基本介紹
- 中文名：還原性漂白劑
- 原理：還原反應
介紹,分類,漂白劑的作用機理,主要種類,漂白方法,二氧化硫,無水亞硫酸鈉,亞硫酸鈉,焦亞硫酸鈉,其他還原漂白劑,硫磺,焦亞硫酸鉀,亞硫酸氫鈉,低亞硫酸鈉,注意事項,
介紹
分類
漂白劑的作用機理
還原性漂白劑是利用色素受還原作用而褪色，以達到漂白目的。有機物的顏色是由其分子中所含的發色基產生的。發色基都含有不飽和鍵，還原漂白劑釋放氫原子可使發色基所含的不飽和鍵變成單鍵，有機物便失去顏色。有些食品的褐變是由三價鐵離子的存在引起的，加入還原漂白劑可使三價鐵離子變成二價鐵離子，防止食品褐變。
氧化性漂白劑是利用色素受氧化作用而分解褪色達到漂白目的。
主要種類
列入我國GB2760中的漂白劑全部是以亞硫酸製劑為主的還原性漂白劑，其作用比較緩和，但是被其漂白的色素物質一旦再被氧化，可能重新顯色。
亞硫酸鹽都能產生還原性亞硫酸，亞硫酸被氧化時，能將有色物質還原而呈現漂白作用。亞硫酸鹽對花色素苷褪色作用明顯，類胡蘿蔔素次之，而葉綠素則幾乎不褪色，即以紅、紫色褪色效果最好，黃色次之，綠色最差，其漂白作用的有效成分為SO2。
漂白方法
常用的漂白方法有氣熏法(SO2)、直接加入法、浸漬法。
二氧化硫
二氧化硫也稱亞硫酸酐。分子式SO2,相對分子質量為64.07。
二氧化硫是由燃燒硫磺或黃鐵礦而製得。
二氧化硫在常溫下是一種無色的氣體，有強烈的刺激臭，有窒息性。熔點-76.1°C,佛點-10°C,-10°C時冷凝成無色液體，其液體的相對密度為1.46，氣體相對密度為空氣的2.263倍。易溶於水與醇。對水的溶解度為22.8%(0°C),5%(50°C)。二氧化硫溶於水，一部分與水化合成亞硫酸。亞硫酸不穩定，即使在常溫下，如不密封，亦容易分解:當加熱時會迅速地分解而放出二氧化硫。
二氧化硫是一種有害氣體，在空氣中濃度較高時，對於眼和呼吸道黏膜有強刺激性。如1L空氣中含數毫克可因“聲門”痙攣窒息而死。
對二氧化硫的使用標準建議:在葡與酒、果酒中最大使用量0.25g/kg,殘留量不得超過0.05g/kg。
我國規定二氧化硫在車間空氣中的最高允許依度為20mg/m。
無水亞硫酸鈉
製法
硫磺燃燒
↓
無水亞硫酸鈉為白色粉末或小結晶。易溶於水，微溶於乙醇,對水溶解度為:13.9%(0°C),28.3%(80°C)。在空氣中徐徐氧化成為硫酸鹽，但比含結晶水的穩定，其與酸反應產生二氧化硫。具有強烈的還原性。水溶液呈鹼性，1%水溶液的pH為8.4-9.4。由於亞硫酸鈉呈鹼性，適用於漂白後水洗的食品，水果蔬菜等是酸性，如不調節pH不能直接使用。
毒性參照結晶亞硫酸鈉。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96)對亞硫酸鈉的使用標準規定如下:對葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、液體葡萄糖.糖果.竹筍藤菇及轉菇罐頭、葡萄、黑加侖濃縮果汁最大使用量為0.60g/kg;對蜜餞的最大使用量為2.0g/kg。漂白後,竹筍蘑菇及囀菇罐頭的二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg，食糖的二氧化硫殘留量不超過0.1g/kg,液體葡萄糖的二氧化硫殘留量不超過0.2g/kg,蜜餞、葡萄、黑加侖依縮汁的二氧化硫殘留量不超過0.05g/kg。
使用亞硫酸的方法有浸漬法和添加法兩種。浸漬法是將果實或蔬菜浸在0.2%~0.6%的亞硫酸鈉溶液中，再乾制，可防止果蔬的褐變。添加法是在果汁中添加0.05%的亞硫酸鈉，即可防止果汁顏色的變化。以櫻桃的漂白為例。櫻桃的鮮紅色為大多數人所喜愛。但是，採摘後的櫻桃顏色不一，有的鮮紅、有的色淡。為了得到均一的鮮紅色櫻桃，一般將它先漂白，然後染色。在實際生產中，染色櫻桃漂白液配方是:亞硫酸鈉7.7kg、乙酸2.7kg.氟化鈣3.2kg、水380kg。此配方在使用時需將溶液的pH調節至3.5以上。
亞硫酸鈉
亞硫酸鈉又稱結晶亞硫酸鈉。分子式Na2SO3·7H2O,相對分子質量252.16。
亞硫酸鈉
亞硫酸鈉的製法，是將碳酸鈉溶液加熱到40°C通入二氧化硫，飽和後再加入等量的碳酸鈉溶液，在避免與空氣接觸的情況下結晶製得。
亞硫酸鈉為無色至白色的單斜晶繫結晶。易溶於水，微溶於乙醇。對水的溶解度為:32.8%(0°C)、169%(40°C)。在空氣中徐徐氧化成硫酸鹽。與酸反應產生二氧化硫，在150°C失去結晶水。水溶液呈鹼性，1%水溶液的pH為8.3~9.3。
亞硫酸鈉毒性為小白鼠靜脈注射LD50:175mg/kg(以SO2計)。經大白鼠1~2年試驗,在飼料中含亞硫酸鈉0.05%(以SO2計)以下者，未呈現毒性作用:但加0.1%(以SO2計)者，則發生多發性神經炎與骨髓萎縮等症狀，對成長有障礙作用。
ADI為0~0.7mg/kg(二氧化硫和亞硫酸鹽總的評價，以SO2計)。
亞硫酸鈉的使用可參照無水亞硫酸鈉。
日本國立癌中心研究所證實，飲用咖啡時加進一點亞硫酸鈉，可以清除與直接致癌有重要的變異原。
焦亞硫酸鈉
焦亞硫酸鈉為白色結晶或粉末，有二氧化硫的臭氣。易溶於水與甘油，微溶於乙醇，對水的溶解度為:30%(常溫)，50%(100°C)。1%水溶液pH為4.0~5.5↓在空氣中放出二氧化硫而分解。具有強烈的還原性。
焦亞硫酸鈉的毒性可參照亞硫酸鈉。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96),對焦亞硫酸鈉的使用標準規定:對葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、糖果、液體葡萄糖、蜜餞類、餅乾、竹筍、蘑菇及蘑菇罐頭最大使用量為0.45g/kg。殘留量參照無水亞硫酸鈉，對餅乾的二氧化硫殘留量不超過0.1g/kg。
焦亞硫酸鹽類不穩定，但臭味較小，價格低，常用於水果、蔬菜的漂白。目前，蘑菇護色多用本品溶液，一般在產地收購時，將鮮啟菇及時用含焦亞硫酸鈉0.03%的水溶液浸泡兩次，每次1-2min,然後浸泡在加蓋的木桶中運回工廠，再用0.07%-0.1%檸檬酸預煮5~7min,這樣處理後的藤菇色澤和風味俱佳。
其他還原漂白劑
硫磺
硫磺為黃色或淺黃色晶粒、片狀或粉末。容易燃燒，燃燒時產生二氧化硫。不溶於水，稍溶於乙醇和乙醚，溶於二硫化碳、四氯化碳和苯等有機溶劑。
硫磺可由天然硫礦中製取，也可由加熱黃鐵礦製得，或由含硫天然氣、石油廢氣燃燒回收。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760-96)對硫磺的使用規定:使用範圍是乾果、乾菜、冬粉、蜜餞類、食糖，只限用於熏燕，不準直接加入食品;在蜜餞中殘留量不得超過0.05g/kg,在食糖、冬粉及其他品種中的殘留量不得超過0.1g/kg。
其漂白方法是氣熏法。熏硫可使果片表面細胞破壞，促進乾燥，同時由於二氧化硫的還原作用，可破壞酶的氧化系統，阻止氧化作用，使果實中單寧物質不被氧化而變成棕褐色。對果脯，蜜餞來說可以使成品保持淺黃色或金黃色。對一般果蔬乾製品來說也同樣防止褐變。熏硫還可以保存果實中維生素C。此外，由於二氧化硫溶於水成為亞硫酸，有抑制微生物的作用，同時達到了防腐的目的。熏硫室中二氧化硫的濃度一般為1%-2%，有時高達3%。1t切分果實原料，約需3~4kg硫磺(依果實品種、成熟度、熏房的大小不同，熏硫時間有所不同)一般熏硫時間30~60min,最長可達3h,主要由果實的大小和性質而定。例如塊狀蘋果用熏硫法時，可燃燒硫磺30g,維持30min,熏箱容積約1m,空氣中含二氧化硫量約1%，放人五盤(盤長60cm、寬36cm)，每盤約放切開蘋果1.5kg。
熏硫時應注意以下幾點:
①要熏硫的食品應切成片再置於密閉室內，以增加熏硫時接觸的表面積。②掌握合適的硫磺用量。其量除與熏硫室的大小有關外，通常為0.1%一0.4%，即1kg食品需要用1~4g硫磺。
③掌握合適的溫度。溫度過高硫會直接升華，附著在食品表面，結果使食品有很重的硫磺味，並使食品呈黃色外觀。
④掌握合適的時間。熏硫時間依果實品種、成熟度、熏房的大小以及熏硫物多少而定，一般約為30~60min,最長可達3h。
⑤熏硫室要嚴密，但要求通風良好。因二氧化硫是一種有害的氣體。在空氣中濃度較高時，對眼睛和呼吸道黏膜有強烈刺激性。
焦亞硫酸鉀
焦亞硫酸鉀又稱偏亞酸鉀，分子式K2S2O5。焦亞硫酸鉀為單斜晶系白色結晶，在190°C分解，溶於水，難溶於乙醇，溶解度在100mL水(20°C)中44.9g，pH3.4~3.5(1%水溶液)。在空氣中漸漸氧化為硫酸鹽。遇酸分解放出二氧化硫，還原性強。
焦亞硫酸鉀的製法，是將二氧化硫氣體通入碳酸鉀溶液中，生成酸性亞硫酸鉀，脫水製成偏亞硫酸鉀。
本品及其製劑，一般不用於芝麻、豆類、蔬菜，除此之外，在食品中使用時，每千克以二氧化硫計殘存量不得超過下列各值:乾果(葡萄乾除外)0.2g，明膠0.5g，糖漿、豆腐、醃漬除核櫻桃(砂糖或糖漿漬)0.3g，果酒0.35g,稀釋為5倍以上飲用的天然果汁0.15g,甜豆、煮豆0.1g,蝦仁0.1g,變性澱粉0.9g。
焦亞硫酸鉀的毒性為兔口服LD50以SO2計為600~700mg/kg。
亞硫酸氫鈉
亞硫酸氫鈉又稱重亞硫酸鈉，分子式NaHSO3為白色或黃白色結晶或粗粉，有二氧化硫氣味，在空氣中緩慢氧化成硫酸鈉，受熱分解，遇無機酸分解產生二氧化硫。易溶於水，微溶於乙醇。1%水溶液的pH為4.5~5.5。其有效二氧化硫含量為61.59%。
亞硫酸氫鈉是二氧化硫氣體與碳酸鈉飽和溶液反應後，經結晶、脫水乾燥得。
我國食品添加劑使用衛生標準(GB2760—96)對亞硫酸氫鈉的使用標準規定如下:對蜜餞、乾果、乾菜、冬粉、葡萄糖、食糖、冰糖、飴糖、液體葡苟糖、糖果、竹筍、蘑菇及蘑菇罐頭最大使用量為0.45g/kg;對薯類澱粉的最大使用量為0.20g/kg。漂白後，竹筍、磨菇及藤菇罐頭的二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg,液體葡萄糖的二氧化硫殘留量不超過0.2g/kg，蜜錢的二氧化硫殘留量不超過0.05g/kg，薯類澱粉二氧化硫殘留量不超過0.03g/kg,食糖、冬粉及其他品種的二氧化硫殘留量不超過0.1g/sg。
低亞硫酸鈉
低亞硫酸鈉俗稱保險粉,又稱連二亞硫酸鈉。本品為白色至灰色結晶粉末，無臭或稍有二氧化硫特異臭。極不穩定，易氧化分解，受潮或露置空氣中會失效。並可能燃燒。加熱則更易分解，至190C時可發生爆炸。易溶於水，不溶於乙醇。本品是亞硫酸鹽類中還在食品加工中，可作為漂白劑、催熟劑和麵團調節劑。用於麵包等小麥粉製品。但由於它是強氧化劑，應避免觸及皮膚及眼睛。
注意事項
還原性漂白劑是亞硫酸類物質，各種亞硫酸類物質中含有的有效二氧化硫含量不同。最好採用現配現用的方法，以防止亞硫酸鹽不穩定而揮發。
食品中如存在金屬離子時，可將殘留的亞硫酸氧化;而且金屬離子還能使還原的色素氧化變色。從而降低漂白劑的效力。所以在生產時，不要混人鐵、銅、錫及其他重金屬離子，同時為了除去食品或水中原來含有的這些金屬離子，可以同時使用金屬螯合劑。
用亞硫酸鹽類漂白的物質，由於二氧化硫消失容易複色，所以通常在食品中殘留過量的二氧化硫，但殘留量不得超過標準。由於食品的種類不同，使用量和殘留量也不一樣。高殘留量的食品有二氧化硫的臭味，影響口感和產品性狀，對後添加的香料、色素和其他添加劑也有影響。使用時，要充分考慮這些因素。
亞硫酸不能抑制果膠酶的活性，會有損於果膠的凝聚力。此外亞硫酸滲入水果組織後，加工時若不把水果破碎，只用簡單的加熱方法是較難除盡:二氧化硫的，所以用亞硫酸保藏的水果只適於製作果醬、乾果、果酒、蜜餞等，不能作為整形罐頭的原料，對此必須加以注意。另外，如用二氧化硫殘留量高的原料制罐頭時，罐體腐蝕嚴重(鐵罐)，並由此而產生大量的硫化氫。這一點更應注意。
亞硫酸鹽能破壞硫胺素，故不易用於魚類食品。
亞硫酸鹽易與醒、酮、蛋白質等反應。
