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。
漂白劑的作用機理
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。
主要種類
列入我國GB2760中的漂白劑全部是以亞硫酸製劑為主的還原性漂白劑,其作用比較緩和,但是被其漂白的色素物質一旦再被氧化,可能重新顯色。
我國GB2760許可使用的亞硫酸鹽類漂白劑有:硫磺、二氧化硫、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鹽(也稱焦亞硫酸鹽,包括焦亞硫酸鉀和焦亞硫酸鈉)、低亞硫酸鈉等。
亞硫酸鹽都能產生還原性亞硫酸,亞硫酸被氧化時,能將有色物質還原而呈現漂白作用。亞硫酸鹽對花色素苷褪色作用明顯,類胡蘿蔔素次之,而葉綠素則幾乎不褪色,即以紅、紫色褪色效果最好,黃色次之,綠色最差,其漂白作用的有效成分為SO。
漂白方法
常用的漂白方法有氣熏法(SO)、直接加入法、浸漬法。
二氧化硫
二氧化硫也稱亞硫酸酐。分子式SO,相對分子質量為64.07。
二氧化硫是由燃燒硫磺或黃鐵礦而製得。
二氧化硫在常溫下是一種無色的氣體,有強烈的刺激臭,有窒息性。熔點-76.1°C,佛點-10°C,-10°C時冷凝成無色液體,其液體的相對密度為1.46,氣體相對密度為空氣的2.263倍。易溶於水與醇。對水的溶解度為22.8%(0°C),5%(50°C)。二氧化硫溶於水,一部分與水化合成亞硫酸。亞硫酸不穩定,即使在常溫下,如不密封,亦容易分解:當加熱時會迅速地分解而放出二氧化硫。
二氧化硫是一種有害氣體,在空氣中濃度較高時,對於眼和呼吸道黏膜有強刺激性。如1L空氣中含數毫克可因“聲門”痙攣窒息而死。
對二氧化硫的使用標準建議:在葡與酒、果酒中最大使用量0.25g/kg,殘留量不得超過0.05g/kg。
我國規定二氧化硫在車間空氣中的最高允許依度為20mg/m³。
無水亞硫酸鈉
無水亞硫酸鈉分子式Na2SO3,相對分子質量126.05。
製法
硫磺燃燒
↓
碳酸鈉溶液→吸收→蒸煮→冷卻,排除二氧化碳中和→澄清→過濾加熱濃縮→析出亞硫酸鈉→離心脫水→乾燥成品
無水亞硫酸鈉為白色粉末或小結晶。易溶於水,微溶於乙醇,對水溶解度為:13.9%(0°C),28.3%(80°C)。在空氣中徐徐氧化成為硫酸鹽,但比含結晶水的穩定,其與酸反應產生二氧化硫。具有強烈的還原性。水溶液呈鹼性,1%水溶液的pH為8.4-9.4。由於亞硫酸鈉呈鹼性,適用於漂白後水洗的食品,水果蔬菜等是酸性,如不調節pH不能直接使用。
毒性參照結晶亞硫酸鈉。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96)對亞硫酸鈉的使用標準規定如下:對葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、液體葡萄糖.糖果.竹筍藤菇及轉菇罐頭、葡萄、黑加侖濃縮果汁最大使用量為0.60g/kg;對蜜餞的最大使用量為2.0g/kg。漂白後,竹筍蘑菇及囀菇罐頭的二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg,食糖的二氧化硫殘留量不超過0.1g/kg,液體葡萄糖的二氧化硫殘留量不超過0.2g/kg,蜜餞、葡萄、黑加侖依縮汁的二氧化硫殘留量不超過0.05g/kg。
使用亞硫酸的方法有浸漬法和添加法兩種。浸漬法是將果實或蔬菜浸在0.2%~0.6%的亞硫酸鈉溶液中,再乾制,可防止果蔬的褐變。添加法是在果汁中添加0.05%的亞硫酸鈉,即可防止果汁顏色的變化。以櫻桃的漂白為例。櫻桃的鮮紅色為大多數人所喜愛。但是,採摘後的櫻桃顏色不一,有的鮮紅、有的色淡。為了得到均一的鮮紅色櫻桃,一般將它先漂白,然後染色。在實際生產中,染色櫻桃漂白液配方是:亞硫酸鈉7.7kg、乙酸2.7kg.氟化鈣3.2kg、水380kg。此配方在使用時需將溶液的pH調節至3.5以上。
亞硫酸鈉
亞硫酸鈉又稱結晶亞硫酸鈉。分
子式NaSO·7HO,相對分子質量252.16。亞硫酸鈉的製法,是將碳酸鈉溶液加熱到40°C通入二氧化硫,飽和後再加入等量的碳酸鈉溶液,在避免與空氣接觸的情況下結晶製得。
亞硫酸鈉為無色至白色的單斜晶繫結晶。易溶於水,微溶於乙醇。對水的溶解度為:32.8%(0°C)、169%(40°C)。在空氣中徐徐氧化成硫酸鹽。與酸反應產生二氧化硫,在150°C失去結晶水。水溶液呈鹼性,1%水溶液的pH為8.3~9.3。
亞硫酸鈉毒性為小白鼠靜脈注射LD50:175mg/kg(以SO計)。經大白鼠1~2年試驗,在飼料中含亞硫酸鈉0.05%(以SO計)以下者,未呈現毒性作用:但加0.1%(以SO計)者,則發生多發性神經炎與骨髓萎縮等症狀,對成長有障礙作用。
亞硫酸鹽對維生素B有破壞作用,不可使用於肉類,穀物、乳製品及堅果類食品中。
ADI為0~0.7mg/kg(二氧化硫和亞硫酸鹽總的評價,以SO計)。
亞硫酸鈉的使用可參照無水亞硫酸鈉。
日本國立癌中心研究所證實,飲用咖啡時加進一點亞硫酸鈉,可以清除與直接致癌有重要的變異原。
焦亞硫酸鈉
焦亞硫酸鈉又稱偏重亞硫酸鈉。分子式NaSO,相對分子質量190.13。
焦亞硫酸鈉為白色結晶或粉末,有二氧化硫的臭氣。易溶於水與甘油,微溶於乙醇,對水的溶解度為:30%(常溫),50%(100°C)。1%水溶液pH為4.0~5.5↓在空氣中放出二氧化硫而分解。具有強烈的還原性。
焦亞硫酸鈉的毒性可參照亞硫酸鈉。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96),對焦亞硫酸鈉的使用標準規定:對葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、糖果、液體葡萄糖、蜜餞類、餅乾、竹筍、蘑菇及蘑菇罐頭最大使用量為0.45g/kg。殘留量參照無水亞硫酸鈉,對餅乾的二氧化硫殘留量不超過0.1g/kg。
焦亞硫酸鹽類不穩定,但臭味較小,價格低,常用於水果、蔬菜的漂白。目前,蘑菇護色多用本品溶液,一般在產地收購時,將鮮啟菇及時用含焦亞硫酸鈉0.03%的水溶液浸泡兩次,每次1-2min,然後浸泡在加蓋的木桶中運回工廠,再用0.07%-0.1%檸檬酸預煮5~7min,這樣處理後的藤菇色澤和風味俱佳。
其他還原漂白劑
硫磺
硫磺為黃色或淺黃色晶粒、片狀或粉末。容易燃燒,燃燒時產生二氧化硫。不溶於水,稍溶於乙醇和乙醚,溶於二硫化碳、四氯化碳和苯等有機溶劑。
硫磺可由天然硫礦中製取,也可由加熱黃鐵礦製得,或由含硫天然氣、石油廢氣燃燒回收。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96)對硫磺的使用規定:使用範圍是乾果、乾菜、冬粉、蜜餞類、食糖,只限用於熏燕,不準直接加入食品;在蜜餞中殘留量不得超過0.05g/kg,在食糖、冬粉及其他品種中的殘留量不得超過0.1g/kg。
其漂白方法是氣熏法。熏硫可使果片表面細胞破壞,促進乾燥,同時由於二氧化硫的還原作用,可破壞酶的氧化系統,阻止氧化作用,使果實中單寧物質不被氧化而變成棕褐色。對果脯,蜜餞來說可以使成品保持淺黃色或金黃色。對一般果蔬乾製品來說也同樣防止褐變。熏硫還可以保存果實中維生素C。此外,由於二氧化硫溶於水成為亞硫酸,有抑制微生物的作用,同時達到了防腐的目的。熏硫室中二氧化硫的濃度一般為1%-2%,有時高達3%。1t切分果實原料,約需3~4kg硫磺(依果實品種、成熟度、熏房的大小不同,熏硫時間有所不同)一般熏硫時間30~60min,最長可達3h,主要由果實的大小和性質而定。例如塊狀蘋果用熏硫法時,可燃燒硫磺30g,維持30min,熏箱容積約1m³,空氣中含二氧化硫量約1%,放人五盤(盤長60cm、寬36cm),每盤約放切開蘋果1.5kg。
熏硫時應注意以下幾點:
①要熏硫的食品應切成片再置於密閉室內,以增加熏硫時接觸的表面積。②掌握合適的硫磺用量。其量除與熏硫室的大小有關外,通常為0.1%一0.4%,即1kg食品需要用1~4g硫磺。
③掌握合適的溫度。溫度過高硫會直接升華,附著在食品表面,結果使食品有很重的硫磺味,並使食品呈黃色外觀。
④掌握合適的時間。熏硫時間依果實品種、成熟度、熏房的大小以及熏硫物多少而定,一般約為30~60min,最長可達3h。
⑤熏硫室要嚴密,但要求通風良好。因二氧化硫是一種有害的氣體。在空氣中濃度較高時,對眼睛和呼吸道黏膜有強烈刺激性。
焦亞硫酸鉀
焦亞硫酸鉀又稱偏亞酸鉀,分子式KSO。焦亞硫酸鉀為單斜晶系白色結晶,在190°C分解,溶於水,難溶於乙醇,溶解度在100mL水(20°C)中44.9g,pH3.4~3.5(1%水溶液)。在空氣中漸漸氧化為硫酸鹽。遇酸分解放出二氧化硫,還原性強。
焦亞硫酸鉀的製法,是將二氧化硫氣體通入碳酸鉀溶液中,生成酸性亞硫酸鉀,脫水製成偏亞硫酸鉀。
本品及其製劑,一般不用於芝麻、豆類、蔬菜,除此之外,在食品中使用時,每千克以二氧化硫計殘存量不得超過下列各值:乾果(葡萄乾除外)0.2g,明膠0.5g,糖漿、豆腐、醃漬除核櫻桃(砂糖或糖漿漬)0.3g,果酒0.35g,稀釋為5倍以上飲用的天然果汁0.15g,甜豆、煮豆0.1g,蝦仁0.1g,變性澱粉0.9g。
焦亞硫酸鉀的毒性為兔口服LD50以SO計為600~700mg/kg。
亞硫酸氫鈉
亞硫酸氫鈉又稱重亞硫酸鈉,分子式NaHSO為白色或黃白色結晶或粗粉,有二氧化硫氣味,在空氣中緩慢氧化成硫酸鈉,受熱分解,遇無機酸分解產生二氧化硫。易溶於水,微溶於乙醇。1%水溶液的pH為4.5~5.5。其有效二氧化硫含量為61.59%。
亞硫酸氫鈉是二氧化硫氣體與碳酸鈉飽和溶液反應後,經結晶、脫水乾燥得。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760—96)對亞硫酸氫鈉的使用標準規定如下:對蜜餞、乾果、乾菜、冬粉、葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、液體葡苟糖、糖果、竹筍、蘑菇及蘑菇罐頭最大使用量為0.45g/kg;對薯類澱粉的最大使用量為0.20g/kg。漂白後,竹筍、磨菇及藤菇罐頭的二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg,液體葡萄糖的二氧化硫殘留量不超過0.2g/kg,蜜錢的二氧化硫殘留量不超過0.05g/kg,薯類澱粉二氧化硫殘留量不超過0.03g/kg,食糖、冬粉及其他品種的二氧化硫殘留量不超過0.1g/sg。
低亞硫酸鈉
低亞硫酸鈉俗稱保險粉,又稱連二亞硫酸鈉。本品為白色至灰色結晶粉末,無臭或稍有二氧化硫特異臭。極不穩定,易氧化分解,受潮或露置空氣中會失效。並可能燃燒。加熱則更易分解,至190C時可發生爆炸。易溶於水,不溶於乙醇。本品是亞硫酸鹽類中還在食品加工中,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。
注意事項
還原性漂白劑是亞硫酸類物質,各種亞硫酸類物質中含有的有效二氧化硫含量不同。最好採用現配現用的方法,以防止亞硫酸鹽不穩定而揮發。
食品中如存在金屬離子時,可將殘留的亞硫酸氧化;而且金屬離子還能使還原的色素氧化變色。從而降低漂白劑的效力。所以在生產時,不要混人鐵、銅、錫及其他重金屬離子,同時為了除去食品或水中原來含有的這些金屬離子,可以同時使用金屬螯合劑。
用亞硫酸鹽類漂白的物質,由於二氧化硫消失容易複色,所以通常在食品中殘留過量的二氧化硫,但殘留量不得超過標準。由於食品的種類不同,使用量和殘留量也不一樣。高殘留量的食品有二氧化硫的臭味,影響口感和產品性狀,對後添加的香料、色素和其他添加劑也有影響。使用時,要充分考慮這些因素。
亞硫酸不能抑制果膠酶的活性,會有損於果膠的凝聚力。此外亞硫酸滲入水果組織後,加工時若不把水果破碎,只用簡單的加熱方法是較難除盡:二氧化硫的,所以用亞硫酸保藏的水果只適於製作果醬、乾果、果酒、蜜餞等,不能作為整形罐頭的原料,對此必須加以注意。另外,如用二氧化硫殘留量高的原料制罐頭時,罐體腐蝕嚴重(鐵罐),並由此而產生大量的硫化氫。這一點更應注意。
亞硫酸鹽能破壞硫胺素,故不易用於魚類食品。
亞硫酸鹽易與醒、酮、蛋白質等反應。