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防腐剂到底安不安全

2019-06-13

防腐剂到底安不安全

回形针  孟心一

[摘要]我们处在一个缓慢腐烂的世界里。所有动物、植物在死亡的一瞬间就开始被微生物分解。



这是一块刚刚宰杀的新鲜猪肉,色泽红润,肥瘦均匀。同时,还有你肉眼看不见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等微生物。在常温下只要 1~2 天,这些微生物就可以成指数倍增,将这块肉的蛋白质分解,进一步产生甲胺、尸胺等腐败胺类,生成硫化氢、甲烷、氨等物质,流出黏液、发出恶臭。

你吃下的绝大多数食物,都由含碳的有机物构成,而这些有机物,为微生物提供了丰富的营养。那么,我们要采取什么样的手段,才能最大限度地保证食物新鲜,延缓食物腐烂?

延缓食物的腐烂,最根本的方法就是抵御或者杀死微生物。

微生物很脆弱,繁殖依赖空气、水、合适的温度和酸碱度。只要破坏这些环境,就能抑制微生物的繁殖。

传统的方法有腌渍、发酵、干燥等,将这块肉用大量的盐、酱油腌制,并通过烟熏或风干的方式减少水分,就可以将保存期限延长到半年以上。

而对于水果,则可以浸泡在糖水并密封在金属罐头中,高糖液体会破坏微生物的渗透压,而密封的罐头则阻断了好氧微生物的呼吸,同样可以保存数年的时间。

但是,这些传统的防腐手段往往伴随着食物的营养成分流失,更重要的是,还会破坏食物的本来味道。

为了让食物在被拆开包装前保持风味和品质,就需要寻找到只要少量添加就可以有效抑制细菌繁殖的成分。

今天,在各种包装食品配料表上,总会出现带有山梨酸、苯甲酸、丙酸等字样的、看起来并不像调味品的化合物,这些化合物就是防腐剂。


以最常见的苯甲酸钠为例,在酸性环境下只需要添加浓度 0.015% 的苯甲酸钠,就会开始起效。它转化出苯甲酸,通过结合在霉菌、细菌等微生物的细胞膜的脂质上,阻碍这些微生物通过细胞膜吸收食物中的氨基酸。

只要将这个浓度增加到 1%,对菌丝生长的抑制效果就可以达到 97% 以上。不过,苯甲酸钠一般在酸性环境下才会发挥作用,因此它不会出现在牛奶、坚果这类碱性食物中。

并且,在被你吃下的 9~15 小时内,苯甲酸就会在肝脏中和甘氨酸合成马尿酸,最终通过肾脏从尿液里排出,不会在你体内积蓄。

国家卫生计生委发布的《食品添加剂使用标准》中,允许了类似的 26 个类型,共 32 种防腐剂的使用,它们能被添加在各种类型的食品中。

这么多种防腐剂,我们又该如何验证它们的安全性?


由于不能直接在人身上进行实验,1927 年,J.W. Trevan 提出了半数致死量(LD50),通过观察小白鼠的死亡来估测药物的毒性。


首先,找到一群身体状态相同的健康小白鼠,以 2~3 只为一组,通过摸索得出使小白鼠全部死亡时的最小剂量 Dm,和小白鼠全部存活时的最大剂量 Dn。

接下来,将更多的健康小白鼠分为 5~8 组,每组小白鼠的数量要多于总组数。以 Dn 和 Dm 为区间,分别求取他们的对数值 Xn 和 Xm。

这是因为细菌的增长呈指数增加,所以和死亡率成线性相关的,正是摄入剂量的对数。


通过这个公式,也就是 Xm 和 Xn 的差除以组数减一,就能得到每组剂量间的对数差,从而确定每组小白鼠的给药量。

从 Dn 到 Dm,每组投递的药量递增,记录下每组的死亡数量,我们就可以通过公式计算出 LD50 的对数,从而获得苯甲酸钠的半数致死量,大约为 4070 mg/kg。相当于我们喂体重为 60 kg 的张甲木吃下整整 244 克苯甲酸钠后,他才有一半的可能性会死亡。

可以放心,《标准》中规定的苯甲酸及其钠盐的最大使用量,每公斤食物的允许添加量往往不超过 1 克。

我们可以简单地将这些防腐剂和食盐对比,食盐的半数致死量在 3000 mg/kg 左右,也就是说,与其担心防腐剂带来的安全风险,不如担心高钠饮食带来的健康问题。

但也有例外。比如《标准》中允许在肉类中使用的亚硝酸钠,其半数致死量仅为 85 mg/kg,而且在体内容易代谢成亚硝胺,诱发癌症。

但由于亚硝酸钠对致命性细菌肉毒梭状芽孢杆菌有极强的抑制作用,目前在肉类产品中还很难被替代。

同时,不只是半数致死量,我们还需要对大量小白鼠进行持续一生的毒性实验,获得动物最大无作用量 MNL 值,再用 MNL 值除以 100 到 500,才能得到人类一生连续而不致影响健康的每日最大摄入量 ADI 值。

正是因为食品工业不断地探索,才使得五花八门的食物能长时间保存,有机会被销往世界各地。在打开你的味蕾同时,也保证你吃得更安心。





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回形针  孟心一

[摘要]我们处在一个缓慢腐烂的世界里。所有动物、植物在死亡的一瞬间就开始被微生物分解。



这是一块刚刚宰杀的新鲜猪肉,色泽红润,肥瘦均匀。同时,还有你肉眼看不见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等微生物。在常温下只要 1~2 天,这些微生物就可以成指数倍增,将这块肉的蛋白质分解,进一步产生甲胺、尸胺等腐败胺类,生成硫化氢、甲烷、氨等物质,流出黏液、发出恶臭。

你吃下的绝大多数食物,都由含碳的有机物构成,而这些有机物,为微生物提供了丰富的营养。那么,我们要采取什么样的手段,才能最大限度地保证食物新鲜,延缓食物腐烂?

延缓食物的腐烂,最根本的方法就是抵御或者杀死微生物。

微生物很脆弱,繁殖依赖空气、水、合适的温度和酸碱度。只要破坏这些环境,就能抑制微生物的繁殖。

传统的方法有腌渍、发酵、干燥等,将这块肉用大量的盐、酱油腌制,并通过烟熏或风干的方式减少水分,就可以将保存期限延长到半年以上。

而对于水果,则可以浸泡在糖水并密封在金属罐头中,高糖液体会破坏微生物的渗透压,而密封的罐头则阻断了好氧微生物的呼吸,同样可以保存数年的时间。

但是,这些传统的防腐手段往往伴随着食物的营养成分流失,更重要的是,还会破坏食物的本来味道。

为了让食物在被拆开包装前保持风味和品质,就需要寻找到只要少量添加就可以有效抑制细菌繁殖的成分。

今天,在各种包装食品配料表上,总会出现带有山梨酸、苯甲酸、丙酸等字样的、看起来并不像调味品的化合物,这些化合物就是防腐剂。


以最常见的苯甲酸钠为例,在酸性环境下只需要添加浓度 0.015% 的苯甲酸钠,就会开始起效。它转化出苯甲酸,通过结合在霉菌、细菌等微生物的细胞膜的脂质上,阻碍这些微生物通过细胞膜吸收食物中的氨基酸。

只要将这个浓度增加到 1%,对菌丝生长的抑制效果就可以达到 97% 以上。不过,苯甲酸钠一般在酸性环境下才会发挥作用,因此它不会出现在牛奶、坚果这类碱性食物中。

并且,在被你吃下的 9~15 小时内,苯甲酸就会在肝脏中和甘氨酸合成马尿酸,最终通过肾脏从尿液里排出,不会在你体内积蓄。

国家卫生计生委发布的《食品添加剂使用标准》中,允许了类似的 26 个类型,共 32 种防腐剂的使用,它们能被添加在各种类型的食品中。

这么多种防腐剂,我们又该如何验证它们的安全性?


由于不能直接在人身上进行实验,1927 年,J.W. Trevan 提出了半数致死量(LD50),通过观察小白鼠的死亡来估测药物的毒性。


首先,找到一群身体状态相同的健康小白鼠,以 2~3 只为一组,通过摸索得出使小白鼠全部死亡时的最小剂量 Dm,和小白鼠全部存活时的最大剂量 Dn。

接下来,将更多的健康小白鼠分为 5~8 组,每组小白鼠的数量要多于总组数。以 Dn 和 Dm 为区间,分别求取他们的对数值 Xn 和 Xm。

这是因为细菌的增长呈指数增加,所以和死亡率成线性相关的,正是摄入剂量的对数。


通过这个公式,也就是 Xm 和 Xn 的差除以组数减一,就能得到每组剂量间的对数差,从而确定每组小白鼠的给药量。

从 Dn 到 Dm,每组投递的药量递增,记录下每组的死亡数量,我们就可以通过公式计算出 LD50 的对数,从而获得苯甲酸钠的半数致死量,大约为 4070 mg/kg。相当于我们喂体重为 60 kg 的张甲木吃下整整 244 克苯甲酸钠后,他才有一半的可能性会死亡。

可以放心,《标准》中规定的苯甲酸及其钠盐的最大使用量,每公斤食物的允许添加量往往不超过 1 克。

我们可以简单地将这些防腐剂和食盐对比,食盐的半数致死量在 3000 mg/kg 左右,也就是说,与其担心防腐剂带来的安全风险,不如担心高钠饮食带来的健康问题。

但也有例外。比如《标准》中允许在肉类中使用的亚硝酸钠,其半数致死量仅为 85 mg/kg,而且在体内容易代谢成亚硝胺,诱发癌症。

但由于亚硝酸钠对致命性细菌肉毒梭状芽孢杆菌有极强的抑制作用,目前在肉类产品中还很难被替代。

同时,不只是半数致死量,我们还需要对大量小白鼠进行持续一生的毒性实验,获得动物最大无作用量 MNL 值,再用 MNL 值除以 100 到 500,才能得到人类一生连续而不致影响健康的每日最大摄入量 ADI 值。

正是因为食品工业不断地探索,才使得五花八门的食物能长时间保存,有机会被销往世界各地。在打开你的味蕾同时,也保证你吃得更安心。



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