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(yōu)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(guān)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(xiàn)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(yīng)用最為廣泛，它們在食品防腐應(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(yè)生產(chǎn)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(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再結(jié)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(tǒng)的威脅性，挾制有害物質(zhì)繁殖，從而防腐?，F(xiàn)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(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際生產(chǎn)中防腐劑的大規(guī)模使用。它的防腐作用強度與PH值的變化息息相關(guān)，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(chǎn)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(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(jīng)過解離的苯甲酸鈉HLB值低，穿過細胞膜概率大。進入細胞內(nèi)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(nèi)貯存的堿性物質(zhì)變酸，降低細胞內(nèi)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(yōu)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(chǎn)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(tǒng)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(tài)下性質(zhì)穩(wěn)定，一般認為是安全的，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，對于人的皮膚和內(nèi)部腸胃具有刺激作用的。假設(shè)過度口服，時間過長，骨骼生長速度會變慢，對腎、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）（以聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)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(jié)構(gòu)

苯甲酸鈉能使細胞膜結(jié)構(gòu)的順序性遭到毀壞，膜的功能性混亂，以致斷裂細胞數(shù)量增加，細胞平衡系統(tǒng)粉碎，它還會與一些自在活動的氫氧基產(chǎn)生苯，導(dǎo)致毒物增生。苯及苯的化合物是目前公認的常見化學(xué)致癌物。在實際生產(chǎn)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(guān)指標變化，發(fā)現(xiàn)苯甲酸鈉與維生素C反應(yīng)生成苯環(huán)，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(jīng)系統(tǒng)

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(xiàn)為四肢軟綿、頭昏腦漲、夜有驚夢或輾轉(zhuǎn)反側(cè)等官能性癥狀，血液逐漸發(fā)生變化，白細胞減少，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(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。

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)品添加劑指標過度，產(chǎn)生毒副作用。苯甲酸還與氯化鈣有拮抗作用。這種拮抗作用會導(dǎo)致人體對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(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(chǎn)溫度，蒸發(fā)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(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)定條件下進行進一步衍生。乙醛收縮促進丁烯醛出現(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(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)時間為30～40min，使中和反應(yīng)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(diào)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(yīng)用廣泛，但價格偏高。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(chǎn)工藝及成本價格來看，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(yè)是吃虧的。

4結(jié)論

綜合來論，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，它具有無色無味無臭，安全系數(shù)高，對人體危害性小的特性，非常符合現(xiàn)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(fēng)，有著安適和不變的優(yōu)點。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(chǎn)工藝繁復(fù)，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。

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