山梨酸钾

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理化性质
山梨酸钾是由山梨酸以及氢氧化钾经过中和反应而制成，除了溶解度之外有着山梨酸的所有基本性能。山梨酸钾是白色或者类白色的颗粒或者粉末，易吸潮并且在空气当中很不稳定，容易氧化而变为褐色，不过对光、热较为稳定，在270℃左右时会溶化分解，1%水溶液的pH值是7～8。 
山梨酸钾的防腐机理与山梨酸相同，即与微生物酶系统的巯基结合从而破坏许多酶系统的作用。 
山梨酸钾可以有效抑制霉菌、好氧性细菌以及酵母菌活性，还可以防止葡萄球菌、肉毒杆菌以及沙门氏菌等微生物的繁殖，不过对厌氧性芽孢菌还有嗜酸乳杆菌等微生物是无效的，抑止发育作用要强于其杀菌作用，从而实现延长食品保存时间的目的，同时保持食品原有的风味。 
毒理学评价
在山梨酸钾的毒理学评价方面，衡量添加剂以及防腐剂安全性以及毒性大小时通常采用以下指标，即ADI以及 LD50。 ADI的含义是每天允许摄入量，具体而言，ADI值定义是依据人体的体重，终身摄入食品添加剂而不会明显带来健康危害的每天允许的摄入量，是国内外在评价食品添加剂的安全性方面 最为重要的依据。ADI的值越大就越安全。LD50的含义是某种毒性物质导致受试生物死亡一半需要的绝对量。LD50的值越大表明毒性就越小，同时在食品使用过程中的安全性也就越高。山梨酸钾的毒理学评价如下：ADI是0～25mg/kg·d，而LD50是10.5 g/kg，属于GRAS级别，GRAS的意思是一般认为安全，是美国食品药物管理局的检验标记，证明食品安全可 用。可以说，山梨酸钾是公认的低毒、安全以及高效的食品防腐剂。 
山梨酸钾的应用
山梨酸钾作为毒性最低的食品防腐剂，普遍应用在食品以及饲料加工业，同时也用于化妆品、香烟、树脂、香料以及橡胶等行业当中。不过其在食品防腐以及饲料当中的应用 最为广泛。 
动物饲料业
美国以及欧盟都将山梨酸钾作为法定饲料添加剂，用于动 物饲料当中。山梨酸钾可以抑制饲料当中霉菌生长，特别是抑制黄曲霉素的形成有着非常显著的效果，所以添加山梨酸钾能够有效避免饲料的腐败变质，并且在动物肠道当中仍然可以抗微生物的生长。除此之外，山梨酸钾的中性味道，适合使用在饲料当中，这是因为动物对食品的口味变化比人类更加敏感。 除此之外，作为不饱和的脂肪酸，山梨酸钾能够视为饲料成分而易于消化，并且对动物没有任何不良影响。饲料在贮存以及运输和销售过程当中容易出现腐败变质，因此山梨酸钾在饲料工业当中的应用市场巨大。 
食品容器以及包装材料
食品包装的目的是保护内容物。目前食品包装出现为改善材料功能而使用活性物质的材料，除了延长包装食品保质期的功能之外，还能够保持食品的营养性及安全性。我国于2009年颁布实施GB 9685—2008卫生标准中，明确规定山梨酸钾在食品容器以及包装材料中允许加入的使用量以及山梨酸钾的最大残留限量。在塑料生出方面可以根据生产需要适量使用， 橡胶方面使用量为0.1%，纸方面根据生产需要使用，同时对山梨酸残留量没有要求。 
综上所述，山梨酸钾使用时能够直接添加、浸渍、喷洒或者干粉喷雾，同时包装材料的处理方面也有着多种灵活方式， 并且发展趋势而言，因为山梨酸钾特性等同天然物，应用范围以及使用量还会逐渐扩大。 
食品防腐剂
山梨酸钾广泛用作食品防腐剂，我国1982年批准使用并颁布标准，规定面制品、酱菜、罐头、干果品类、乳制品以及调味品当中允许使用的浓度为 0.02%～0.1%。肉类制品当中添加1%山梨酸钾能够明显抑制肉毒梭菌毒素产生。同时山梨酸在低度酒例如果酒、啤酒以及葡萄酒中应用较广并且防腐效果理想。粮农组织（FAO）对食品制定系列标准，明确规定山梨酸钾最大用量是0.28/kg，各个国家都参照这一标准并根据本国情况而制定严格使用标准。使用山梨酸钾处理包装材料，能够延长面包以及干酷等食品保存期限。鉴于单一食品添加剂在应用的局限性以及物理性能方面的限制，国内外目前大力研发复合型的食品添加剂，从而发挥协同效应以达到最佳的效果。 
（1）蔬菜和水果中的应用
新鲜的蔬菜和水果如果不及时进行防腐保鲜处理很快就会失去光泽、水分，表面干皱并且很容易产生霉菌导致腐烂，从而造成不必要的浪费。若蔬菜和水果的表面使用山梨酸钾保鲜剂后，在温度高达30℃的情况下可以保存一个月之久，还能够保持蔬菜和水果的绿色度不发生改变。表面被喷洒山梨酸钾保鲜液的苹果，常温下贮存4个月后，仅有5%左右的苹果发生腐烂变质的现象。山梨酸钾甚至还可以防止蔬菜罐头外包装的马口铁氧化生锈。 
（2）肉制品中的应用
将熏制火腿、干香肠、肉干和类似的其他干肉制品，用适当浓度的山梨酸钾溶液进行短暂性浸泡，从而实现防腐保鲜。肉灌肠类制品例如牛肉肠、猪肉肠等可以在生产过程中的剁肉环节直接加入适量的山梨酸钾，待制成成品之后，将浓度为5%的山梨酸钾溶液喷洒于其表面实现防腐保鲜。也可以直接在一般的肉料、肉馅里添加适量的山梨酸钾进行防腐保鲜。生鲜鸡肉、熟鸡肉都可以通过使用不同配方、不同浓度的山梨酸钾保鲜溶液浸泡的方式，来提高保鲜效果、延长保质期。表面被喷洒了山梨酸钾保鲜液的生鲜禽肉相对于未被喷洒过保鲜液的同类食品明显延长了腐败变质的时间，保鲜时间是对比样品的两倍。 
（3）水产制品中的应用
鱼肉香肠中添加 0.1%~0.2% 的山梨酸和山梨酸钾混合防腐剂后，在温度高达30℃的条件下贮存两个星期，产品不会腐败变质，而相同环境条件下的对照样品贮存一个星期后就会腐败变质。当温度保持在10~15℃、鱼肉香肠内部 pH 值控制在小于 6 时，这种香肠可以贮存七个星期而不腐败变质。一般情况下鱼糕制品的pH值在6.8~7.2之间，可以使用山梨酸钾或其与山梨酸的混合物进行防腐保鲜。但在使用混合物时，一定要控制山梨酸的比例，因为山梨酸属于酸性防腐剂，而鱼糕制品处于pH值较低条件下，其弹性会受到影响。所以为了合理解决这一矛盾，必须降低混合物中山梨酸的含量。鱼干制品相对比较干燥，一般情况下水分含量低于30%的产品，不会产生细菌腐败现象，但是很容易发生霉变。如果在鱼干制品中添加适量的山梨酸钾，就能够有效防止这种霉变现象的发生。熏鱼制品可以在熏制过程前、过程中或过程后喷洒5%~10%浓度的山梨酸钾溶液进行防腐保鲜。经酱油烹煮过的鱼虾在添加适量的山梨酸钾后，可以在温度为10~15℃的条件下，贮存两个月而不会腐败变质。彻底清洗干净后的鲜鱼、虾或其他生鲜水产品，浸入适当浓度的山梨酸钾保鲜溶液20秒钟后取出，去除保鲜溶液后冷藏，可以有效延长其保质期。 
（4）在酱油和腌菜制品中的应用
在酱油中添加适量的山梨酸钾，能够贮存于高温下70天不产生腐败发霉的现象。甜菜根、腌黄瓜以及其他腌菜制品使用山梨酸钾保鲜时，可以将适量的山梨酸钾加入到含有食盐的醋中。通常情况下，为了避免腌菜制品中盐水混浊现象的发生，可以先把香料、食盐、山梨酸钾在水中溶解后再加醋。泡菜采用直接添加食盐与山梨酸钾混合物的方式进行防腐保鲜。 
（5）在糕点中的应用
当山梨酸钾做为糕点的防腐保鲜剂时，首先应该把山梨酸钾溶解在水或牛奶中，然后将山梨酸钾溶液直接加入到面粉或面团中。当使用山梨酸钾对淀粉类食品进行防腐保鲜时，最好先将物料用少量的醋进行酸化，因为山梨酸钾处于 pH 值低于 5~6 的环境时抑菌防腐效果最佳。 
（6）在饮料中的应用
山梨酸钾可以添加到果蔬汁饮料、碳酸饮料、蛋白饮料等多种饮料中，由于山梨酸钾的添加大大延长了产品的保质期。 
（7）山梨酸钾在蜜饯、糖果制品中的应用
花生糖、杏仁糖以及一般的夹心糖，可以直接添加适量的山梨酸钾进行保鲜。为了保证一些高含糖量糖果制品的防腐保鲜效果，则应该适当增加山梨酸钾的添加量。 
山梨酸钾的合成
山梨酸合成方法主要有两种，一是丁烯醛同丙酮在特定条件下产生反应，二是丁烯醛以及乙烯酮作原料，在特定工艺条件下进行反应，这是最常用的合成方法。丁烯醛主要来自乙醛缩合，而乙烯酮则由醋酸裂化生成，进一步由山梨酸同氢氧化钾反应而生成山梨酸钾，其反应式如下： 
在原料准备方面，自来水要经离子交换器而制备去离子水，同时储存于水池当中备用，然后将含量92%氢氧化钾原料于碱液稀释池中添加一定量的去离子水，稀释至49%而备用。在合成过程中需要在反应釜中添加定量山梨酸，之后真空抽离子水到计量缸中，量为山梨酸的60%左右，同时开始搅拌，然后将制备的碱液真空抽到碱液储罐，进一步滴加氢氧化钾溶液进反应釜，从而开始酸碱中和反应，之后打开反应釜的夹套层冷却水来控制反应温度在40℃左右，在反应进行30 min后取样，使用酸度计来测定反应液的pH值，反应液的pH≥9.5 时停止加碱液。反应的过程应当≤45 min，搅拌1h后则将反应液抽入贮罐，之后进行真空抽滤，并由过滤罐过滤而得碱液存到贮罐当中，过滤活性炭可以再生而重新利用。碱液抽到浓缩罐后用夹套导热油进行加热，确保碱液温度在40～50 ℃，同时真空度为0.1MPa，然后进行减压蒸发，通常情况下蒸发的时间是3～4h，达到技术标准后升温到70 ℃继续放料，并送到离心工段，之后使用三足式离心机进行脱水，碱液蒸发之后离心分离溶液为一次母液，一次母液继续减压蒸发可以得到半成品，继续离心分离得到的溶液是二次母液，经过7次回收之后的半成品能够达到要求，就从离心机的上部卸料，之后运到烘干工段于105 ℃条件下烘到指标满足产品要求，最终送到包装工段进行包装并装箱入仓。 
展望
山梨酸钾主要被用作食品防腐剂，因其具有非常强的抑制霉菌与腐败菌的作用，而且在水中极易溶解，所以被广泛应用。山梨酸钾已被联合国粮农组织推荐为安全、高效的食品防腐剂。山梨酸钾具有毒性低、防霉效果好、不改变食品原有性质、使用方便、应用范围广等特点，因此许多国外发达国家已经把山梨酸钾作为良好、高效的防腐剂，大量地应用于食品中。目前山梨酸钾在国内食品行业也有着广泛的应用，随着生产成本与生产技术的不断突破，山梨酸钾作为低毒、安全、高效的食品防腐剂，其应用范围还将会不断扩大。