尼泊金酯(对羟基苯甲酸酯,分子式P)HOC6H4CO2R)是一类低毒高效防腐剂,已被广泛用于食品、饮料、化妆品、医药等许多方面,仅在化妆品行业全国每年的需求量就达50t以上。尼泊金乙酯、丙酯,也是世界上用量较大的防腐剂,它具有高效、低毒、广谱、易配伍的优点。对羟基苯甲酸酯类除对真菌有效外,由于它具有酚羟基结构,所以抗细菌性能比苯甲酸、山梨酸都强。剂相比,尼泊金酯的防腐效果不易随pH值的变化而变化。尼伯金庚酯作为含酒精饮料的防腐剂具有用量小、防腐效果好、毒性小优点,其小白鼠口服LD50\12500mg/kg,黑鼠口服LD50\31600mg/kg。在啤酒中使用浓度为8-12ppm即可有效防止造成啤酒变质的酵母菌、乳酸杆菌等各种细菌的发育。用量仅为正丁酯的十五分之一,国外60年代就已在啤酒和清酒中使用[3]。一般都是将几种酯混合在一起使用,不仅可以提高溶解度,还由于它们之间存在协同作用,所以具有更好的防腐能力。国内外大量的实际应用中也证实了复配的尼泊金酯比单一尼泊金酯的抑菌效果强。尼泊金酯与苯甲酸钠混合使用时为协同作用而非拮抗作用。
对羟基苯甲酸酯类均可用于脂肪制品、乳制品、鱼制品、肉制品、饮料、糖果。但在成品中的浓度一般为0.05%以下。我国GB2760-1996规定:对羟基苯甲酸乙酯用于酱油、酱料,最大使用量为0.25g/kg;用于食醋,最大使用量为0.10g/kg;用于糕点馅为0.50g/kg(单独或混用总量):蛋黄馅为0.20g/kg;用于果蔬保鲜为0.012g/kg;碳酸饮料为0.20g/kg[2]。
我国台湾省5食品添加剂使用范围及用量标准6规定:对羟基苯甲酸乙酯、丙酯、丁酯、异丙酯、异丁酯,以对羟基苯甲酸计,总的最高用量,酱油为0.25g/kg以下,醋、不含二氧化碳的饮料为0.1g/kg以下:水果及果蔬外皮为0.012g/kg以下。并且规定对羟基苯甲酸酯类,混合使用时,按对羟基苯甲酸的总量计算不得超过标准用量。
日本一般使用丁酯,(1992)(以对羟基苯甲酸计,括号内为折合成本品的量)规定:酱油0.25g/L(0135g/L)、食醋0.1g/L(0.25g/L);清凉饮料及糖浆0.1g/kg(0.14g/kg);水果调味酱0.2g/kg(0.28g/kg);果蔬0.012g/kg(0.016g/kg)。
美国将对羟基苯甲酸庚酯在小规模范围内用于啤酒防腐,即防止啤酒在贮存期酵母菌和细菌的活动,使用量为8~12g/1000L,约相当其溶解度。添加时首先将对羟基苯甲酸庚酯溶于碱溶液或溶于丙二醇中,然后加入啤酒中。也有报道用对羟基苯甲酸丙酯和庚酯混合使用作酒类的防腐剂。为了防止酒精饮料变质,通常采用低热杀菌或瞬间杀菌对啤酒进行处理以保持其味道和香气,但这个过程也有明显的缺点,就是这个温度下啤酒的老化很快,使得啤酒有老化的味道。而用尼泊金庚酯作为啤酒防腐剂可以不用加热,使得啤酒可以在0e温度下包装和运输,而且在这个温度下不会老化。用尼泊金庚酯防腐的另一个优点是减少了大量的酒瓶破裂和由于高温造成的酒瓶内的压力所造成啤酒的损失,而这些损失占到整个生产成本的0.5%。一般生啤保鲜期为7天,加入尼泊金庚酯防腐剂后其保鲜期可延长至18周。另外,加入复合剂可保持啤酒很好的泡沫和冷却稳定性。
大多数国家允许将对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丁酯用作食品防腐剂。一般都是将不同的酯类混合使用,也可与苯酸等混合使用,取其协同作用,以提高防腐效果。由于对羟基苯甲酸酯类溶于氢氧化钠溶液而形成对羟基苯甲酸酯钠,水溶性增高,但储藏稳定性降低。
尼泊金酯抑菌作用随着醇烃基碳原子数的增加而增加,如尼泊金辛酯对酵母菌发育的抑制作用是丁酯的50倍,比乙酯强200倍左右;而在水中的溶解度则随着醇烃基的碳子数增加而降低;另外,碳链愈长,毒性愈小,用量愈少。通常的作法是将几种产品混合使用,以提高溶解度,并通过增效作用提高其防腐能力。国内生产厂家的产品都是一些低碳酸酯,如尼泊金甲酯、乙酯、丙酯与丁酯等,对一些长链酯,加庚酯、辛酯、壬酯等,国内尚未生产。因此,对该类产品的系列化研究非常重要。目前,在精细化工领域中研究、开发新型尼泊金酯异常活跃,根据我国今后精细化工的发展方向,预计尼泊金酯类将会有很大发展。对羟基苯甲酸酯类的作用机制基本上与苯酚类似,它可破坏微生物的细胞膜,使细胞内蛋白质变性,并抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性。对羟基苯甲酸酯类的抑菌活性主要是分起作用,但是由于其分子内的羧基已经酯化,不再电离,所以它的抗菌作用在pH4~8范围内均有很好的效果。