宋凱 朱圻琳

摘 要 本文通過(guò)概述山梨酸鉀和苯甲酸鈉的成本，防腐作用，毒副作用三方面的比較，對(duì)它們綜合性能的優(yōu)劣進(jìn)行一個(gè)總體性評(píng)價(jià)，希望找到一個(gè)兩者使用的最佳平衡點(diǎn)，作為日常食品添加劑的使用的參照指標(biāo)。

關(guān)鍵詞 山梨酸鉀 苯甲酸鈉 防腐作用 毒副作用

中圖分類號(hào)：TS207.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

食品防腐劑作為一類添加劑，旨在維護(hù)食品整體性和有益成分。截止現(xiàn)在，我國(guó)已批準(zhǔn)了32種可使用的低毒、安全性較高的食物防腐劑品種。在食品防腐劑的分類中，山梨酸類和苯甲酸類應(yīng)用最為廣泛，它們?cè)谑称贩栏瘧?yīng)用方面總共占據(jù)近70%。而山梨酸鉀和苯甲酸鈉分別是這兩類的典型代表，對(duì)它們進(jìn)行綜合性比較，可以使食品防腐劑得到更好的使用，為企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用提供參考。

1山梨酸鉀和苯甲酸鈉防腐作用比較

1.1山梨酸鉀的防腐作用

在酸類中，山梨酸具有不飽和性，它的分子結(jié)構(gòu)中具有羧基。游離基非常方便與雙鍵相結(jié)合，食物間所含微生物酶的巰基和它們?cè)俳Y(jié)合，形成共價(jià)鍵。如此這般可達(dá)到毀壞含有硫氫基的酶系，壓抑微生物生長(zhǎng)的目的。山梨酸鉀是山梨酸的鉀鹽，它的防腐機(jī)理與山梨酸類似，均為利用降低脫氫酶系統(tǒng)的威脅性，挾制有害物質(zhì)繁殖，從而防腐?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的防腐劑多用山梨酸鉀主要是基于山梨酸鉀的易溶水性和相對(duì)穩(wěn)定性。

山梨酸鉀百分之一的水溶液呈中性，這樣的特性大大的便捷了實(shí)際生產(chǎn)中防腐劑的大規(guī)模使用。它的防腐作用強(qiáng)度與PH值的變化息息相關(guān)，隨PH值下降防腐作用增強(qiáng)。山梨酸鉀最佳PH值為3，但在PH值6.0-6.5的食品中依然能起到很好的防腐效果。

在食品生產(chǎn)中，山梨酸鉀不僅對(duì)壓制霉菌、酵母菌和親近氧氣的細(xì)菌的存活率有著良好的效果，還能阻止肉毒桿菌、葡萄球菌、沙門(mén)氏菌等有害微生物滋生，它對(duì)厭氧性芽孢菌與嗜酸乳桿菌等有益微生物幾乎無(wú)效，一般在諸如酸奶類制品的生產(chǎn)中可與有益微生物復(fù)配使用。

1.2苯甲酸鈉的防腐作用

苯甲酸對(duì)釀母菌、曲霉和一些細(xì)菌有著良好的運(yùn)用效果。在最大運(yùn)用的狀況下，如PH值小于4.5 （防腐最佳 PH值2.5～4.0），不同的菌類都可以得到抑制。苯甲酸鈉是苯甲酸的鈉鹽，沒(méi)有經(jīng)過(guò)解離的苯甲酸鈉HLB值低，穿過(guò)細(xì)胞膜概率大。進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)之后，它會(huì)滋擾細(xì)菌類微生物細(xì)胞膜的通透性，妨礙吸收氨基酸。它所攜帶的苯甲酸分子，令細(xì)胞內(nèi)貯存的堿性物質(zhì)變酸，降低細(xì)胞內(nèi)呼吸酶系活性，防止乙酰輔酶A收縮，以來(lái)防腐。與山梨酸鉀和山梨酸的使用比較具有相似之處，苯甲酸鈉與苯甲酸相比更易溶于水，另外，它在空氣中不易分解，相同條件下克制釀母菌和細(xì)菌的性能更為優(yōu)秀。苯甲酸鈉的防腐最佳PH是2.5-4.0，在PH大于4時(shí)其水溶液殺菌效果不佳。實(shí)際生產(chǎn)中作為防腐劑，常用于儲(chǔ)存高酸性水果、果醬、飲品、果實(shí)糖漿等酸類食物。

2山梨酸鉀和苯甲酸鈉毒副作用比較

2.1山梨酸鉀的毒副作用

山梨酸鉀具有不飽和性，人體代謝系統(tǒng)可接收分化成水與碳酸氣，無(wú)殘留，普遍觀點(diǎn)認(rèn)為其毒副作用較小。在密封狀態(tài)下性質(zhì)穩(wěn)定，一般認(rèn)為是安全的，但接觸潮濕空氣氧化變色后可能產(chǎn)生毒性。溶于水后易導(dǎo)致ph值升高，產(chǎn)生微弱的堿性，對(duì)于人的皮膚和內(nèi)部腸胃具有刺激作用的。假設(shè)過(guò)度口服，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，骨骼生長(zhǎng)速度會(huì)變慢，對(duì)腎、肝臟構(gòu)成威脅。

2.2苯甲酸鈉的毒副作用

苯甲酸鈉ADI為 0-5 mg/kg -1 （苯甲酸和它的鹽的總數(shù)量按照苯甲酸計(jì)）（以聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織1994年公布的標(biāo)準(zhǔn)為參考），LD50為4070 mg.kg -1。從這兩項(xiàng)指標(biāo)比較來(lái)看，苯甲酸鈉的毒性要明顯高于山梨酸鉀。

2.2.1破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)

苯甲酸鈉能使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的順序性遭到毀壞，膜的功能性混亂，以致斷裂細(xì)胞數(shù)量增加，細(xì)胞平衡系統(tǒng)粉碎，它還會(huì)與一些自在活動(dòng)的氫氧基產(chǎn)生苯，導(dǎo)致毒物增生。苯及苯的化合物是目前公認(rèn)的常見(jiàn)化學(xué)致癌物。在實(shí)際生產(chǎn)食品時(shí)，苯甲酸鈉與食品染色劑檸檬黃或食品甜味劑糖精鈉混合使用時(shí)毒性有疊加作用，可能對(duì)細(xì)胞膜造成二次破壞。

2.2.2致癌作用

以添加過(guò)苯甲酸鈉的碳酸飲料為藍(lán)本，觀察酵母細(xì)胞的活動(dòng)性和相關(guān)指標(biāo)變化，發(fā)現(xiàn)苯甲酸鈉與維生素C反應(yīng)生成苯環(huán)，會(huì)破壞線粒體，造成人體免疫功能的下降。還有實(shí)驗(yàn)可證，飲用含苯甲酸鈉的碳酸飲料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)誘使兒童不當(dāng)行為頻率增生。

2.2.3損害神經(jīng)系統(tǒng)

苯甲酸有時(shí)是由胃液與苯甲酸鈉碰撞融合而成。苯甲酸低毒，但頻頻過(guò)量超標(biāo)，慢性苯中毒近在咫尺。具體表現(xiàn)為四肢軟綿、頭昏腦漲、夜有驚夢(mèng)或輾轉(zhuǎn)反側(cè)等官能性癥狀，血液逐漸發(fā)生變化，白細(xì)胞減少，接著血虛癥候產(chǎn)生，血小板數(shù)量降低，人體危如累卵，白血病或再生障礙性貧血隨時(shí)可能拜訪。苯甲酸鈉對(duì)貓類有著貓薄荷般的“奇效”。食用含有苯甲酸鈉的食品過(guò)度可導(dǎo)致大腦體積縮水，神經(jīng)系統(tǒng)遭遇傷害，癌癥的可誘性增強(qiáng)。

2.2.4其他

在攪拌不夠均勻分散的酸性環(huán)境中，苯甲酸鈉難溶于水，可能引起部分物質(zhì)中有苯甲酸結(jié)晶逸出，造成少幅產(chǎn)品添加劑指標(biāo)過(guò)度，產(chǎn)生毒副作用。苯甲酸還與氯化鈣有拮抗作用。這種拮抗作用會(huì)導(dǎo)致人體對(duì)必要元素吸收利用率降低，產(chǎn)生不利的生理作用和生化反應(yīng)。苯甲酸鈉還能致使血清蛋白毀傷，其圖像波折，誘發(fā)反復(fù)發(fā)作的急性蕁麻疹，血管浮腫。

從毒理學(xué)評(píng)價(jià)和毒副作用的影響來(lái)比較，山梨酸鉀的安全性要高于同是酸性防腐劑的苯甲酸鈉。

3山梨酸鉀和苯甲酸鈉生產(chǎn)工藝及成本比較

3.1山梨酸鉀的生產(chǎn)工藝和成本

山梨酸鉀的生產(chǎn)方法主要有三種，（1）中和法。這也是市面上采用的最主要的方法。以山梨酸為原料，借助中和反應(yīng)原理，加入KOH或K2CO3，制成山梨酸鉀。（2）濾壓脫水法。把山梨酸放入反應(yīng)器皿，接著添加為山梨酸質(zhì)量66%的水，保持45℃恒溫，滴加49%的氫氧化鉀溶液，直至反應(yīng)液PH=8為止，反應(yīng)約需45min。適量活性炭放入后，抽出過(guò)濾，盡量確?？諝鉄o(wú)殘留。過(guò)濾后的液體降低壓力，維持40～45℃生產(chǎn)溫度，蒸發(fā)三到四小時(shí)。達(dá)標(biāo)后，升高溫度到70℃，放出廢棄物料。離心脫水，取出結(jié)晶，母液回收;最后在105℃下烘干得到產(chǎn)品。（3） 丁烯醛，乙烯酮制造法。采用丁烯醛以及乙烯酮為材料，在規(guī)定條件下進(jìn)行進(jìn)一步衍生。乙醛收縮促進(jìn)丁烯醛出現(xiàn)，乙酸裂解生成出乙烯酮，之后用兩者所含的山梨酸與氫氧化鉀反應(yīng)，山梨酸鉀成品誕生，其本質(zhì)仍是中和反應(yīng)原理，反應(yīng)式如下：CH3CH=CHCHO+CHZ=CO→CH3=CHCH=CHCOOH（1）

CH3CH=CHCH=CHCOOH+KOH→CH3CH=CHCH=CHCOOK+H2O（2）

截止現(xiàn)在，我國(guó)市面上山梨酸鉀的成本價(jià)是3萬(wàn)元/噸。國(guó)際市場(chǎng)上的成本價(jià)大約波動(dòng)在2—4萬(wàn)元/噸。

3.2苯甲酸鈉的生產(chǎn)工藝和成本

已知的苯甲酸鈉生產(chǎn)方法有兩種。在中和器皿中投入苯甲酸與氫氧化鈉投行中和反應(yīng)，將它們的化合物控制為中性，生產(chǎn)溫度控制在95～98℃之間，反應(yīng)時(shí)間為30～40min，使中和反應(yīng)完全進(jìn)行;把活性炭加入初步形成的苯甲酸鈉溶液，開(kāi)始脫色，脫色時(shí)間一般是四十到四十五分鐘，過(guò)濾壓力調(diào)整到0.3～0.4Mpa，過(guò)濾后得到再加工的干凈的苯甲酸鈉溶液。干燥、膠黏和成粒操作后最終可得半徑為0.75～1mm的球體。這種方法原理清晰，應(yīng)用廣泛，但價(jià)格偏高。第二種方法屬于工業(yè)制法，采用苯酚鈉與二氧化碳在高溫高壓下反應(yīng)制得苯甲酸鈉，反應(yīng)機(jī)理目前尚不清晰，但價(jià)格較第一種偏低。

目前為止，我國(guó)市場(chǎng)上苯甲酸鈉的成本價(jià)約為8000元/噸。

從生產(chǎn)工藝及成本價(jià)格來(lái)看，山梨酸鉀的生產(chǎn)工藝更為復(fù)雜，所需原料要多于苯甲酸鈉。山梨酸鉀在市場(chǎng)上的成本價(jià)幾乎要達(dá)到苯甲酸鈉的三倍。就工藝和利潤(rùn)而言，使用山梨酸鉀的企業(yè)是吃虧的。

4結(jié)論

綜合來(lái)論，山梨酸鉀的防腐作用和毒副作用均優(yōu)于苯甲酸鈉，與苯甲酸鈉相比，它具有無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，安全系數(shù)高，對(duì)人體危害性小的特性，非常符合現(xiàn)代人們對(duì)“綠色”“健康”的期望。在國(guó)際上，在食品運(yùn)用方面，山梨酸鉀占有上風(fēng)，有著安適和不變的優(yōu)點(diǎn)。但在生產(chǎn)和成本方面，山梨酸鉀制備復(fù)雜，原料消耗多，成本價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于苯甲酸鈉。在我看來(lái)，如果山梨酸鉀能夠解決自身生產(chǎn)工藝繁復(fù)，成本價(jià)高的問(wèn)題，性能更為良好的山梨酸鉀將會(huì)逐步取代苯甲酸鈉，成為日常使用的更適宜的食品添加劑。

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