例如，对于酸性防腐剂，主要的抑菌作用是由分子态形式完成的，这种分子态形式的数量常因环境pH值的不同而变化（图2-5）。要使酸性防腐剂发挥抑菌效果，必须使其分子态（未解离态）比例达到50%以上。而不同的食品，其pH值也不相同，这样就会对酸性防腐剂的抑菌效果产生影响。根据图2-5可知，苯甲酸应在pH≤4、山梨酸应在pH≤5的环境中使用才有效。
此外，还要了解食品的基本特性，防止与防腐剂发生相互作用。如一些食品中含有CO2或需要生成CO2，如饼干等，这类产品中不宜使用丙酸钙作为防腐剂。因为膨松剂产生的CO2后与丙酸钙作用生成CaCO3，从而降低CO2的生成量，导致疏松度下降。
5.必须掌握防腐剂的毒理学安全性和使用规则
在我国，每一种允许使用的食品防腐剂都已经过了严格的毒理学评价：首先要通过动物实验确定其对受试动物不显示任何毒副作用的最大摄入量，这个量称为“最大无作用剂量”；然后，再将这个最大无作用剂量缩小100倍，定为人的每日允许摄入量（ADI）；最后，再根据各国人民生活习惯规定出某种食品防腐剂可以添加的食品种类及其最大添加量。
我国对防腐剂的使用有着严格的规定，明确规定防腐剂应该符合以下标准：
①合理使用对人体健康无害；
②不影响消化道菌群；
③在消化道内可降解为食物的正常成分；
④不影响药物抗菌素的使用；
⑤对食品热处理时不产生有害成分。
此外，GB2760《食品添加剂使用标准》对防腐剂的添加范围和添加量都有严格的规定。
抑制食品的氧化变质
在食品品质的劣变过程中，氧化起着一个很重要的作用，尤其是对油脂产品或含油脂的食品来说更为重要。氧化除了可使食品中的油脂酸败之外，还会使发生各种变化。这些变化几乎都朝着食品品质劣变的方向发展，如食品褪色、褐变等，引起食物中毒。因此，如何防止食品的氧化已成为现代食品工业中的一个重要课题。
一、食品的氧化变质
食品的氧化变质包括油脂及含油食品的氧化酸败、食品的氧化变色以及维生素的破坏等过程，这些变化最终导致食品的外观、风味和营养价值遭到破坏，甚至还会由于氧化而产生一些有害的物质。
1.油脂和含油食品的氧化酸败
油脂和含油食品的氧化酸败是食品中非常重要的氧化反应，整个过程分为不饱和脂质氧化成相应的氢过氧化物、氢过氧化物分解、聚合成挥发性组分和不挥发性组分，即：
不饱和脂质（A）O2过氧化脂质（B）不挥发组分（C）挥发组分（D）这一过程是一个动态平衡，在不饱和脂质氧化生成氢过氧化物的同时，也在进行着氢过氧化物的分解与聚合，当氢过氧化物的浓度达到一定值时，分解与聚合的速率也地增大（图2-6）。
2.食品的氧化褐变
食品的氧化褐变是食品中的酚类物质在多酚氧化酶（Polyphenoloxidase，PPO，邻-二酚氧化还原酶，EC11031）的催化下氧化成醌，继而聚合生成类黑素的反应，又称酶促褐变（Enzymaticbrowning）。
3.维生素的氧化破坏
食品中的许多维生素极易受氧化而破坏，特别是维生素C。
维生素C的氧化涉及两个电子转移历程或一个双电子反应，基本反应式如下：
二、油脂氧化的机理
油脂的氧化有三种形式：①自动氧化；②光敏氧化；③酶促氧化。不论何种途径，油脂氧化后最终会产生氢过氧化物（ROOH），其可以分解成不同的自由基，继而损害食品的品质。
1.油脂的自动氧化
油脂的自动氧化遵循自由基链式传递机制，包括三个阶段：
①引发阶段：
RH→R·+·H
②传递阶段：
R·+O2→ROO·
ROO·+RH→ROOH+R·
③终止阶段：
ROO·+R·→ROOR
R·+R·→R—R
其中，诱导阶段直接决定着油脂的氧化速度和程度。而在一般情况下，油脂（RH）直接生成自由基R·和H·的可能性相当小。因此，需要诱发剂（如光、酶和金属离子等）启动或诱导自动氧化反应，其中变价金属起着重要的作用。
变价金属离子是一类重要的催化剂，其可以在ppm（1ppm=10-6）水平诱导脂质自由基（R·）的产生或加速氢过氧化物（ROOH）的分解：
Mn++RH→M（n+1）++H++R·
Mn++ROOH→M（n+1）++OH-+RO·
Mn++ROOH→M（n+1）++H++ROO·
在无变价金属存在时，RH与氧生成R·和ROO·的活化能为146kJ/mol，而当变价金属存在时，RH与氧生成R·和ROO·的活化能则变为-60kJ/mol。由此计算可得，变价金属存在时生成自由基的速度常数为无变价金属时的41×1036倍。
2.油脂的光敏氧化
油脂的光敏氧化是单线态氧通过环氧加成反应机理与不和脂肪酸直接生成氢过氧化物的反应。
RHCCHCHR+1O2RHCCHCHROOH
氧在基态时为三线态，即未成对电子的角动量分为三部分。如上所述，RH不能直接与基态氧反应生成过氧化物，需要催化剂的参与。
叶绿素和肌红蛋白是不同于变价金属的一类催化剂，它们能够在活化后将能量传递给基态氧使之变成单线态氧，因而称作光敏剂：
hv
SenSen*
Sen*+O2→1O2
3.油脂的酶促氧化
除化学氧化外，油脂还可以在酶的催化下发生氧化反应。催化油脂氧化的酶为脂肪氧合酶（Lipoxygenase，LOX），它是以Fe作为辅助因子的，活化时，Fe2+转变为Fe3+。催化过程为：
LOX从底物1，4戊二烯体系夺取氢原子，氧化氢原子成质子；戊二烯自由基结合到酶上，重排成共轭二烯体系，然后接受氧；形成的过氧化自由基被酶还原，打接受质子，释放出氢过氧化物。
RCH2CHCHCH2CHCHR+O2RCH2CHCHCHOOHCHCHR
三、油脂氧化的抑制
1.油脂氧化抑制机理
如前所述，不论是何种途径，油脂氧化后都会产生氢过氧化物，随后氢过氧化物分解产生自由基，从而进入自动氧化酸败的自由基链式反应。因此，阻止氧化酸败的最有效手段就是消除自由基。能够抑制或延缓油脂氧化的物质称为抗氧化剂，通常是提供氢原子而显示抗氧化能力的，即：
AH+R·→AH+A·
ROO·+AH→ROOH+A·
式中，AH为抗氧化剂。抗氧化剂向自由基提供氢原子后，生成的抗氧化剂自由基A·不能参与链式传递，或自身形成二聚体，或与过氧化自由基ROO·结合形成稳定的化合物：
A·+A·→A—A
ROO·+A·→ROOA
供氢消除自由基是最重要的抗氧化机理，除此之外，还有另一类抗氧化机理，即通过螯合金属离子而延长油脂氧化的诱导期，从而延缓油脂的氧化。如柠檬酸、EDTA、植酸、磷酸盐等。
2.抗氧化剂的效力
抗氧化剂的抗氧化效力是指抗氧化剂对氧化反应的抑制能力。即，添加抗氧化剂后，使油脂稳定性延长的能力。
（1）确定油脂氧化稳定性的两种方法：
①活性氧法（ActiveOxygenMethod，AOM）。AOM广泛用于在试验温度下为液体的油脂，而不应用于固体原料。在AOM试验中，空气以气泡通往加热的试验样品，以加速氧化缩短试验时间。定期分析，确定过氧化值达到酸败点的时间。该酸败点对于动物脂为20meq/kg，植物油为70meq/kg。
②烘箱贮藏试验（OvenStorageTests，亦称SchaalOvenTest）。烘箱贮藏试验是在高温烘箱中进行的简单的贮存试验，通常的试验温度为628℃。通常定期评价风味，也进行化学分析，以确定达到酸败点的时间。
（2）评价抗氧化剂效力的三个指标：
（1）稳定因子F。稳定因子用添加抗氧化剂前后油脂达到酸败点的时间比来衡量：
F=IPinhIP0
式中，IPinh和IP0分别是添加抗氧化剂后和未添加抗氧化剂的油脂氧化的诱导期（即达到酸败点的时间）。
显然，F越大，抗氧化效力越高。
（2）IC50°IC50是指对氧化反应的抑制率达到50%所需的抗氧化剂浓度。在一定浓度范围内，抗氧化剂的效力与其浓度之间存在着线性关系，可以根据这种关系求出IC50值。具体地，取不少于4个浓度的抗氧化剂溶液，分别测定其氧化抑制率，通过回归计算求出抑制率（L）与抗氧化剂浓度（C）之间的关系，即I=aC+b，式中，a，b分别为回归系数。要求该回归方程的R2不小于093，则有IC50=50-ba。
根据定义，IC50值越小，抗氧化能力越强。
（3）氧化速率比（OxidantionRateTatio，ORR）。
ORR=WinhW0
式中，Winh和W0分别是添加抗氧化剂后和未添加抗氧化剂的油脂氧化速率。
在以上参数中，F和IC50反映了抗氧化剂的有效性，而ORR则反映了抗氧化剂强度的倒数。ORR越低，抗氧化剂效力越强。
3.抗氧化剂的构效关系
抗氧化剂的主要作用机理是供氢以消除自由基，其活性或效力主要取决于两个方面：一是抗氧化剂的供氢能力；二是形成的抗氧化剂自由基的稳定性。
有多种理论描述抗氧化剂的供氢能力。
