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CNS_17.013_双乙酸钠

enhua

2021/06/20

私聊

食品添加剂

岳程思

目录

第1章引言1

第2章双乙酸钠的理化性质1

2 .1 SDA的理化性质1

2 .2 SDA的功能特点2

第3章双乙酸钠的防腐机理、特性以及产品标准2

3 .1 SDA的防腐机理2

3 .2 SDA的特性3

3.2.1 SDA的安全性3

3.2.2 SDA的毒性3

3.2.3 SDA的高效性4

3.2.4 SDA的营养性4

3.2.4 SDA的适口性5

3 .3 SDA的产品标准5

第4章双乙酸钠在食品中的实际应用6

4 .1 SDA是食品优良的防腐保鲜剂6

4 .2 SDA是粮食优良的防霉保鲜剂7

4 .3 SDA是饲料优良的防霉保鲜剂8

4.4 SDA的使用方法10

4.5 双乙酸钠的使用标准10

4.6 其他用途11

第5章 SDA的市场前景11

第6章结束语2

参考文献13

第1章

第2章引言

双乙酸钠作为近年来使用频繁的食品添加剂之一，具有高效、防腐、保鲜和调味等功能。其使用效果良好，成本低，在国外已被广泛使用，随着人们生活质量的日益提高和环保意识的增强,对化学防腐剂的毒性、防腐剂的使用量以及防腐剂的残留问题愈加重视。人们理想中的化学防腐剂应具有广谱、高效、低毒或无毒,对人和生物、生存环境没有破坏和副作用,在人体和动物内不积累、无残留成分,最终代谢产物是水和二氧化碳,适应性好,价格便宜。而双乙酸钠就是较为理想的化学防腐剂之一。

第3章双乙酸钠的理化性质

2.1 SDA的理化性质

双乙酸钠(Sodium Diacetate,缩写SDA)又名：双醋酸氢钠，二醋酸一钠。

SDA的化学式为:C4H7NaO4·χH2O(χ<1)。无水物相对分子质量142.09，其化学结构式为：CH3COONa·CH3COOH·χH2O(χ<1)

双乙酸钠是乙酸钠和乙酸的分子化合物,由短氢键相螯合。外观为白色结晶状固体,略带醋酸气味,易吸潮,易溶于水（水中溶解度约为1g/mL)和乙醇。10%水溶液的pH为4.5~5.0。熔点96℃,将双乙酸钠加热至150℃以上时即行分解,发出剌激性酸味、可燃。其毒性极小,不致癌,无残留。

2.2 SDA的功能特点

（１）防霉防腐效果优于苯甲酸盐类，一般用量是０.３－３ｇ／ｋｇ。（２）双乙酸钠不改变食品特性，不受食品本身PH影响，双乙酸钠最终分解为乳酸和醋酸,参与人体的新陈代谢，产生CO2和H2O，可看成食品的一部分，保持食品原有的色香味和营养成分。（３）使用范围广泛，用于各类食品的防霉防腐，而且在医药、烟草、造纸、水果保鲜、饲料等行业中也有很大应用。（４）操作方便灵活，可直接添加也可喷洒或浸渍。（５）酸味柔和，克服了丙酸盐特有的刺激气味。

第4章双乙酸钠的防腐机理、特性以及产品标准

3.1SDA的防腐机理

在自然状态下，双乙酸钠会缓慢地释放出小分子有机酸——乙酸。乙酸分子与类脂化合物的相溶性较好，当双乙酸钠通过有效地渗透霉菌的细胞壁而干扰酶的相互作用,抑制了霉菌的产生,从而达到高效防霉、防腐的功能。双乙酸钠从化学分子结构上讲,是有短氢键结合的双分子盐,是分子化合物(CH3COONa·CH3COOH·χH2O),并含有可释放的40%的游离乙酸分子,在水溶液中呈酸性,释放出的乙酸能渗入霉菌组织的细胞壁,干扰细胞内各种酶的体系而产生作用,使细胞内蛋白质变性、抑制微生物生长繁殖,从而起到抗菌作用。

使用双乙酸钠既保持了乙酸的杀菌性能，又不致因酸性太大而导致饲料适口性变差。故SDA能防止贮藏的食品和饮料发霉、腐败，从而具有防腐、保鲜效果。

双乙酸钠是高效霉菌与细菌的抑制剂,有很显著的抗菌作用。国内外大量实验证明,双乙酸钠对黄曲霉菌、黑曲霉菌、灰绿曲霉菌、白曲霉菌、绳状青霉菌、微小根毛霉菌、足样根毛霉菌、假丝酵母菌、伞枝犁头霉菌等10多种霉菌具有较强的抑制效果,其效果优于常用防腐剂苯甲酸钠、山梨酸钾。它还对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌、革兰氏阴性菌有一定的抑制作用。但它对食品中所需要的乳酸菌、面包酵母几乎不起什么作用,能保护食品的营养成分,这种特性使得双乙酸钠被列为一种很不寻常的食品添加剂。

3.2 SDA的特性

3.2.1 SDA的安全性

1979年美国食品和药物管理局(FDA)对双乙酸钠(SDA)产品的审查结论认为:“双乙酸钠(SDA)完全是安全的,没有毒性物质,也没有致癌物质”。鉴于双乙酸钠(SDA)可靠的安全性,美国食品和药物管理局(FDA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)已批准双乙酸钠(SDA)产品在食品、谷物和饲料中作为防腐防霉剂使用。

双乙酸钠的质量指标和安全性能符合国家技术监督局关于食品饲料级标准的产品要求,它不残留在人体内,没有致癌因素,同时适量摄入醋酸还有益于人体及动物健康，且具有极好的防腐抗菌作用,因此，它广泛应用于面点、水果、肉类、禽、鱼类等食品的保鲜,罐头产品和腌制菜类的防霉。目前欧美各国已越来越趋向于使用双乙酸钠取代丙酸盐作为食品防腐剂。

3.2.2 SDA的毒性

毒性试验：小鼠口服致毒量LD50为每千克3.311克，大鼠LD50为每千克4.968克，属低级毒，其致畸、致癌及致突变试验均为阴性。蓄积毒性试验表明其无明显临床中毒症状，病理组织学检查未发现有意义的病理形态学改变。双乙酸钠在人和畜禽体内的代谢终产物是二氧化碳和水，因此适量应用对人和畜禽无毒副作用，使用安全，对环境和生态也无污染。因此，双乙酸钠用于食品保鲜是安全的，而且使用量较少、成本低、使用方便，值得推广运用。

简而言之，双乙酸钠无毒，每日允许摄入量为0~15mg/kg，小鼠经口致死量为3.33g/kg，大鼠为4.96g/kg，对人和牲畜无毒副作用。

3.2.3 SDA的高效性

在新收割的粮食或饲料中添加0.15%～0.75%的双乙酸钠溶液,就能有效防止霉变。双乙酸钠的防腐效果优于目前广泛使用的丙酸盐类,而其添加量仅为丙酸盐的1/2～1/3,价格却只有丙酸盐的2/3(目前市场价:丙酸盐15000元/t;SDA10000元/t)。

3.2.4 SDA的营养性

双乙酸钠能有效增加饲料的营养价值，降低料肉比，提高肥猪的瘦肉率,增加奶牛的产奶量，用于牧草青贮防霉，可提高牧草蛋白质的利用率。如用含0.05%～0.2%双乙酸钠的青贮玉米喂养奶牛，发现产奶量提高10.2%,而且喂养20d后,牛奶的含脂量提高6%；饲料中添加0.3%的双乙酸钠，可使肥猪的瘦肉率提高2%，肉仔鸡产蛋率增加4%；用加2%双乙酸钠的饲料喂养母猪，其年产仔次数由2次增至3次;在颗粒配合饲料中加入0.025%～0.1%的双乙酸钠，可使其粗蛋白质利用率提高11%。

双乙酸钠在奶牛上的应用实验（数据由表1可知）可知：每头添加50g双乙酸钠的奶牛平均每天每头提高产奶量百分之0.7-1.4%之率提高3%左右，产奶量和乳脂率并随着时间的增加而稳步提高，有长期添加的必要性。因此我们将会有以下2点建议：1.长期添加会改变奶牛体况，改善瘤胃环境，从而能起到保健的功效，对于今病预防也能起到一-定的效果。2.如果在青贮期间加入双乙酸钠效果会更好，因为双乙酸钠在青贮料里起到的作用及非常明显的。双乙酸钠在青贮期间会释放出乙酸，有利于乳酸菌的生长，使青贮料得以保持其最大营养价值，从而提高利用率。

表1双乙酸钠在奶牛上的应用实验数据汇总
日期	实验组头数	公斤	脂肪	日期	对照组头数	公斤	脂肪
9月23日	40	703.5		9月23日	40	703.3
9月24日	40	704.56		9月24日	40	703.2
9月25日	40	705.7		9月25日	40	703.53
9月26日	40	706.32		9月26日	40	704.11
9月27日	40	706.81		9月27日	40	704.32
9月28日	40	707.83		9月28日	40	702.63
9月29日	40	708.44	2.87	9月29日	40	703.21	2.87
9月30日	40	708.87		9月30日	40	703.51
10月1日	40	709.52		10月1日	40	704.11
10月2日	40	709.93		10月2日	40	703.87
10月3日	40	709.91		10月3日	40	703.9
10月4日	40	710.23		10月4日	40	703.92
10月5日	40	710.72		10月5日	40	704.08
10月6日	40	710.82	3.2	10月6日	40	704.11	2.94
10月7日	40	710.61		10月7日	40	704.21
10月8日	40	710.58		10月8日	40	704.17
10月9日	40	710.75		10月9日	40	703.99
10月10日	40	710.97		10月10日	40	703.87
10月11日	40	710.96		10月11日	40	703.91
10月12日	40	710.97		10月12日	40	703.71
10月13日	40	711.06	3.27	10月13日	40	703.88	2.93
实验组·奶牛总产量：14889.06公斤平均每头产奶：18.61公斤				对照组·奶牛总产量：14779.54公斤平均每头产奶：18.47公斤

3.2.4 SDA的适口性

双乙酸钠的酸味可掩盖饲料中的药物及多种微量元素的不适气味,从而显著增强禽兽的食欲,提高奶牛、断奶猪仔的采食量和日增重量。用含双乙酸钠0.05%～0.2%的青贮玉米喂养奶牛,其采食量可增加10%～20%;将双乙酸钠加到鱼饲料中,能使鲤鱼的体重增加6.15%～15.11%,且不污染水质。

3.3 SDA的产品标准

1986年美国重新审核并通过SDA作为食品添加剂和饲料添加剂。1990年7月我国原卫生部公布SDA在食品中的使用卫生标准。世界上许多国家如瑞典、日本、意大利、印度、加拿大等先后批准SDA作为食品添加剂(防腐防霉剂)使用。

现将SDA的质量标准汇总如表2。

表2 SDA的质量标准汇总
级别	食品级	饲料级
醋酸钠％	５８.０－６０.０	５６.０－５８.０
水分％	≤２.０	≤４.０
ｐＨ（１０％水溶液）	４.５－５.０	４.５－５.０
甲酸及易氧化物％	≤０.２	≤０.２
砷（以Ａｓ计）％	≤０.０００３	≤０.０００６
重金属（以Ｐｂ计）％	≤０.０００１	≤０.００２

表3 SDA的使用量和适用范围
食品分类号	食品名称/分类	最大使用量	备注
02.01	基本不含水的脂肪和油	1.0
04.04.01.02	豆干类	1.0
04.04.01.03	豆干再制品	1.0
06.01	原粮	1.0
06.02.01	大米	0.2	残留量≤30mg/kg
07.02	糕点	4.0
08.02	预制肉制品	3.0
08.03	熟肉制品	3.0

GB2760——2007规定了双乙酸钠的使用量和适用范围：防腐剂功能如表3。

第5章双乙酸钠在食品中的实际应用

4.1 SDA是食品优良的防腐保鲜剂

双乙酸钠广泛用于面包、水果、肉类、蛋禽、鱼类等的防霉保鲜。据报道[9],在面包中添加0.2%～0.4%的双乙酸钠,可使面包的保质期延长10 d而风味不变;在生面团中加入0.2%的双乙酸钠,可使生面在37℃下的保存时间从3 h延长到3 d;在肉、土豆糊中加入0.01%～0.04%的双乙酸钠,可储存半个月以上。此外,双乙酸钠还可用于啤酒、大麦、肉制品、罐头以及腌制菜类产品的防腐。目前欧美各国已越来越趋向于使用双乙酸钠取代丙酸盐作为食品防腐剂。

4.2 SDA是粮食优良的防霉保鲜剂

长久以来,人们都在积极地寻求新的更有效的方法保存已收获的粮食谷物。由于新收获的粮食谷物含水分一般都在20～30%左右,要想长期贮存这些高水分含量的粮食,以往都是采用人工晾晒或烘干方法,将其含水量降低到安全水分12～14%以下。然而人工晾晒需要繁重的体力劳动,并受到天气和场地的制约。烘干方法需要耗费大量的能源,在当今世界普遍面临能源短缺的情况下难于推广应用这一方法。还有采用辐射、紫外杀菌等方法,由于其高成本等多种原因,至今尚难用于量大面广的粮食谷物的防霉保鲜。因此使用化学防霉保鲜剂对大含水量的粮食谷物进行防霉保鲜,便成为当代世界上工业发达国家竞相开发的一项新技术。据报导,SDA适用于所有的粮食谷物(米、麦、玉米、花生、豆类等)的库存、长途运输、联合收割等作业的防霉保鲜,特别是对高含水量的粮食谷物有显著的抑霉效果。例如:a.在含水量为21.5%的谷物中,加入0.1～0.8%的SDA,谷物的贮存期由90天延长至208天;b.以SDA为主剂的复合防霉添加剂添加0.5～1%在含水量为17～33%的谷物中,于70～80℉、相对湿度70～85%下贮存90天而未见霉菌形成;c.在含水量为22.8%的玉米中分别添加0.6%的丙酸钙、SDA和SDA复合物,在相对湿度65～86%、湿度27～30℃条件下防霉效果是:在第0天到第42天每克试样的霉菌总个数分别是,未添加任何防霉剂的空白试验由原来的230个增加到15,000,000个;SDA复合物的由原来230个减少到50个,在第76天时仍未检出;单一的SDA的由230个减少到50个(在第21天时);丙酸钙的由原来230个减少到100个。由此可见,上述的几种防霉剂都有显著的抑菌效果,但其中以SDA复合物的最好,SDA次之,第三是丙酸钙。在大吨量的试验中,添加SDA复合物0.55%,在自然条件下其防霉保鲜期达到120天以上;d.在含水量为18.0%的玉米面中,分别添加0.35%的丙酸钙、SDA和SDA的复合物,在相对湿度为65～86%、温度27～30℃条件下的防霉效果是:在第0天到第42天时每克试样含有的霉菌总个数为,空白的由原来22000个减少到4000个,SDA复合物的由原来22000个减少到1300个,单一SDA的由原来22000个减少到1700个,丙酸钙的由原来22000个减少到2400个,其防霉效果由大到小的顺序是,SDA复合物〉SDA〉丙酸钙。在大吨位含水量为20.8%的玉米面中,加入0.3%的SDA复合物,在自然条件下的防霉保存期达到了120天以上。据预测,世界谷物贮存因霉烂等造成的损失为其总量的0.5～10%。为把这种损耗减少到最低限度,目前人们利用SDA及其复合型防霉剂,对大含水量的粮食谷物进行防霉保鲜处理,取得了较显著的成效,并在已往的防霉实践中已经感受到,作为化学防霉保鲜剂的SDA和以SDA为主剂的复合型防霉剂与其他防霉剂相比,具有用量较少、效果较显著、成本较低、使用方便安全等优点,使开发生产和大规模应用SDA及其复合型防霉剂用于粮食谷物防霉保鲜,成为人们十分关注的新课题。

4.3 SDA是饲料优良的防霉保鲜剂

实践应用证实,作为饲料的化学防霉剂SDA及其复合物,也是一种高效安全低成本的防霉保鲜剂,适用于所有植物混配饲料及其原材料的防霉保鲜,尤其是青贮饲料的贮存保鲜。SDA及其复合物能有效地抑制饲料发生霉变,延长保存期,同时可显著地增强禽畜对饲料的适口性,提高对饲料中粗蛋白的利用率,提高奶牛的产奶量及牛奶的乳脂率、育肥猪的瘦肉率、母猪的产胎数。应用实例概述如下:

4. 3.1在含水量为12.2%的仔猪全价饲料中,分别添加0.15%的SDA、SDA复合物、丙酸钙三种防霉剂进行防霉处理。在相对湿度50～80%、气温21～38℃、模拟仓储式分袋堆垛储存的条件下,经过65天的贮存期表明,SDA及其复合物均有显著的抑霉效果,而添加丙酸钙的饲料在第35天时即有明显的结块和菌丝。试验前后,添加SDA及其复合物对饲料的p H值无明显影响;

4.3.2在含水量为17%的蛋—4鸡饲料中,分别添加0.35%的SDA、SDA复合物和丙酸钙进行防霉处理。在相对温度65～86%、温度27～30℃的条件下贮存,并随时测定每克试样中含有的活霉菌总数。结果是:未加防霉剂的空白试样,由第0天的20000个增加到第42天的600000个;添加丙酸钙的由第0天的20000个减少到第7天的5300个,而第42天却增加到180000个;添加SDA的由第0天的20000个减少到第42天的1700个,在第76天时减少到110个。由此可见,上述防霉剂都有显著的抑菌效果,但三者之中以SDA复合物效果最佳,SDA次之,丙酸钙最差;

4.3.3在通常的青贮饲料中加入0.1～1.5%的SDA,可有效地抑制饲料的霉变,使青贮饲料贮存期延长3个月以上;

4.3.4在青贮饲料中添加0.2～0.4%的SDA,可使青贮饲料在p H4.08时贮存期延长三周以上;

4.3.5在青贮黑麦草中添加0.2%SDA,经5个月贮存后,霉菌总数为对照组的1/10,开启使用期几乎不发霉,且喂饲奶牛适口性好;

4.3.6在青贮玉米中添加0.05～0.2%的SDA,防霉效果显著,采食量提高10～20%;

4.3.7在饲料中添加0.3%的SDA饲喂育肥猪,可提高瘦肉率2%;

4.3.8在混合精饲料中添加0.3%的SDA饲喂奶牛,能显著地提高牛奶乳脂率,增加产奶量;

4.3.9据加拿大专利报导,将含SDA 50份、乳清35.3份、Ca CO3 8.2份、膨润土5.0份、矿物质或椰子油1.0份、防结块剂0.5份的3磅混合物加到1吨鲜草中使其发酵,可使粗蛋白的利用率提高11%,奶牛日产奶量增加4～5磅;

4.3.10在饲料中添加0.2～0.3%的SDA饲喂母猪,可使年产子数由两次提高到三次。从上述列举的事例可见,SDA是一种性能优良的防霉保鲜剂,特别是对高水量的粮食、饲料显示出特别好的防霉保鲜效果。同时在一些对照试验中看到,SDA及其复合物比当前流行使用的苯甲酸及其盐类、丙酸及其盐类有更好的防霉保鲜效果,而且其使用成本仅为丙酸盐的2/3左右。据1989年美国的报导,用SDA作饲料的保鲜剂时的投入与产出比为1:6,经济效益可观。

4.4 SDA的使用方法

SDA是易吸湿的结晶性粉末,其添加量一般都在0.6%以下,为使这少量的添加剂能均匀地分布、渗透到大量的被保鲜的固体物料中,或覆盖在这些大量的固体粒子的表面上,使之有良好的接触机会,充分发挥抑菌效能,一般都是将SDA或其复合物溶于适量水中,以液体的形式均匀地喷洒于粮食谷物或饲料中,或直接与被保鲜的食品混合均匀即可。在贮存防霉过程中需随时注意环境条件如温度、湿度的变化,尽量保持在较低温度和湿度下贮存。在一般库存条件下,最好将需要保鲜的物料分袋包装堆垛,或在相对密封的情况下进行贮存。对已开启使用的物料,应在短时间内用完,对余留部分也应加以密封保存。对于具有不同含水量的物料,特别是高含水量的物料和易霉变的原材料,在不同季节特别是霉雨季节,对SDA或其复合物都有一个相应的最低添加量和保鲜期限,需在实践中加以总结和掌握,以便获得较大的商业效益。

4.5 双乙酸钠的使用标准

双乙酸钠(又名二醋酸钠) sodiumdiacetate

CNS号 17.013 INS号 262ii

功能防腐剂

食品分类号	食品名称	最大使用量/(g/kg)	备注
04.04.01.02	豆干类	1.0
04.04.01.03	豆干再制品	1.0
06.01	原粮	1.0
06.05.02.04	粉圆	4.0
07.02	糕点	4.0
08.02	预制肉制品	3.0
08.03	熟肉制品	3.0
09.04	熟制水产品(可直接食用)	1.0
12.0	调味品	2.5
12.10	复合调味料	10.0
16.06	膨化食品	1.0

4.6 其他用途

双乙酸钠可用作兽药,用来控制和治疗火鸡等的出血性肠炎,防治仔猪拉痢。作为有机合成中间体,双乙酸钠还可用于水杨酸与醋酐反应制备香豆素,用作医药行业的螯合剂,化学行业的缓冲剂,饮料中的酸味剂,染料行业的媒染剂及机械行业的电镀添加剂等。

第6章 SDA的市场前景

随着粮食产量的增加,人们对食品卫生质量要求的提高和广大农村、乡镇及个体饲养业的蓬勃发展,双乙酸钠的需求量将会得到更大的拓展。2010年我国饲料产量将达到1亿t,那时仅该行业就需双乙酸钠30万t左右。目前我国仅有山东金泰集团、江苏索普集团、成都东方集团、上海化学试剂总厂、浙江杭州群力营养源厂、辽宁化工研究院、河南新乡市石油化工厂等20余家企业生产双乙酸钠,总生产能力5 000 t/a,但是生产规模普遍偏低,一般为300 t/a,总产量仅2 000 t/a左右,远远满足不了市场需求,与我国这样一个人口大国和产粮大国的地位很不相称。双乙酸钠不仅在饲料、食品和粮食的防霉方面应用较广,而且在医药、轻工、化工等领域的消费量也将随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高而逐年增加。因此,双乙酸钠具有良好的经济效益和社会效益,是一种极具发展前景的精细化工产品,其市场容量和潜力巨大,开发前景十分广阔,它的生产和应用必将出现一个崭新的局面。

第7章结束语

从我国的国情出发,我们需要认真考虑和解决在防腐防霉保鲜技术领域中出现的新课题。我国是一个产粮大国,每年都有大量的粮食谷物需要贮存保管。由于贮存条件的不完善或疏于管理,造成粮食的霉烂变质数字惊人;随着农业基础的加强与发展,大规模的机械化联合收割作业正在兴起,在收获季节若遇上连绵阴雨天气,对所收获的大量高含水量的粮食谷物如何贮存处理就是一个新课题;产粮大省对中西部贫困缺粮地区的支援,大量的粮食谷物在长途运输过程中可能发生霉变,为避免这种损耗就需要采用一定的防霉保鲜措施。近年来我国的饲料工业发展也很快。1995年国内混配饲料总产量达到4858万吨,若其中有10%的混配饲料使用SDA进行防霉保鲜处理,按使用量0.3%计,每年就需要SDA1.46万吨;随着养殖业的工厂化,尤其广大农村、乡镇及个体饲养业的蓬勃发展,为充分利用当地的大量青贮饲料资源,需要高效防霉保鲜剂,同时提高饲料的适口性及其生物效价,降低养殖成本,以获得更大的经济效益,有利于饲养业的扩大再生产。随着国人自我保健意识的增强和对食品卫生质量要求的提高,其中对食品的防腐保鲜就显得愈加突出。此外,在染料、轻工、化工等工业领域内对SDA也有较大的需求量。基于上述状况,人们正在寻求一种高效、安全、低成本的防腐防霉保鲜剂及其相应的更为科学的新技术方法,而开发生产和大规模应用SDA对促进我国食品工业、粮食谷物和饲料工业的生产、贮存与运输具有重要意义。目前,广西轻工业研究院正在深入进行SDA的开发生产和较大规模的应用工作。

参考文献

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