脱氢醋酸钠的应用

【背景及概述】^[1][2]

随着生活水平的不断提高，人们越来越关心食品的保质期和质量的问题。食品在 生产储存过程中，极易受到细菌、酵母、霉菌等微生物的侵袭而导致食品发霉腐败，因此必 须采取一些防腐保鲜的措施来延长保质期和货架寿命，减少营养成份损失。其中能比较有 效地起到防腐保鲜作用的方法是使用化学防腐剂。苯甲酸钠、尼泊金酯、山梨酸钾、丙酸钙 等是传统使用的食品防霉防腐剂，但在实际应用中其抑菌能力，抗菌范围受pH的影响较大，有些还有异味等不足之处。脱氢醋酸钠是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)认可的一种安全型，广谱型，抑菌能力极强的食品/饲料防霉、防腐保鲜剂，是继苯甲酸钠、尼泊金酯、山梨酸钾之后，新一代替代型食品饲料防腐防霉保鲜剂。

脱氢醋酸是双乙烯酮的二聚物，脱学名脱氢乙酸钠，化学名称3-(1-羟基亚 甲基)-6-甲基-1，2-吡喃-2，4(3H)-二酮钠，分子式为C₈H₇NaO₄，分子量为190.13，也是一种重要的化工原料、中间体、增韧剂，以及广谱性的食品防腐剂。自上世纪40 年代发现其有抗菌性以来，由于具有较强的抗细菌能力，对腐败菌、霉菌、酵母均有一定抑制作用，酸性强则抑菌效果好，即使在高pH 值时仍然有效，因而得到许多国家的重视，国外曾广泛用于食品、皮革和药物防腐。国内在上世纪80 年代开始作为食品添加剂，曾用于干黄油，发酵豆制品，盐渍或酱渍蔬菜，面包、糕点、馅类，复合调味料等；还用于日用化妆品、纤维制品、医药，以及齿科材料的防腐。脱氢醋酸在水中溶解度低，故一般使用水中溶解度高的脱氢醋酸钠。近年来，脱氢醋酸在工业上有了新的用途，即用作抗球虫药氯吡醇的主要原料。

【特性及结构】^[3]

1.属广谱类防腐剂。

脱氢醋酸钠在酸性或碱性条件下都有效，是一种广谱型防腐剂。可抑制易使食品和饮料、医药制剂、化妆品腐败变质的细菌、酵母菌、霉菌、大肠杆菌等微生物的生长。

2. 抑制酵母菌、霉菌和细菌繁殖作用极强

脱氢醋酸钠对常易引起食品腐败的酵母菌、霉菌作用极强，抑制有效浓度0.05%～0.1%，一般用量为0.03%～0.05%。基本上，脱氢醋酸钠的抑菌作用不受食品酸碱度的影响，也不受加热的影响。在pH5以下的环境中，脱氢醋酸钠对酵母菌的抑制作用比苯甲酸钠大2倍，对灰绿色青霉素菌和黑曲霉菌的抑制作用，则比苯甲酸钠大2.5倍。

3. 相对稳定性高

脱氢醋酸钠对外界环境并无特殊要求，在常温、常压、湿度一般的状态下均可使用；对生产工艺也无苛刻的要求。除不受酸碱条件的影响，脱氢醋酸钠对光和热也相当稳定。具体来说，它可在水中煮沸或烘烤食品中应用，即经高温加热也不会被破坏、不变质、不挥发，甚至在120℃下加热20分钟的条件下，其抗菌、防腐能力也不受任何影响。

4. 安全性高

脱氢醋酸钠是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)认可的一种安全的食品防霉防腐保鲜剂。脱氢醋酸钠在新陈代谢过程中逐渐降解为乙酸，对人体无毒。在水溶液中逐渐降解的过程中，具有抑制肝癌的发生或延缓作用。使用时不影响食品的口味。长期接触也不会对皮肤造成刺激性的伤害，在应用方面则不影响食品的口感和味道。脱氢醋酸钠的LD50为0.57 g/kg(大鼠，经口)，LD50为1.175 g/kg(小鼠，经口)，是FAO/WHO仍批准使用的一种安全的防腐保鲜剂，在欧美等国已应用多年。我国在上世纪80年代已有研究，而最近几年才在食品工业得到推广应用。

【应用】^[3][4]

脱氢醋酸钠对多种霉菌、酵母菌、细菌具有较好的抑制作用，是联合国粮农组织和世界卫生组织批准使用的一种食品防腐剂。我国《食品添加剂使用标准》规定其在食品中的一般使用量为0.3g/kg~0.5 g/kg。被广泛应用于各类食品如酱油、酱菜、果汁、面包、蛋糕、广式月饼、人造奶油和腐乳、米面制品、月饼、汤料及饮料、鱼肉类、乳制品、豆制品、酱油等的防腐防霉，也可用于农产品的保鲜、饲料的防霉及化妆品、药物等的防腐。脱氢醋酸钠在酸性、中性及碱性环境下均有理想的抑菌作用，是一种广谱、高效、安全的防腐剂。通过热处理脱氢醋酸钠对微生物的生长适应期的抑制作用没有改变，为其使用范围的扩大提供了依据，如焙烤食品等需高温处理的食品，脱氢醋酸钠将会是优良的保鲜剂。

另外，他们的实验还表明，尽管脱氢醋酸钠具有广谱性，但其酸性环境下作用，碱性环境下作用次之，而在中性环境下的作用则稍差。特别是pH7时黄曲霉的MIC达到了2500 mg/kg。而黄曲霉毒素严重影响到人类的健康，所以对于含有油脂的食品或食品配料在选择脱氢醋酸钠作防腐剂时，在允许使用量范围内应尽可能使用上限，并做好对黄曲霉的检测，确保食用安全。脱氢醋酸钠的使用，可直接加入固体食品中进行混合，也可配制成脱氢醋酸钠溶液进行溶液浸泡、喷淋或表面处理，这要根据食品的类别而定。脱氢醋酸钠的使用浓度仅为苯甲酸钠的1 /5和1/10，使用量一般为0.01% ～ 0.05%。在一些食品中有较山梨酸钾更佳的防腐效果，脱氢醋酸钠在食品中具体的使用方法见表：

【制备】^[2]

一种脱氢醋酸钠无水物的制备方法，得到的 脱氢醋酸钠无水物粒度大且分布均匀、纯度高、流动性好，容易过滤洗涤，制备方法操作简单。制备方法是：在15～40℃，搅拌作用下，向有机溶剂中加入脱氢醋酸钠一水合物，形成悬浮液，搅拌0.5～4小时；将所得悬浮液分离、干燥，得到脱氢醋酸钠无水物。所述的方法中，为了进一步提高收率，在将悬浮液分离之前，可以将悬浮液进行冷 却，温度降低到5～10℃。所述的结晶方法中，脱氢醋酸钠一水合物溶于有机溶剂的温度优选为20～30℃。所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯或丙酮中的一种或几种混合溶 剂；有机溶剂与脱氢醋酸钠一水物的质量比为20～4：1；将悬浮液分离后得到的母液可循环 利用。所述的方法中，干燥在30～60℃下进行。

【主要参考资料】

[1] 王国军.一种脱氢醋酸钠的制备工艺.CN201010103387.5，申请日2010-02-01

[2] 尹秋响；张霞；龚俊波；侯宝红；张美景；王静康；谢闯；王召；王永莉；周丽娜. 一种脱氢醋酸钠无水物制备方法CN201510061262.3，申请日2015-02-05

[3] 应苗苗, 应铁进, 罗自生, 等. 脱氢醋酸钠在李子蜜饯糖渍过程中的防腐效果[J]. 食品与发酵工业, 2005, 31(12): 61.

[4] 余峥嵘, 吴银超, 谢佳玉, 等. 防霉剂脱氢醋酸钠致大鼠出血试验[J]. 动物医学进展, 2018 (2018 年 01): 73-78.