山梨酸鉀和苯甲酸鈉防腐比較

宋凱 朱圻琳

摘 要 本文通過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，對它們綜合性能的優劣進行一個總體性評價，希望找到一個兩者使用的最佳平衡點，作為日常食品添加劑的使用的參照指標。

關鍵詞 山梨酸鉀 苯甲酸鈉 防腐作用 毒副作用

中圖分類號：TS207.3文獻標識碼：A

食品防腐劑作為一類添加劑，旨在維護食品整體性和有益成分。截止現在，我國已批準了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用最為廣泛，它們在食品防腐應用方面總共占據近70%。而山梨酸鉀和苯甲酸鈉分別是這兩類的典型代表，對它們進行綜合性比較，可以使食品防腐劑得到更好的使用，為企業生產運用提供參考。

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，它的分子結構中具有羧基。游離基非常方便與雙鍵相結合，食物間所含微生物酶的巰基和它們再結合，形成共價鍵。如此這般可達到毀壞含有硫氫基的酶系，壓抑微生物生長的目的。山梨酸鉀是山梨酸的鉀鹽，它的防腐機理與山梨酸類似，均為利用降低脫氫酶系統的威脅性，挾制有害物質繁殖，從而防腐?，F在市場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穩定性。

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際生產中防腐劑的大規模使用。它的防腐作用強度與PH值的變化息息相關，隨PH值下降防腐作用增強。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。

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

1.2苯甲酸鈉的防腐作用

苯甲酸對釀母菌、曲霉和一些細菌有著良好的運用效果。在最大運用的狀況下，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，沒有經過解離的苯甲酸鈉HLB值低，穿過細胞膜概率大。進入細胞內之后，它會滋擾細菌類微生物細胞膜的通透性，妨礙吸收氨基酸。它所攜帶的苯甲酸分子，令細胞內貯存的堿性物質變酸，降低細胞內呼吸酶系活性，防止乙酰輔酶A收縮，以來防腐。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菌的性能更為優秀。苯甲酸鈉的防腐最佳PH是2.5-4.0，在PH大于4時其水溶液殺菌效果不佳。實際生產中作為防腐劑，常用于儲存高酸性水果、果醬、飲品、果實糖漿等酸類食物。

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，人體代謝系統可接收分化成水與碳酸氣，無殘留，普遍觀點認為其毒副作用較小。在密封狀態下性質穩定，一般認為是安全的，但接觸潮濕空氣氧化變色后可能產生毒性。溶于水后易導致ph值升高，產生微弱的堿性，對于人的皮膚和內部腸胃具有刺激作用的。假設過度口服，時間過長，骨骼生長速度會變慢，對腎、肝臟構成威脅。

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量按照苯甲酸計）（以聯合國糧農組織和世界衛生組織1994年公布的標準為參考），LD50為4070 mg.kg -1。從這兩項指標比較來看，苯甲酸鈉的毒性要明顯高于山梨酸鉀。

2.2.1破壞細胞膜結構

苯甲酸鈉能使細胞膜結構的順序性遭到毀壞，膜的功能性混亂，以致斷裂細胞數量增加，細胞平衡系統粉碎，它還會與一些自在活動的氫氧基產生苯，導致毒物增生。苯及苯的化合物是目前公認的常見化學致癌物。在實際生產食品時，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毒性有疊加作用，可能對細胞膜造成二次破壞。

2.2.2致癌作用

以添加過苯甲酸鈉的碳酸飲料為藍本，觀察酵母細胞的活動性和相關指標變化，發現苯甲酸鈉與維生素C反應生成苯環，會破壞線粒體，造成人體免疫功能的下降。還有實驗可證，飲用含苯甲酸鈉的碳酸飲料時間過長會誘使兒童不當行為頻率增生。

2.2.3損害神經系統

苯甲酸有時是由胃液與苯甲酸鈉碰撞融合而成。苯甲酸低毒，但頻頻過量超標，慢性苯中毒近在咫尺。具體表現為四肢軟綿、頭昏腦漲、夜有驚夢或輾轉反側等官能性癥狀，血液逐漸發生變化，白細胞減少，接著血虛癥候產生，血小板數量降低，人體危如累卵，白血病或再生障礙性貧血隨時可能拜訪。苯甲酸鈉對貓類有著貓薄荷般的“奇效”。食用含有苯甲酸鈉的食品過度可導致大腦體積縮水，神經系統遭遇傷害，癌癥的可誘性增強。

2.2.4其他

在攪拌不夠均勻分散的酸性環境中，苯甲酸鈉難溶于水，可能引起部分物質中有苯甲酸結晶逸出，造成少幅產品添加劑指標過度，產生毒副作用。苯甲酸還與氯化鈣有拮抗作用。這種拮抗作用會導致人體對必要元素吸收利用率降低，產生不利的生理作用和生化反應。苯甲酸鈉還能致使血清蛋白毀傷，其圖像波折，誘發反復發作的急性蕁麻疹，血管浮腫。

從毒理學評價和毒副作用的影響來比較，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工藝及成本比較

3.1山梨酸鉀的生產工藝和成本

山梨酸鉀的生產方法主要有三種，（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。把山梨酸放入反應器皿，接著添加為山梨酸質量66%的水，保持45℃恒溫，滴加49%的氫氧化鉀溶液，直至反應液PH=8為止，反應約需45min。適量活性炭放入后，抽出過濾，盡量確保空氣無殘留。過濾后的液體降低壓力，維持40～45℃生產溫度，蒸發三到四小時。達標后，升高溫度到70℃，放出廢棄物料。離心脫水，取出結晶，母液回收;最后在105℃下烘干得到產品。（3） 丁烯醛，乙烯酮制造法。采用丁烯醛以及乙烯酮為材料，在規定條件下進行進一步衍生。乙醛收縮促進丁烯醛出現，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，山梨酸鉀成品誕生，其本質仍是中和反應原理，反應式如下：CH3CH=CHCHO+CHZ=CO→CH3=CHCH=CHCOOH（1）

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

截止現在，我國市面上山梨酸鉀的成本價是3萬元/噸。國際市場上的成本價大約波動在2—4萬元/噸。

3.2苯甲酸鈉的生產工藝和成本

已知的苯甲酸鈉生產方法有兩種。在中和器皿中投入苯甲酸與氫氧化鈉投行中和反應，將它們的化合物控制為中性，生產溫度控制在95～98℃之間，反應時間為30～40min，使中和反應完全進行;把活性炭加入初步形成的苯甲酸鈉溶液，開始脫色，脫色時間一般是四十到四十五分鐘，過濾壓力調整到0.3～0.4Mpa，過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，應用廣泛，但價格偏高。第二種方法屬于工業制法，采用苯酚鈉與二氧化碳在高溫高壓下反應制得苯甲酸鈉，反應機理目前尚不清晰，但價格較第一種偏低。

目前為止，我國市場上苯甲酸鈉的成本價約為8000元/噸。

從生產工藝及成本價格來看，山梨酸鉀的生產工藝更為復雜，所需原料要多于苯甲酸鈉。山梨酸鉀在市場上的成本價幾乎要達到苯甲酸鈉的三倍。就工藝和利潤而言，使用山梨酸鉀的企業是吃虧的。

4結論

綜合來論，山梨酸鉀的防腐作用和毒副作用均優于苯甲酸鈉，與苯甲酸鈉相比，它具有無色無味無臭，安全系數高，對人體危害性小的特性，非常符合現代人們對“綠色”“健康”的期望。在國際上，在食品運用方面，山梨酸鉀占有上風，有著安適和不變的優點。但在生產和成本方面，山梨酸鉀制備復雜，原料消耗多，成本價遠遠高于苯甲酸鈉。在我看來，如果山梨酸鉀能夠解決自身生產工藝繁復，成本價高的問題，性能更為良好的山梨酸鉀將會逐步取代苯甲酸鈉，成為日常使用的更適宜的食品添加劑。

參考文獻

[1] 丁文慧，陸利霞，熊曉輝.提高山梨酸及鉀鹽防腐效果的研究進展[J].食品工業科技，2012，33（03）：410-412.

[2] 黃真池.辣椒子葉高效再生體系的建立[J].湛江師范學院學報，2007（30）：56-57 .

[3] 聶榮幫，李海峰，胡子述.烤煙不同成熟度鮮煙葉組織結構研究[J].煙草科技，1991（03）：37-39.

[4] 胡春紅，喬琳，古紅梅等.常用食品防腐劑的抑菌效果[J].吉林農業科學， 2013，38（01）：83-86.

[5] 王思文，鞏江，高文等.防腐劑苯甲酸鈉的藥理及毒理學研究[J].安徽農業科學，2010，38（30）：16724+16826.

[6] 胡明鉛，王炯坤，蔡繼業等.應用原子力顯微鏡分析苯甲酸鈉生物毒性[J].生物工程學報，2008，24（08）：1428-1432.

[7] MCCANND&BARRETTA&COOPERA，etal.Food additives and hyperactice behavior in 3-yearold and 8/9-year-oldchildren in the commuity： arandomised ，double-blinded ， placebo-controlled trival[J].Lancet，2007，370（9598）：1560-1567.

[8] 呂娜，沈明浩. 苯甲酸鈉對小鼠骨髓細胞的致突變作用研究[J].吉林 農業大學學報，2006，28（04）：466-468.

[9] 胡春紅，葛紅蓮，李季平.苯甲酸鈉對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長的影響[J].食品工業科技，2011（04）：180-181.

[10]? ?葛長榮，馬美湖.肉與肉制品工藝學[M].北京：中國輕工業出版社，2002：1-21.