天然防腐剂研究现状综述

天然食品防腐剂及其研究现状综述内容摘要:随着食品工业的不断发展，食品销售面越来越广。在生产、运输、销售、贮存的过程中，食品常会因各种因素造成腐败变质，从而给人们造成一定的损失，甚至影响人们的身体健康。食品防腐剂顺应食品防腐的需要而产生，被广泛应用于日常生活中，人们加强对防腐剂的认识尤为重要。本文介绍了我们身边不可或缺的那些食品防腐剂。最后，就食品防腐的安全性发表了自己的见解，对未来食品防腐的发展作了展望。通过本文的研究，希望读者对食品防腐剂有更深入的了解。关键字：防腐剂合成机理与应用天然防腐剂根据来源不同可分为三种类型：动物源天然防腐剂、植物源天然防腐剂、微生物源天然防腐剂。3.1动物源天然防腐剂常用的动物源天然防腐剂蜂胶、鱼精蛋白、壳聚糖等。3.1.1蜂胶蜂胶是蜜蜂从植物芽孢或树干上采集的树脂，混入其上腭腺的分泌物加工而成的具有芳香气味的胶状固体物[10]。呈棕黄色或黄褐色固体块状，遇热变软具粘性，特有芳香气味。蜂胶的成分极为复杂，主要含有70多个黄酮类化合物，同时含有维生素、矿物质、氨基酸等营养物质。蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分是蜂胶黄酮，比常用的二丁基羟基甲苯的抗氧化性能高2倍，使得蜂胶表现出很强的抗菌、抗氧化及强化免疫等作用。蜂胶可使被保鲜物表面形成一层及薄的膜，起到了阻氧、阻碍微生物、减少水分蒸发及营养损失的作用，其主要应用于油脂类食品的防腐和保鲜。Lim[11]等指出蜂胶液能阻止猪油和棕榈油氧化，防止肉制品脂肪氧化变质。3.1.2鱼精蛋白鱼精蛋白是一种碱性蛋白质，主要在鱼类（如蛙鱼、蹲鱼、鲱鱼等）成熟精子细胞核中作为和DNA结合的核精蛋白存在，具有无臭、无味、热稳定性好、安全无毒的特点。鱼精蛋白在中性和碱性的环境中有很强的抑菌能力。研究发现鱼精蛋白可与细胞膜中某些涉及运输或生物合成系统的蛋白质作用，使这些蛋白的功能受损，从而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。其主要应用于面制品、肉和肉制品、乳与乳制品等食品的防腐保鲜。3.1.3壳聚糖壳聚糖壳聚糖又叫甲壳素，是从蟹壳、虾壳中提取的一种多糖类物质[12]。是甲壳素脱乙酰的产物，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖来源于甲壳动物和昆虫的外骨骼，具有较强的抑菌作用。抑菌机理主要有以下几点：（1）在于它能够在物体表面形成半透膜，这层半透膜能够有效阻止病菌的侵入和生长。(2)壳聚糖直接与菌体DNA和mRNA作用。带有正电荷的壳聚糖与带有负电荷的DNA发生相互作用，影响RNA的转录和蛋白质的合成，从而实现抑菌的目的。(3)壳聚糖激活几丁质酶，达到抑菌的目的。(4)壳聚糖上的胺基起抑菌作用。(5)壳聚糖与细胞质发生作用。其主要应用于肉类、鱼类、果蔬及米饭保鲜。3.2植物源天然防腐剂现在国内外许多研究者在将植物提取物作为防腐剂方面做了大量的研究工作,并取得了大量成果。3.2.1茶多酚茶多酚（TeaPolyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。如下列物质：OOHOHOHHOOHOOHOHHOOHOHOHEC儿茶素GC没食子儿茶素OOHOHHOOHOHOHOOHOOHOHOHHEGC表没食子儿茶素檞皮素OOOHOOHOHOH+色原酮天竺葵花色素其中以黄烷醇类物质（儿茶素）最为重要，60%～70%的儿茶素物质让茶多酚具有抗氧化作用，它的抑菌机理为其分子结构中的酚性羟基特有的供氢体能与脂肪酸在自动氧化过程中产生的游离基结合，中断脂肪酸氧化的连锁反应，抑制其氧化物的形成，达到抗氧保鲜的目的。其主要应用于水果和蔬菜的保鲜。3.2.2香辛料香辛料是利用植物的种子、花蕾、叶茎、根块等，或其提取物，具有调味增香的作用，其中不少还具有抑菌防腐的作用。香辛料的抑菌成分主要有丁香酚、异冰片、茴香脑、肉桂醛等.CH3OH3CHOCH2OCH3茴香脑丁香酚CH3CH3H3CHOCHO异冰片肉桂醛研究表明香辛料能防腐主要起作用的还是其精油。其防腐机理为干扰能量代谢的酶促反应。在水相中的溶解度与精油中有效成分透过细胞而进入菌体的能力直接相关,而抗菌性则基于抗菌剂在菌体细胞膜双层磷脂中的溶解度，精油中的类萜类降低生物膜的稳定性，从而干扰酶促反应，达到防腐效果。其主要应用于食品加工防腐。3.2.3中草药中药主要由植物药（根、茎、叶、果）、动物药（内脏、皮、骨、器官等）和矿物药组成。因植物药占中药的大多数，所以中药也称中草药。近年研究发现，很多中草药具有抑菌作用，是天然的食品防腐剂。丁香、桂皮、小豆蔻、芥菜籽、芜荽籽、众香子、百里香等精油都有一定的防腐作用。广东工业大学化工系宋晓岗等把丁香、桂皮、花椒、百部、良姜、虎杖等中草药磨成粉未,与氧化淀粉按一定的比例混合均匀,涂布于普通的包装纸上,制成具有保鲜作用的复合保鲜纸,对水果鸭梨进行包装保鲜实验,在室温下放置35d以上,鸭梨仍能保持较好的鲜度[13]。中草药天然食品防腐剂抗菌的作用机理,目前普遍认为中草药存在抑菌活性的疏水性小分子有机化合物，且对微生物细胞膜组织具有干扰作用，甚至使其溶解,从而对微生物起到抑制或杀死作用。其主要应用于食品防腐、木材防腐等。3.2.4其他植物提取物植物提取物是以植物为原料，按照对提取的地的需要，经过物理化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。银杏叶、竹叶、苦瓜、荷叶、芦荟等植物提取物具备天然食品防腐剂的特点，应用前景广阔。如银杏叶提取物对食品中常见的致病菌，金黄色葡萄球菌、变形杆菌、大肠杆菌、产气杆菌等都有明显的抑制作用。3.3微生物源防腐剂微生物防腐剂具有高效、健康和安全无污染的特点。常见的有细菌素、乳酸链球菌素、纳他霉素等。3.3.1细菌素细菌素，由细菌产生的有杀菌或抑菌作用的物质。主要含有具生物活性的蛋白质部分，对同种近缘菌株呈现狭窄的活性抑制谱，附着在敏感细胞特异性受点上。细菌素具有生化性能和遗传性能，绝大多数细菌素都没有毒性。3.3.2乳酸链球菌素乳酸链球菌素，亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，是世界公认的高效、安全、健康的天然食品防腐剂。乳酸链球菌素的抑菌主要是通过干扰细胞膜的正常功能，造成细胞膜的渗透、养分流失和膜电位下降，导致致病菌和腐败菌死亡，特别是对产芽孢的细菌如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用。其主要应用于肉制品、乳制品、罐头制品、酒精、饮料、化妆品等领域。3.3.3纳他霉素纳他霉素,也称匹马菌素、游霉素，是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，它对几乎所有的酵母菌和霉菌都有抗菌活性，不仅能够抑制真菌，还能防止真菌霉素的产生。纳他霉素的抑菌机理主要是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合,阻遏麦角甾醇的生物合成，从而使细胞膜畸变,最终导致渗漏,引起细胞死亡，它能有效抑制和杀死酵母菌、霉菌及其它丝状真菌。其主要应用于乳制品、罐装食品、啤酒酿造、方便食品、焙烤食品等领域的防腐保鲜。4食品防腐剂的安全性当代人们对食品的安全越来越受到重视，而食品防腐剂的发展将面临更大的挑战。经调查统计发现，由于知识的匮乏和某些误导，一些消费者把食品防腐剂与“有毒、有害、不健康”等同起来，把食品中的防腐剂看作食品中主要的安全隐患，首先去选择那些所谓的“不含防腐剂”的产品。那么，食品防腐剂到底是不是食品安全的“祸首”呢？作为消费者，应该正确认识防腐剂与安全性的关系。首先，食品防腐剂为食品的安全性提供了保证。防腐剂的主要作用是持续抑制以腐败物质为代谢底物的微生物的生长与繁殖或将其杀死，不让其在食品中产生毒素进而危害人体健康。第二，食品防腐剂使用时应具备的最基本要求是对无毒无害。世界各国在批准食品防腐剂的使用前，均会进行必要且严格的毒理学安全评价，只有经证明在添加限量范围内对人体无害才可以批准使用。我国对食品添加剂使用原则作了明确规定：不应对人体产生任何健康危害。第三，我国政府加大了对食品监管的力度。国务院专门成立国务院产品质量和食品安全领导小组，各地也相应成立了食品安全监管小组，不定期对食品添加剂生产企业和食品企业进行稽查，超范围使用、超量使用食品添加剂的违法企业都会受到查处。总之，食品添加剂的生产、使用和监管程序非常严格，每一种食品添加剂的使用范围和使用量都是有科学依据的。只要在规定的范围和限量内使用添加剂，产品是安全的。5食品防腐剂的发展与展望食品防腐是一个古老而又热门的话题，自人类开始定居生活后，人们便开始储藏食品。起初，保藏食品方法是干燥、腌制、烟熏、地下存放等，饮食受到限制。众所周知，随着食品工业的发展，传统防腐方法已不能满足其防腐需要，于是人们开始探索新的防腐措施，因此从19世纪开始化学产品用于食品防腐的做法开始流行。随着生活水平的提高人们的安全意识逐步加强，对食品的安全水平也提出了更高的要求。食品加工业为了顺应市场的需求，其产品也越来越向“绿色”和“天然”等方向转变。目前天然防腐剂的研制还处于发展与逐步完善的阶段，还不能完全取代化学防腐剂，以此为基础的复合型防腐剂也尚处在研制之中，但天然防腐剂正以它抗菌性强、安全无毒、热稳定性好、作用范围广等无可比拟的优点在食品、医药等领域飞速发展着。天然防腐剂和复合型防腐剂将是未来防腐剂发展的主要方向，终将取代化学防腐剂走进我们的生活。由于我国动植物和微生物自然资源丰富，因此在我国开发天然提取物制备防腐剂具有明显优势。并且随着大多数化学类防腐剂应用越来越受到限制，我国的天然动植物和微生物源防腐剂产品定会受到国际市场的青睐。但同时我们也看到，目前使用的天然防腐剂大部分都是粗制品，其有效成分、毒理学评价、详细分组、抑菌或是抗菌机理的研究报告很少，还有人们待于进一步细分和研究。当前我国食品防腐剂开发方向：(1)进一步研究山梨酸、丙酸及其盐类，完善生产工艺，降低生产成本。(2)大力开发新型天然类食品防腐剂，对其作用机理进行探索，研发高效低成本的生产工艺。(3)研究新型天然复合型防腐剂，进一步提高防腐效能。(4)致力于中草药提取天然防腐剂的研究，提高中草药的科学利用值。参考文献[1]王贻节.蜂蜜产品学[M].北京:农业出版社,1991.13.[2]LimDK,ChoiU,ShinDH,etal.Antioxidativeeffectofpropolisextractionpalmoilandlard[J].KoreanJournalofFoodScienceandechnology,1994,26(5):622-626.[3]杜芸.天然食品防腐剂的研究进展[J].食品研究与开发,2006,27(3):162-165.[4]宋晓岗,陈敏,吴雅红等.中草药复合保鲜纸小包装的保鲜效果研究[J],食品科学,1997,18(2):54-571.