介紹
分類
漂白劑是指能破壞或抑制食品的發色因素,使色素或使食品免於褐變的食品添加劑。按其作用方式分為兩類:還原性漂白劑和氧化性漂白劑。
作用機理
還原性漂白劑是利用色素受還原作用而褪色,以達到漂白目的。有機物的顏色是由其分子中所含的發色基產生的。發色基都含有不飽和鍵,還原漂白劑釋放氫原子可使發色基所含的不飽和鍵變成單鍵,有機物便失去顏色。有些食品的褐變是由三價鐵離子的存在引起的,加入還原漂白劑可使三價鐵離子變成二價鐵離子,防止食品褐變。
氧化性漂白劑是利用色素受氧化作用而分解褪色達到漂白目的。
氧化性漂白劑作用比較強,會破壞食品中的營養成分,而且有的殘留量也較大。這一類的漂白劑包括過氧化丙酮、過氧化氫、二氧化氯、高錳酸鉀、亞氯酸鈉、漂白粉、次氯酸鈉、過氧化苯甲醯等。
過氧化丙酮
過氧化丙酮(acetone peroxide)過氧化丙酮是單體和線型二聚過氧化丙酮的混合物(主要為2,2-氫過氧丙烷),含少量高級聚合物,通常與食用載體(如玉米澱粉)混合。玉米澱粉混合物為白色流散性細粉。當初次打開容器時具有類似過氧化氫的辛辣氣味。三聚體為結晶,熔點為97°C。
過氧化丙酮ADI無處理用量規定(FAO/WHO,2001),可安全用於食品。
在食品加工中,可作為漂白劑、催熟劑和麵團調節劑。用於麵包等小麥粉製品。但由於它是強氧化劑,應避免觸及皮膚及眼睛。
過氧化氫
過氧化氫(hydrogen peroxide),分子式HO,相對分子質量34.01。
過氧化氫為無色透明液體,無臭,微有刺激性臭味。純過氧化氫的相對密度81.438,熔點-0.89°C,沸點151.4°C,可與水任意混溶。30%、35%的過氧化氫水溶液星酸性,用水稀釋後加稀硫酸和高錳酸鉀溶液,則起泡,高錳酸鉀的紫紅色消失。過氧化氫遇有機物會分解,光、熱能促進其分解,產生氧。接觸皮膚能致皮膚水腫,高濃度溶液能引起化學燒傷。
過氧化氫分解生成的氧具有很強的氧化作用和殺菌作用。在鹼性條件下作用力較強。
過氧化氫可用電解法和非電解法製得。
電解法是採取電解硫酸和硫酸銨的混合溶液,得到過二硫酸鹽,後者經水解生成過氧化氫。電解時用鉑做陽極,石黑或鉛做陰極。用此法得到的過氧化氫經過分餾可製得30%~35%的過氧化氫溶液。
非電解法目前工業上還用乙基蔥配法製取過氧化氫。以鈀做催化劑,在苯溶液中用氫還原乙基蔥得到蔥醇。蔥醇被氧化時生成原來的蔥醌和過氧化氫。當反應進行到苯溶液中的過氧化氫濃度達5.5g/L時,用水抽取出,得到18%的過氧化氫水溶液,然後進行減壓蒸餾得到高濃度過氧化氫溶液。
過氧化氫俗稱雙氧水。過氧化氫在食品加工中除了作為食品殺菌劑使用外,還常常作為漂白劑、氧化劑、澱粉變性劑等使用。
過氧化氫主要用於魚糜、小麥粉、食用油脂、瓊脂、蛋白、乾酪等漂白作用。近年來,廣泛用於紙塑無菌包裝材料在包裝前的殺菌作用。現日本僅限於青魚子漂白,然後用過氧化氫酶使其分解,食品中最終不得殘留。
過氧化氮的毒性:大鼠皮內注射LD約0.7g/kg高濃度過氧化氫有刺激性和腐蝕性,吸入氣體的濃度在0.26g/m時會引起支氣管炎、肺氣腫,嚴重時可導致死亡。低濃度的氣體,因分解快,作用時間短,而不表現出毒性。館
在食品生產中殘留在食品中的過氧化氫,經加熱很容易分解除去。1980年日本發現過氧化氨有致癌作用,故食品中不能殘留。過氧化氫與澱粉能形成環氧化物,因此對其使用範圍和用量都應加以限制。GB2760—86規定,過氧化氫用於袋裝豆腐乾時,不得超過0.86g/L,殘留量不得檢出。
FAO/WHO規定,過氧化氫僅限於牛奶防腐的緊急措施之用。我國食品添加劑使用衛生標準(1988 年增補品種)規定,過氧化氫與硫氰酸鈉混合使用,可用於生牛奶保鮮,最大使用量0.3%過氧化氫2.0mL/L+硫氰酸鈉16.76mL/L。只允許在內蒙古、哈爾濱地區使用。
過氧化氫廣泛用於紙塑無菌包裝材料在包裝前殺菌使用。
使用過氧化氫時不得與鐵、銅、鋁等接觸,應採用陶器、玻璃、不鏽鋼和聚乙烯塑膠等容器。過氧化氫接觸皮膚會發生水腫。為防止它在保存中分解,常使用磷酸鹽、有機酸鹽等穩定劑。
穩態二氧化氯
穩態二氧化氯又氯寶、保爾鮮等,所謂穩定態二氧化氨,即將二氧化氨(CIO)穩定在水溶液或漿狀物中,在常溫下可保持較長時間面不失效,使用時加酸活化即可放出二氧化氯。二氧化氯在常溫常壓下為黃綠色至黃紅色氣體,沸點11°C,熔點-59°C,有強烈的氟臭味,對光不穩定,經冷卻壓縮後可成為液體,二氧化氯易溶於水,其溶解度約比氯在水中的溶解度大5倍。二氧化氯水溶液受紫外線照射可分解,因此宜保存於低溫暗處,活化後的穩態二氧化氯溶液可在棕色瓶中或暗處保存2個星期左右。
二氧化氯為WHO指定的A1級安全消毒劑,它具有殺菌、消毒、除臭、漂白、保鮮等多種作用。在食品工業中,可用作消毒保鮮原料,水處理及污水無害化處理等。二氧化氯對細菌、病毒、黴菌、藻類都有迅速、徹底殺菌作用。
二氧化氧的製備在實驗室可由亞氯酸鈉與酸或氯反應而得,工業生產可分為硫酸法、鹽酸法、二氧化硫法和直接電解法四種。
關於二氧化氯的毒性,國內外進行大量的實驗,2g/100mL的穩態二氧化氯的LD50大於2.5g/kg體重,白鼠急性吸人LD50大於5.75mg/kg體重(1000mg/kgClO氣霧吸入)。實驗證明,二氧化氯對高等動物細胞結構無影響,無致癌,致畸,致突變作用。
二氧化氧可用於食品加工設備、用具、原料、管道的消毒。如設備上有油膩,應先用熱水沖洗,然後再用300~500mg/kg二氧化氨溶液消毒,也可用有效成分為二氧化氯的洗滌-消毒劑一次完成:使用40~50mg/kg的二氧化氧溶液浸泡剛捕獲的對蝦10-20min,然後加20mg/kg二氧化氯水溶液一起冰凍,可使對蝦在7~10d內保持原有的色、香、味;用100mg/g的二氧化氨溶液洗滌家禽屠宰線,可除臭,滅菌。
穩定性CIO可作麵粉、食品漂白劑使用;用80ppm的穩定性CIO溶液浸泡可對食品加工設備管道、貯槽、混合槽進行消毒;可用0.1g/100ml的穩定性CIO對奶牛的乳房、擠奶器、牛奶管道及貯罐消毒;在魚類加工、家禽加工中用穩定性CIO浸漬可控制大腸桿菌等微生物污染,使用量為0.05g/kg。我國已有食品添加劑國家標準頒布實施(GB2760-1996,HG3669-2000)。
食品保鮮方面,水果、蔬菜的運輸、貯存過程中易腐爛變質,使用粉末狀CIO與緩釋劑按1:1比例混合,置於水果紙箱、蔬菜倉庫中,可殺滅致腐微生物,抑制細菌生長,而且與冷藏法相比價格低廉使用方便,適用於大部分果蔬的保存。
亞氯酸鈉
亞氯酸鈉(sodium chlorite)亞氨酸鈉分子式NaCIO,相對分子質量90.44。亞氯酸鈉是用二氧化硫還原氯酸鈉的硫酸酸性溶液得二氧化氯,再與氫氧化鈉和過氧化氫作用而成。
亞氯酸鈉是白色粉末,無臭或略有臭味。有無水鹽和三水鹽兩種。易溶於水,17°C時,約40g/00mL。5%水溶液呈鹼性,水溶液在暗處仍保持穩定。因亞氯酸鈉是強氧化劑,若存在有機物,能發生爆炸,應保存於冷暗處,避免與酸、硫及其化合物、油脂及其他有機物接觸。
亞氧酸鈉的毒性同二氧化氧。
按日本規定,限用於櫻桃、蜂斗菜、葡萄和桃子。主要用於糖漬製品。本品的水溶液在酸性條件下具有穩定的漂白能力,所以可以加檸檬酸調整pH至3~5後進行漂白,不會引起組織變化。
高錳酸鉀
高錳酸鉀(Potassium permanganganate)
高錳酸鉀,分子式KMnO,相對分子質量150.03。高錳酸鉀為深紫色結晶,帶金屬光澤,無臭,有濕味,有收斂性,是較穩定的化合物。它可溶於水,水溶液呈紫紅色,在0°C時溶解量為2.83g/100mL, 20°C時為6.51g/100mL, 75°C時為32.5g/100mL.亦可溶於乙醇、丙酮、吡啶、冰醋酸等。高錳酸鉀溶液不十分穩定,它在酸性溶液中緩慢面明顯地分解放出氧,有較強的氧化力;在中性或微鹼性溶液中分解速度更慢,氧化力也較弱。光對高錳酸鉀的分解起催化作用,所以高錳酸鉀溶液必須保持在棕色瓶內。高錳酸鉀加熱至240°C時發生分解,放出氧氣。它的相對密度為2.073。
高錳酸鉀的製備:在氫氧化鉀容液中以氯酸鉀氧化二氧化錳,生成錳酸鉀,再與水共沸通入氯氣,氧化生成高錳酸鉀。即;
6KOH+ 3MnO2+ KCIO3→3K2MnO4 + KCl+ 3H2O
6K2MnO4 + 3Cl→6KMnO4 + 6KCl
也可採用電解法製備。先二氧化錳氧化成錳酸鉀,經沉澱、分離、電解面得高錳酸鉀。
按我國食品添加劑標準,高錳酸鉀應符合下列質量指標(GB2513一87):高錳酸鉀(KMnO4) ≥99.3%,氟化物及氨酸鹽(以cl 計)≤0.01%,硫酸鹽(以SO2計)≤0.05%,水不溶物≤0.2%,砷(As)≤0.000 2%。
高錳酸鉀的 毒性: 高錳酸鉀為強氧化劑,能使蛋白質變性,內服量過多時會引起胃腸炎,發生嘔吐,甚至導致蛋白尿,再嚴重時能造成死亡。高錳酸鉀對狗的致死量為0.4g/kg,對兔為0.6g/kg。
高錳酸鉀可用作生產酒、澱粉時的漂白劑。GR2760-96規定,在酒、澱粉中最大用量0.5g/kg,酒中殘留量(以Mn計)≤0.002g/kg。此外,還可作製造糖精、維生素C、苯甲酸等產品的氧化劑;飲料用二氧化碳的精製劑。
使用注意事項
(1)使用氧化性漂白劑後必須用水沖洗,或用還原劑將之還原,使食品內完全乾淨而沒有氧化性漂白劑的殘留。
(2)過氧化氫對於動物血紅素及植物性色素、類胡蘿蔔素有漂白作用,此性質與亞硫酸鹽相反。過氧化氫常用於魚肉凍製品,但易殘留於食品中,必須徹底清除。
(3)過氧化氫在酸性條件下更易殘留,在中性條件下則易分解,故漂白適宜在中性條件下進行或稍鹼性也可以。如果在酸性條件下用過氧化氫漂白,;則殘留物會刺激喉嚨黏膜,發生易咳現象。