸钠。加热搅拌醋酸，缓慢加入氢氧化钠，控制温度在105~125。c，投料比为2.1~2.2:1，反应时间为45~120min。反应后，将产物冷却并结晶，在105处取出晶体。产品收率在97%以上。该方法不存在母液回收的问题，原料廉价易得，操作简单，反应时间短，质量稳定，无“三废”排放，收率高，是一种绿色生产工艺。
5.2.3乙酸-乙酸钠法
反应式:ch 3c oona+ch 3c ooh+xh2o = = = ch 3c oona . ch 3c ooh . xh2o。
该方法可分为气相法和液相法。气相法是德国研制成功的，以N2和四氯化碳为流动介质，在20 ~ 200℃下混合乙酸钠和乙酸。在流化床反应器中。气相法产能大，但操作条件必须严格控制，废气中有大量酸雾，必须回收。
液相法首先是在印度发展起来的，它是通过乙酸钠和乙酸在乙醇溶液中反应制备的。该方法工艺简单，操作方便，设备投资少，收率高。但半成品的熔点很低(50~60。c)必须严格控制干燥温度，必须回收乙醇。
1.使用乙醇作为溶剂
将0.1mol乙酸钠和5ml 50%乙醇水溶液搅拌混合，然后加热至60℃。c、滴加0.1mol冰醋酸约30min。控制乙酸钠与乙酸的质量比为(1.004 ~ 1.025):1。然后在60~80。c加热4小时，冷却至室温，静置结晶，将分离出的滤液浓缩，再次结晶，合并两次结晶产物，干燥，得到13.3g的产物..该方法产品收率约为95%，母液可循环使用，产品质量好。缺点是需要乙醇作为溶剂，原料成本略高，反应时间较长。
2.以水为溶剂
按1:1:1:1.25的比例加入乙酸钠、乙酸和水，搅拌混合，缓慢加热至乙酸钠熔化，回流30分钟，冷却，过滤，干燥，得到双乙酸钠成品，产品收率约为95%。该方法制备工艺简单，生产成本低，无三废排放，易于工业化操作。设备投资少的优点，适合小工厂小规模生产。
5.2.4乙酸酐-乙酸钠法和乙酸酐-乙酸-纯碱法
乙酸酐-乙酸钠法，反应式:(ch3co) 2o+ch3coona = = ch3coona。ch3cooh+CO2。
乙酸酐和乙酸钠以1: 2的比例在一定量的水存在下反应，然后重结晶得到双乙酸钠产品。
这种方法收率高，但是反应时间长，而且乙酸酐的成本比乙酸高，因为成本问题不容易工业化。
乙酸酐-乙酸-纯碱法，反应式:(ch3co)2o+2ch 3 cooh+na2co 3 = = = 2ch 3 coona。ch3cooh+CO2。
预先将纯碱溶于水中，然后在70℃下交叉滴加冰醋酸和乙酸酐。c，反应3h，冷却，静置8-65438±00h，结晶，得到双乙酸钠产品。以乙酸酐为原料，产品质量好，符合FDA饲料级标准。以水为溶剂，母液可重复使用；缺点是成本高，生产成本高，反应时间长，乙酸酐收率低。因此，国内对以醋酐为原料的生产技术开发研究很少。
我国双乙酸钠主要采用乙酸-乙酸钠液相反应法生产，但最理想的生产工艺是乙酸-碳酸钠法和乙酸-氢氧化钠法，原料廉价易得，工艺操作简单，生产成本低，收率高。无论是否用水作为溶剂，都不会带来环境污染问题。还能增加醋酸、纯碱、烧碱等弱化工基础原料的市场需求，具有良好的经济效益和社会效益。
5.3市场前景
总的来说，双乙酸钠有很多优点。如防霉效果好，用量少(用量为丙酸盐的一半即可挥发同样的防霉效果)，价格低廉，低毒，投资少，生产简单，原料易得，增加饲料营养价值，免除谷物干燥处理。应该是饲料和粮食防霉剂的首选。目前国内双乙酸钠生产企业只有10家左右，在防霉剂市场上的份额很小。我国双乙酸钠总产能不超过3000t/a，年产量约2000t/a，可见双乙酸钠潜在市场巨大，前景光明。双乙酸钠的生产和推广应用，可为国内醋酸、纯碱、烧碱等弱势化工原料带来新的市场需求，扭转国内丙酸短缺、大量进口的不利局面。国内研究单位应加强双乙酸钠生产技术的开发，不断开拓其应用领域，促进我国防霉防腐剂的升级换代。