山梨酸及其盐类防腐作用的研究现状及发展趋势

摘要：主要阐述了山梨酸及其盐类的理化性质、防腐作用，以及作用机理和应用现状。山梨酸及其盐类因其安全性高、毒副作用小的特性，深受消费者欢迎，并应用较为广泛。由于目前山梨酸及其盐类的应用领域较多，因此未来对此类防腐剂的开发利用依然是一项重要项目，故可为未来食品行业对山梨酸及其盐类的应用提供参考。

关键词：山梨酸及其盐类；防腐；研究现状

中图分类号：TS202.3 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.09.013

Abstract：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 low toxic 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.

Key words：sorbic acid and its salts；anti-corrosion；research status

0 引言

我国是一个人口大国，据估计，我国每年有20%～30%的食物因腐败而白白损失[1]。随着食品工业的发展，延长货架寿命、防止食品腐败变质成为了食品行业中重要的问题，由此能抑制微生物生长、防止食品腐败变质、延长保存期的防腐剂在食品生产过程中得到广泛应用。山梨酸及其盐类（如山梨酸钾、山梨酸钠等）是一类应用较为普遍的防腐剂，相较于其他防腐剂而言，山梨酸及其盐类毒副作用小，在人体内能参与正常的新陈代谢，成为迄今为止国际公认的最好食品防腐剂[2]。随着社会生活水平的不断进步，此类更为安全、高效的防腐剂逐渐成为了人们聚焦的重点，表现出更大的市场优势，故对其进行研究和探讨具有深刻的现实意义。

1 食品防腐剂

1.1 食品防腐剂概念及分类

食品防腐剂是一类能够在生产、运输、贮藏和销售过程中，抑制微生物生长、防止食品腐败变质、延长保存期的一类天然的或化学合成的物质。

全世界实用的防腐剂约有60种，美国约50种，日本约40种，我国目前允许使用的约有32种[3]。其中，常用的化学合成防腐剂是山梨酸及其盐类。

1.2 山梨酸及其盐类

1.2.1 名称与结构

山梨酸的化学名称为 2，4 -己二烯酸（CH3CH= CHCH=CHCOOH）。

1.2.2 物理性质

（1）存在形式及气味。山梨酸钾为白色鳞片状结晶或淡白色结晶性粉末及粒状结晶，基本无臭[4]；山梨酸呈无色针状结晶或白色结晶性粉末，无臭或有微弱的辛辣味。

（2）溶解度。山梨酸的溶解度较小，30 ℃时在水中的溶解度仅为0.25%，因而酸性条件下经常使用溶解度较大的山梨酸钾[2]。

山梨酸在溶剂中的溶解度见表1[5]。

（3）化学性质。山梨酸是一种不饱和脂肪酸，基于结构的共轭碳碳双键，山梨酸的化学反应活性高，易于进行加成、卤代、加氢、氧化、酯化、脱羧及共聚等多种反应[6]。山梨酸对光、热稳定，长时间放置于空气中容易因氧化而染色，活性极高，其盐类物化性质和山梨酸类似[7]。

山梨酸作为一种不饱和脂肪酸，与食品中存在的其他不饱和脂肪酸一样，能参加人体正常的新陈代谢，最后分解成二氧化碳和水[3]。

1.2.3 毒性

山梨酸、山梨酸钙、山梨酸钾是一类毒性作用低、危害小的食品添加剂，其毒性为苯甲酸的1/4，食盐的1/2，防腐效果却是苯甲酸的5～10倍。山梨酸是目前世界上公认的毒性最低、最安全有效的一种食品防腐剂，ADI为0～25 mg/kg体重[8]。

1.2.4 合成和提纯方法

常见的合成方法共以下7种：巴豆醛和乙烯酮法、巴豆醛和丙二酸法、巴豆醛和丙酮法、巴豆醛与乙醛缩合法、乙酸与丁二烯缩合法、乙醛缩合法、微生物氧化法[9]。在合成工艺中，巴豆醛与乙烯酮催化缩合法是国内外普遍采用的成熟技术，其中乙醛缩合是具有技術开发价值的生产方法，该工艺有其独特之处[6]。

常用提纯方法是重结晶法、共沸蒸馏法和反渗透膜法3种[5]。

2 山梨酸及其盐类的防腐作用

2.1 食品的腐败

食品腐败是由许多原因共同造成的，而因微生物作用造成的腐败变质是一类最为重要的原因[7]。当食物贮藏时间较长时，食物中的环境适宜微生物生长，微生物不断滋生、蔓延，食物中的饱和脂肪酸脱氢逐渐转变为不饱和脂肪酸，此时食物的品质便会随之改变。

日常食用的食物中存在各种细菌、真菌等微生物，这是一种普遍且无法避免的现象。人们一直都在探究如何才能防止食品腐烂，腊肉、腌菜这些食品处理中腌渍、烟熏等工艺便是最好的见证。这种盐腌、干燥之类的防腐方法固然有效，但是会影响口味及风味，因而应用有限，不能普遍适用。

2.2 食品变质的危害

食品腐败变质不仅会降低食品的营养，而且一旦误食，將会引起食物中毒等异常现象，也可能留下一些潜在的危害，如引发癌症等。因此，日常食用的食物如果不能防腐，那么当食物腐败后产生的不利影响将更加不可预测。另外，食品腐败导致许多食品不能长期保存，使食品大量浪费，这与我们提倡的节约背道而驰。

2.3 山梨酸及其盐类的防腐机理

加入适量的山梨酸可以控制阻止脂肪酸氧化、脱氢，从而抑制各种细菌微生物在食品中进行繁殖[5]。山梨酸及其盐类能抑制微生物尤其是霉菌细胞内脱氢酶活性，并与酶系统中的巯基结合，从而破坏酶系统，以此控制细菌、真菌等微生物的生长蔓延，来达到防止腐败、延长保质期的目的[10]。山梨酸及其盐类的防腐作用对酸性食品中的作用效果比在中性食品中的效果好，即在酸性条件下对微生物有较强的抑制作用，防腐效果也较好[4]。在pH值为4.0～6.0的条件下，抑菌效果好；在pH值达到6.5时，无抑菌能力[11]。

山梨酸及其盐类作为最安全无毒的防腐剂，市场上需求十分巨大，对人类生活影响巨大。

3 山梨酸及其盐类在食品中的应用

山梨酸及其钾、钠、钙盐除了能够应用于一些非食品领域，如化妆品、护肤品、饲料中，更多地是作为一类食品添加剂在国内外广泛应用。

美国于1956年正式批准山梨酸作为食品防腐剂使用，日本于1955年正式批准，我国也于1982年首次批准[12]。根据现行的GB 2760—2014，山梨酸及其钾盐可运用在鱼禽肉蛋制品、果蔬制品、部分酒类、乳制品、调味品、烘焙制品等多种食品中，应用广泛。

3.1 肉类、水产类、禽类及蛋类制品中山梨酸及其盐类的应用

在肉制品中，通常选用山梨酸（钾）进行防腐保鲜。在肉类保鲜过程里，山梨酸及其盐类的应用通常可用以减少亚硝酸盐的使用，从而减少亚硝胺的产生，减轻食物中潜在的风险，减轻对身体的危害。刘宝珠等人[13]的试验结果表明，当pH值为6时，山梨酸及其盐类与低量的亚硝酸盐和磷酸盐一起于肉制品中使用，使用效果优于高浓度亚硝酸盐的使用效果，肉制品的色香味都更佳。王柏琴等人[14]也提出这样的配方：2×10-9 mg/L山梨酸钾、1.6×10-9 mg/L红曲色素+ 2×10-9 mg/L山梨酸钾、4×10-10 mg/L Nisin可分别代替1.5×10-10 mg/L NaNO2。张文堂等人[15]的试验结果表明，在香肠类肉制品中，山梨酸钠对细菌有一定抑制作用，对霉菌抑制作用较强。

在鱼类、贝类、虾类等水产品中，加入小于1/1 000的山梨酸即可达到抑制霉菌、酵母菌和嗜冷腐败菌生长的效果[16]。在鱼肉制品中，用量为1/700～1/1 000时，将山梨酸钾配伍使用或者再搭配葡萄糖酸内酯使用，效果更佳[6]。

黄焘[17]的试验表明，当浸泡用的山梨酸钾质量分数水平低于15%时，对禽肉品质无影响；在浸渍10%的山梨酸钾后，大块牛肉片货架寿命可延长2 d。

山梨酸及其盐类在蛋制品中一般不用以直接防腐保鲜，而是用来消除有害微生物，如山梨酸可用以抑制冰鸭蛋中沙门氏菌的生长[17]。

3.2 果蔬及其制品中山梨酸及其盐类的应用

在蔬菜制品中加入0.05%～0.10%的山梨酸可以提高其收率，同时也可以起到防霉的作用；根据不同品种的水果特性，向水果制品中分别加入0.05%～ 0.10%的山梨酸，可以有效防止产品的腐败变质[13]。

在一些山楂汁、酸梅汁等果汁饮料中，按照一定的比例添加山梨酸，可以十分有效地延长饮料有效期至6个月左右；用0.20%山梨酸保存柑橘汁时，可以抑制顽固的霉菌。相关的试验结论也表明，果汁中添加少量的山梨酸并辅以其他手段，如巴氏灭菌等，可以有效延长果汁类产品货架期，且不影响产品相关的感官指标[17]。

果子酱在添加0.025%～0.050%山梨酸熬煮后，能有效控制霉变；同时，番茄酱在添加0.050%山梨酸后也能达到防止变质的效果[6]。黄焘[17]也指出番茄酱中加入0.050%的山梨酸可有效除去有害微生物，有利于室温保存，与前人研究的结论不谋而合。

在腌萝卜和腌白菜等腌菜的制作过程中，将混匀后的食盐和山梨酸钾加入其中，不仅不会影响腌菜的风味，还能防止微生物污染。酱类腌菜制品食品在出厂前，进行山梨酸喷洒处理（溶液质量分数为2%～4%，每40 kg喷洒山梨酸溶液30～60 g），对于防腐保鲜有明显的效果[16]。

3.3 酒类制品中山梨酸及其盐类的应用

山梨酸在以葡萄酒为代表的果酒中使用较早，山梨酸的剂量在400 mg/L时对葡萄酒的pH值亦无影响。除此之外，该剂量下的山梨酸也不会影响酒的成熟，即滋味和香气的形成。

3.4 乳制品中山梨酸及其盐类的应用

乳制品是山梨酸应用较大的领域，大部分用于加工干酪。以0.075%山梨酸喷涂或浸渍天然奶干酪，可以有效保持维护其鲜质度[6]。在发酵乳内，加入0.3%山梨酸可以防止杂菌的繁殖[13]。

3.5 调味料制品中山梨酸及其盐类的应用

pH值约为5时，在酱油中添加山梨酸及其盐类，能够有效防止酱油发生霉变，保证其品质，延长其保质期；pH值为4.7时，蚝油中添加山梨酸钾，微生物生长明显受到抑制[4]。山梨酸用于各类调味品中，不但能防腐，还可以预防这些调味品进行再发酵[16]。

3.6 烘焙制品中山梨酸及其盐类的应用

山梨酸可用于酵母膨化和化学膨化的焙烤食品，如面包、糕点等。面包、蛋糕等含水量较多，糖分等营养物质充足，因此最易被细菌等微生物污染，从而引发变质。蛋糕等需要专门使用一种复配的防腐保鲜剂，山梨酸及其盐类便是此防腐保鲜剂的重要组成成分。将山梨酸添加或喷洒在烘焙食品上，可明显延长保存期[6]。

4 结论

如今，山梨酸及其盐类已经成为国际上公认安全性较高的食品防腐剂，在我国乃至国外的应用十分普遍，山梨酸及其盐类未来的发展潜力十分显著。

我国经济一直在不断发展，丰富的原料和技术的进步使得市场上山梨酸及其盐类的销量巨大。但由于国内开发利用山梨酸及其盐类依然存在生产成本较高、合成技术不先进、管理制度和合成工艺不完善等问题，故进一步加强此项目的完善工作是符合时代要求的。

另外，随着国民消费水平的不断提高，人们对于一些高档化妆用品等的使用将会不断增加，因此山梨酸及其盐类在未来的开发利用将不断增加，应用领域也将不断拓宽。同时，未来人类对食品添加剂的要求将越来越严格，因而国家也将越来越重视山梨酸及其盐类的开发利用，不断加强监督。对于一些中小型企业，有关监察机构也将不断加强管理，坚决杜绝伪劣产品的生产。

对于食品的安全问题，人们的关注与日俱增。当新闻媒体上的新闻报导铺天盖地而来时，食品添加剂也被人们冠上了有害物的标签。山梨酸及其盐类作为一种应用领域广泛的食品添加剂，人们每一天都能与之接触，所以更加应该要正视它的存在，明确它的使用范围和使用准则。对于山梨酸及其盐类这类食品添加剂而言，只有严格控制，不断加强监督，才能保障其安全可靠，充分发挥作用，并得到民众的支持。我们坚信，只要运用得当，我们每个人都可以从中受益，食品行业的明天才会变得更好。

参考文献：

徐芳. 浅析食品防腐剂[J]. 畜牧与饲料科学，2009（2）：77-79.

王亚飞，王志力. 新型食品防腐剂山梨酸的合成[J]. 黑龙江八一农垦大学学报，2006，18（1）：67-69.

赵云雨. 食品防腐剂山梨酸的合成及工艺分析[J]. 牡丹江大学学报，2010（7）：95-97.

罗瑞山，晏会英. 山梨酸钾在调味食品中生产的应用[J]. 中国调味品，1993（2）：22-23.

陈彦玲，高丽娟，王敬平. 山梨酸的应用与制取[J]. 长春师范学院学报，2002（5）：31-34.

王沛熹，高晓丽. 山梨酸的制备应用、生产现状及市场趋势分析[J]. 精细化工原料及中间体，2003（3）：6-10.

罗傲霜，淳泽，罗傲雪，等. 食品防腐剂的概况与发展[J]. 中国食品添加剂，2005（4）：78-83.

朱红旭，宫素芝，焦健. 山梨酸的合成與应用[J]. 河北轻化工学院学报，1994，15（1）：47-53.

裴堃. 山梨酸及其盐的防腐作用[J]. 企业标准化， 2008（Z4）：37-38.

洪伟. 山梨酸钾抑制食源性致病菌的活性研究[D]. 吉林：吉林大学，2016.

华英奇. 食品保藏中的化学物质[J]. 福建轻纺，2003（8）：16-18.

聂毅. 山梨酸及其盐的合成与发展[J]. 辽宁化工， 2001（1）：25-26.

刘宝珠，张晓华. 山梨酸防腐保鲜功效的研究[J]. 陕西化工，1998，27（3）：6-7.

王柏琴，杨洁彬，刘克. 红曲色素、乳酸链球菌素、山梨酸钾对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制研究[J]. 食品与发酵工业，1995（6）：18-21.

张文堂，朱翠玲，赵亮. 山梨酸钠在食品中的防腐应用实验[J]. 食品科学，1991（9）：39-40.

张晓华，刘宝珠. 山梨酸的防腐保鲜功效[J]. 应用科技，1999（1）：10-11.

黄焘. 山梨酸（盐）及其在食品工业中的应用[J]. 上海食品科技，1986（4）：39-44.