概述[1]
亞硫酸鹽是亞硫酸H2SO3的鹽類。有正鹽和酸式鹽兩類,一般指正鹽。除堿金屬和銨的亞硫酸鹽易溶于水外,其余都不溶于水。亞硫酸鹽很容易被空氣氧化成硫酸鹽,因此,在與空氣接觸的亞硫酸鹽或其溶液中,總會含有硫酸鹽。亞硫酸鹽具有相當(dāng)強(qiáng)的還原性,它還可和很多有色有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng),生成無色化合物,因此常用作印染工業(yè)的還原劑、照相顯影液或定影液的保護(hù)劑,以及羊毛或蠶絲織物的漂白劑和有機(jī)化合物的加成劑。
應(yīng)用[2-3]
亞硫酸鹽具有相當(dāng)強(qiáng)的還原性,還可和很多有色有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng),生成無色化合物,常用做印染工業(yè)的還原劑、照相顯影液或定影液的保護(hù)劑,以及羊毛或蠶絲織物的漂白劑和有機(jī)化合物的加成劑。
1. 防止食品褐變的抑制劑
1)抑制酶促褐變:酶促褐變一般發(fā)生在水果、蔬菜等新鮮植物性食物中,它的發(fā)生需要三個條件:適當(dāng)?shù)亩喾宇惖孜?、酚氧化酶和氧,三者中缺少任何一個,酶促褐變都不會發(fā)生。亞硫酸鹽可以抑制酚酶的活性;能把醌類物質(zhì)還原成酚;與羰基加成而防止羰基化合物的聚合作用。亞硫酸鹽抑制酶促褐變時需偏酸性環(huán)境,因此,在食品加工貯藏過程中應(yīng)用亞硫酸鹽進(jìn)行護(hù)色處理時常把它與檸檬酸和抗壞血酸合用,以達(dá)到長期保持原料原有色澤的目的。另外,鈣離子可同氨基酸和果膠結(jié)合生成不溶性化合物,有助于二氧化硫抑制褐變的作用,因此,在馬鈴薯和紅薯等多種食品加工中已經(jīng)得到應(yīng)用。
2. 防腐保鮮劑:果蔬采后其組織仍進(jìn)行正常的新陳代謝,分解組織中的氧,同時受傷組織部位微生物大量繁衍,分解組織中的營養(yǎng)成分,產(chǎn)生有害物質(zhì),導(dǎo)致果蔬腐爛。
3. 漂白劑:二氧化硫具有還原性,能與食品中含有的有色物質(zhì)結(jié)合,常作為漂白劑應(yīng)用在食品生產(chǎn)中。亞硫酸鹽與有色物質(zhì)生成的化合物不穩(wěn)定,容易分解,分解產(chǎn)生的SO32-因氧化而失效,導(dǎo)致食品又發(fā)生變色。所以在食品加工中通常殘留一定的亞硫酸鹽。
4. 在其他方面的作用
1)在葡萄酒生產(chǎn)中的作用二氧化硫在葡萄酒的釀制過程中起著舉足輕重的作用,是葡萄酒釀造不可缺少的添加劑。它是亞硫酸鹽多種功能的綜合利用,在葡萄酒的釀制過程中起到了其它物質(zhì)不可替代的作用。主要是:(1)殺菌作用,二氧化硫是一種殺菌劑,濃度一定時,可殺死各種微生物。未離解狀態(tài)(SO2·H2O)是最有效的抑菌劑,HSO3ˉ處于游離狀態(tài)時也能有效抑菌。(2)澄清作用,二氧化硫能抑制發(fā)酵微生物的活動,推遲發(fā)酵開始的時間,從而有利于發(fā)酵基質(zhì)中懸浮物的沉淀,這一點(diǎn)在白葡萄酒及淡紅葡萄酒的釀造中尤其具有重要意義。(3)抗氧化作用,二氧化硫可以預(yù)防葡萄酒氧化,能有效防止葡萄汁、酒中某些香味成分的氧化。
2)在啤酒生產(chǎn)中的作用:啤酒中的亞硫酸鹽主要來自以下幾個方面:酵母的新陳代謝、亞硫酸鹽的添加,或作為澄清劑及活化劑的一種成分。它的主要作用是:(1)作為抗氧化劑,它對于維持啤酒的新鮮風(fēng)味非常重要。(2)掩蓋老化風(fēng)味。二氧化硫可與啤酒中的老化羰基化合物進(jìn)行可逆反應(yīng),形成羰基磺酸鹽。這種物質(zhì)是非揮發(fā)性的,它的風(fēng)味閾值比游離的羰基化合物高。(3)抑菌性。亞硫酸鹽的殺菌一般有如下順序:革蘭氏陰性菌>霉菌>酵母。
3)在淀粉類食品加工中的作用:在淀粉類食品的加工過程中,亞硫酸鹽可起到調(diào)節(jié)面團(tuán)粘性的作用。在餅干的生產(chǎn)過程中,面團(tuán)調(diào)制是關(guān)鍵。淀粉含有含硫氨基酸,面團(tuán)調(diào)制時,這些含硫氨基酸間依靠二硫鍵相互連接,使不同蛋白質(zhì)分子間相互結(jié)合形成網(wǎng)絡(luò),面團(tuán)的粘度提高,面筋大量形成,不利于下一步操作。此時,添加的亞硫酸鹽可以切斷分子間的二硫鍵,使面團(tuán)容易調(diào)制且成型性好。
食品安全性與限量[3]
1. 亞硫酸鹽的食品安全性
食品工業(yè)中應(yīng)用亞硫酸鹽歷史悠久,其使用也日益廣泛。早期的資料研究顯示亞硫酸鹽是無害的。然而,隨著研究的逐步深入,亞硫酸鹽的毒性日益受到人們的關(guān)注。(1)大量使用亞硫酸鹽類食品添加劑會破壞食品的營養(yǎng)素。亞硫酸鹽能與氨基酸、蛋白質(zhì)等反應(yīng)生成雙硫鍵化合物;能與多種維生素如B1、B12、C、K結(jié)合,特別是與B1的反應(yīng)為不可逆親核反應(yīng),結(jié)果使維生素B1裂解為其它產(chǎn)物而損失,由此,F(xiàn)DA規(guī)定亞硫酸鹽不得用于作為維生素B1源的食品;亞硫酸鹽能夠使細(xì)胞產(chǎn)生變異;亞硫酸鹽會誘導(dǎo)不飽和脂肪酸的氧化。(2)人類食用過量的亞硫酸鹽會導(dǎo)致頭痛、惡心、暈眩、氣喘等過敏反應(yīng)。哮喘者對亞硫酸鹽更是格外敏感,因其肺部不具有代謝亞硫酸鹽的能力。(3)動物長期食用含亞硫酸鹽的飼料會出現(xiàn)神經(jīng)炎、骨髓萎縮等癥狀并對成長有障礙。人們研究發(fā)現(xiàn),大白鼠經(jīng)1~2年服用含0.1%的亞硫酸鹽飼料后,出現(xiàn)神經(jīng)炎、骨髓萎縮癥狀,生長發(fā)育緩慢。二氧化硫的吸入可引起小鼠肺、腦、肝、心、脾、腎六種組織及生殖系統(tǒng)的氧化損傷作用。
2. 亞硫酸鹽的限量標(biāo)準(zhǔn)
鑒于亞硫酸鹽的毒性,英美等發(fā)達(dá)國家紛紛出臺各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)來限制亞硫酸鹽的使用。我國已經(jīng)對糖類、蜜餞、竹筍、蘑菇及蘑菇罐頭等食品中使用二氧化硫做出了限量規(guī)定,見表:
CAC對冷凍蝦中使用二氧化硫做出了限量規(guī)定。要求是:在速凍小蝦或?qū)ξr、速凍龍蝦中,亞硫酸鹽可以作為保鮮劑加入,殘留限量分別為:以SO2計,在生品可食性部分≤100mg/kg,熟產(chǎn)品的可食性部分≤30mg/kg。鑒于亞硫酸鹽在啤酒中的使用,世界上許多國家對啤酒中的二氧化硫殘留限量也做出了規(guī)定。
主要參考資料
[1] 中國成人教育百科全書·化學(xué)·化工
[2] 中國中學(xué)教學(xué)百科全書·化學(xué)卷
[3] 亞硫酸鹽在食品加工中的作用及其應(yīng)用