双乙酸钠为白色具有吸湿性及乙酸气味的晶体,可溶于水及乙醇中。10%水溶液的pH值为4.5至5.0。双乙酸钠的毒性很低,它在人体内会最终代谢成CO2和H2O,无任何毒副作用。
除了毒副作用低的优点,双乙酸钠还具备独特的防腐机理。双乙酸钠从化学分子结构上讲,是由短氢键结合的双分子盐,是一种分子化合物。其在水溶液中呈酸性,释放出的乙酸能渗入霉菌组织的细胞壁,干扰细胞内各种酶的体系,使细胞内蛋白质变性、抑制微生物的生长繁殖,从而起到抗菌作用。然而它对食品中所需要的乳酸菌、面包酵母却几乎不起作用,因此能保护食品的营养成分。这种特性使得双乙酸钠被列为一种很不寻常的食品添加剂。
目前双乙酸钠的生产方法主要有3种:一是醋酸钠与醋酸在乙醇中的液相反应法,我国近几年实现工业化生产的厂家便是采用此法;二是碳酸钠与醋酐作用下的合成法;叁是碳酸钠与醋酸反应法。
由于双乙酸钠的神奇特性,它可以被运用到很多领域。例如:
1.粮食防霉剂
采用双乙酸钠及其复配产品作为粮食贮存的防霉剂,是多个国家使用的食物储存方式。双乙酸钠能够通过释放醋酸来有效地抑制霉菌、细菌的繁殖与生长,且对人体无任何有害刺激与毒性。双乙酸钠适用于所有的粮食作物,可被应用于米、麦、玉米、花生、豆类等的防腐保鲜。双乙酸钠对含水质量分数为20%以上的新收割的粮食,尤其是难贮存的玉米类粮食具有更为显着的防霉效果。
2.饲料防霉剂
未添加防腐剂的饲料在常温下会很快产生霉变,使其营养成分遭受破坏,价值大大降低。同时,霉变产生的毒素还会从禽畜体内转移到人体,影响人体健康。双乙酸钠能抑制饲料中霉菌孢子的生长,有效地防止饲料霉变。一般饲料中加入0.1%至0.5%的双乙酸钠即可有效地防止霉变,使青贮饲料的pH值保持在4,贮存期延长至3周以上。双乙酸钠不仅适用于所有植物溷配饲料、青贮饲料及其原料的防霉保鲜,而且具有增加饲料营养价值及适口性的功能 (其他防霉剂不具备此功能)。
3.皮革加工
在制革工业中,双乙酸钠不仅可以被用于生皮的保存过程,还可以作为皮毛、皮革染色的固定剂。将0.5%的双乙酸钠用于生皮保存可以取得良好的效果,且生皮质量有所提高;此外,双乙酸钠还是一种很有前途的新型固体浸酸剂。它不仅能够进行无铬浸酸,在无盐的情况下,双乙酸钠也不会引起生皮的膨胀。
4.其他
双乙酸钠不仅可以用于制造酸味调味剂,还可用作螯合剂、匀化剂、染料的媒染剂和固色剂、电镀添加剂、植物生长调节剂,以及作为有机合成中间体用于水杨醛与醋酸酐反应从而制备香豆素等。
本文由石家庄市藁城区第九中学高级教师韩素娟进行科学性把关。
新华网科普事业部
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来源: 新华网
脱氢乙酸及其钠盐是一种对霉菌、酵母菌、细菌具有很好地抑制作用的食品防腐剂,广泛应用于饮料、食品、饲料的加工业,可延长食品货架期,避免霉变损失。其作用机理是有效渗透到细胞体内,抑制微生物的呼吸作用,从而达到防腐防霉保鲜保湿等作用。
一、GB 2760拟删除脱氢乙酸及其钠盐在七大类食品中的使用
目前,根据GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》的规定,脱氢乙酸钠可以用于七大类食品中,分别是黄油和浓缩黄油、腌渍的蔬菜、 腌渍的食用菌和藻类、发酵豆制品、淀粉制品、面包、糕点、烘焙食品馅料及表面用挂浆、预制肉制品、熟肉制品、复合调味料、果蔬汁(浆)。
2021年3月31日,食品安全国家标准审评委员会对《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》公开征求意见(已结束)。此次公开的意见稿主要是根据食品安全风险评估结果以及相关行业脱氢乙酸钠使用情况进行的修订,删除了脱氢乙酸及其钠盐在黄油和浓缩黄油、淀粉制品、面包、糕点、焙烤食品馅料及表面用挂浆、预制肉制品、熟肉制品、果蔬汁(浆)的使用规定,仅允许其使用在腌渍的蔬菜、腌渍的食用菌和藻类、发酵豆制品和复合调味料中,并调整了脱氢乙酸钠在腌渍的蔬菜中的最大使用量。此外,因考量带入原则,在实际生产中,复合调味料的使用也将大大被压缩。
二、为什么要删除脱氢乙酸钠在七大类食品中的使用?
其实国际食品法典委员会(CAC)并没有批准脱氢乙酸及其钠盐作为食品添加剂;美、日等国家允许使用,但使用量和使用范围受到严格控制。为此,我国对脱氢乙酸及其钠盐的安全性也比较关注和重视,早在2020年5月,上海市食品添加剂和配料行业协会曾发文“国家拟定将大幅度减少脱氢乙酸及其钠盐在食品中的使用”。
北京疾病控制预防中心研究了脱氢乙酸及其钠盐的安全性,结果显示,脱氢乙酸钠小鼠急性经口毒性属低毒级,雌性小鼠更为敏感。亚急性毒性,200 mg/kg BW、100 mg/kg BW 剂量可引起大鼠多个指标出现异常改变,且雌性大鼠毒性效应更为敏感,具体机制有待于进一步研究。依据该研究国家食品安全风险评估中心拟定将大幅度减少脱氢乙酸及其钠盐在食品中的使用量和使用范围。
叁、实施新标准对食品行业的影响有哪些?
脱氢乙酸钠作为传统的最常用防腐剂之一,目前广泛的被使用在12类食品中,若按照征求意见稿要求将会删除其中的7大类食品,按照食品类别统计仅保留了33%的使用范围,这也意味着会有大量的食品生产企业会受到影响。直观的分析受影响最为严重的当属黄油、淀粉制品、面包、糕点、烘焙、预制肉制品、熟肉制品、果蔬汁制品领域,因其不能添加脱氢乙酸钠,所以必然会改动食品保鲜配方或变更食品加工工艺应对,但做过食品工艺的都知道,在大规模的生产下,一点小小的工艺变更就会导致巨大的投入。
若深入的分析,被删除的7个领域中有部分属于中上游产品,而并非终端产品,这些产品会被作为半成品原料继续使用加工成其它食品;根据中国食品安全法,使用的半成品原料配方也需要在标签标识中进行标注,因此使用这些半成品原料的产品也将受到脱氢乙酸钠使用限制的影响。
从脱氢乙酸及其钠盐的限制对于整个食品行业的防腐保鲜的影响来看,未来食品防腐保鲜在局部会发生一定的变革,从防腐保鲜剂的配方、加工设备、生产环境、脱氢乙酸及其钠盐替代品研究等,均会有一定的变化。对以下四个领域影响将会更大:
(一)肉制品行业
在肉制品行业,脱氢乙酸钠一直以来都是使用最为广泛的防腐剂之一。根据国标要求,可以在肉制品中使用的防腐剂大致有脱氢乙酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾和乳酸链球菌素和聚赖氨酸及盐酸盐等。但双乙酸钠气味较大影响风味、乳酸链球菌素、聚赖氨酸盐成本偏高,这些产品在肉制品加工均有一定的限制。而脱氢乙酸钠具有较好抑菌效果,耐一定高温,且价格低自然成为肉制品行业使用最多的防腐剂之一。
(二)烘焙行业
在烘焙行业脱氢乙酸钠因对霉菌良好的抑制作用和一定的耐热特性而独占鳌头,而其它几种允许使用的产品因抑菌特性和热稳定性都无法完全取代。脱氢乙酸钠的退场定会对整个烘焙行业形成巨大的影响,目前已有很多生产商意识到未来生产的走向,纷纷寻找新的防腐配方。
淀粉制品行业
淀粉制品行业的防腐目前本来就是行业期待解决的一个技术瓶颈问题,再加上该行业大部分为中小型企业,其生产加工环境也无法达到更严格的洁净标准,一边是硬件设施的不足,一边是延长货架期的需求增长,再加上脱氢乙酸钠的退出,势必是雪上加霜。因此淀粉制品行业未来在新的防腐工艺上势必面临新的挑战。
(四)酱腌菜行业
此次变更对脱氢乙酸钠在酱腌菜中的添加量进行了变动,由原来的1 g/kg改为了0.3 g/kg,使用限量直接降低了2/3,酱腌菜行业防腐一直以脱氢乙酸钠为主,其它允许添加的乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸盐酸盐因价格较高不适合酱腌菜行业,而苯甲酸钠、山梨酸钾因其抑菌特性只适合作为复配添加,起到协同增效的作用。因此脱氢乙酸钠限量后,更需寻找能替代它的原料。
四、脱氢乙酸钠的限制为大势所趋,那企业如何响应食品工艺的变革?
随着我国社会经济的不断发展,人们的生活质量有了较大的提高,对食品安全问题越来越重视。脱氢乙酸及其钠盐被限制,也是因其安全风险问题。而植物源天然食品保鲜剂因为具有安全无毒、抗菌性强等特点,所以受到人们的广泛关注,在食品工业中也得到了广泛的应用。因此植物源保鲜剂替代脱氢乙酸钠是较为直接、更符合食品安全要求,从脱氢乙酸钠添加受限制源头(添加剂不安全)找问题的方桉。
以肉制品为例,作为和脱氢乙酸钠功效、抑菌谱最相近的防腐剂,山梨酸钾是较为合适的替代品,然而在《食品安全国家标准—食品添加剂使用标准》GB 2760-2014中,山梨酸钾在熟肉制品中的最大使用限量仅为0.075 g/kg,显然,在此条件下,以山梨酸钾代替脱氢乙酸钠是不现实的,也起不到相应的防腐保鲜效果(因山梨酸钾的特殊性,也可能会起到反作用);而乳酸链球菌素、聚赖氨酸盐酸盐、双乙酸钠的抑菌谱和脱氢乙酸钠则有着明显的区别,重叠度太小。
肉桂酸钾作为一种提取自天然香料肉桂中的弱酸盐,在食品加工中常常作为一种改善风味的香料物质添加,不仅可以有效增香,赋予食品特殊的风味,在酸性食品中还可以水解成弱酸——肉桂酸,辅助增效酸性条件对微生物的抑制作用。肉桂酸钾是肉桂酸的钾盐,在保持肉桂特殊香气的同时又兼具溶解性良好、热稳定性和光稳定性极佳的特点,可以被广泛应用于各种食品中,因此在酸性食品中使用天然香料物质肉桂酸钾作为一种风味调节剂和酸度增效剂使用也是不错的选择。
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