食品中防腐劑的概述和應(yīng)用前景

汪強(qiáng)+張?jiān)滤?黃宇+裴倩如+趙嵩

摘 要：食品的腐敗變質(zhì)不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，往往還會(huì)引起食品安全問(wèn)題。因此，如何防止食品腐敗成為了一項(xiàng)重要課題，常用的防腐手段就是添加食品防腐劑。本文對(duì)食品防腐劑進(jìn)行了概述，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：食品防腐劑 安全 概述 應(yīng)用前景

隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，食品的質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到百姓的關(guān)注。當(dāng)百姓在市場(chǎng)上選購(gòu)商品時(shí)，首先會(huì)關(guān)注食品的感官，觀察有無(wú)腐敗變質(zhì)的跡象。因此，有效防止食品腐敗變質(zhì)成為食品企業(yè)首要解決的問(wèn)題。為延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，減少企業(yè)在食品變質(zhì)問(wèn)題上的損失，食品企業(yè)會(huì)在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中添加適量國(guó)家容許添加的防腐劑，以達(dá)到抑制或消滅食品中的微生物防止或減緩食品腐敗的目的。由于防腐劑價(jià)格低廉且使用方便，現(xiàn)如今越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文主要對(duì)食品中防腐劑的定義、種類(lèi)、發(fā)展和應(yīng)用前景進(jìn)行了闡述。

1 食品防腐劑的定義

食品防腐劑是指通過(guò)抑制或消滅微生物的增長(zhǎng)而防止食品腐敗變質(zhì)的一類(lèi)制劑[1]。

2 食品防腐劑的分類(lèi)

食品防腐劑通常分為化學(xué)食品防腐劑和天然食品防腐劑。在中國(guó)，按照GB 2760-2014食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的容許添加的食品防腐劑共有28種。

2.1 化學(xué)食品防腐劑

食品中常添加的化學(xué)食品防腐劑主要有苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、丙酸及其鈉鹽/鈣鹽、對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)及其鈉鹽、脫氫乙酸及其鈉鹽等。

2.1.1 苯甲酸及其鈉鹽

苯甲酸別名安息香酸或苯蟻酸，具有苯或甲醛的氣味，該物質(zhì)為鱗片狀或針狀的白色結(jié)晶物，易溶解于乙醇、乙醚等有機(jī)試劑，微溶于水。苯甲酸相應(yīng)的鈉鹽則是無(wú)臭或略帶安息香氣味的白色顆粒物，易溶于水。

苯甲酸在pH值為2.5～4.0時(shí)防腐效果較好，但此種防腐劑對(duì)產(chǎn)酸酶的作用很弱，在pH值高于5.5時(shí)，對(duì)很多霉菌無(wú)抑制效果。苯甲酸及其鈉鹽是低毒防腐劑，如果過(guò)量攝入會(huì)影響人體血壓、心臟和腎臟功能，但因其價(jià)格低廉，在中國(guó)市場(chǎng)仍然作為主要防腐劑在使用。

2.1.2 山梨酸及其鉀鹽

山梨酸別名清涼茶酸、2，4-己二烯酸，無(wú)臭或微臭，白色結(jié)晶粉狀物，易溶于無(wú)水乙醇、丙酮、環(huán)己烷等有機(jī)試劑，微溶于水。山梨酸在常溫常壓下不分解，需避免與強(qiáng)氧化物的接觸。其相應(yīng)的鉀鹽為無(wú)色或白色鱗片狀結(jié)晶性粉狀物，無(wú)臭或微臭，在空氣中容易吸潮，易溶于水、乙醇。

山梨酸在pH值低于5.0～6.0時(shí)抑菌效果最好，對(duì)霉菌的抑制作用最佳，除此之外山梨酸對(duì)酵母菌、好氧性微生物有明顯的抑制作用，但對(duì)可形成芽孢的厭氧型微生物和嗜酸乳酸桿菌的抑菌能力不足。山梨酸的抑菌效果比廉價(jià)的苯甲酸及其鈉鹽要高5～10倍，毒性卻是苯甲酸及其鈉鹽的1/5，在國(guó)際上被公認(rèn)為最好防腐劑之一，已成為歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的主流防腐劑。

2.1.3 丙酸及其鈉鹽/鈣鹽

丙酸別名初油酸、甲基乙酸、乙基甲酸，純丙酸為無(wú)色、具有腐蝕性的液體，有刺激性氣味，與水、乙醇、乙醚、氯仿互溶；其相應(yīng)的鈉鹽/鈣鹽為無(wú)色透明結(jié)晶或顆粒狀結(jié)晶粉狀物，略帶有特殊氣味，具有吸潮性。

丙酸要在酸性條件下才能起到抗菌防霉的效果[2]，其對(duì)霉菌、需氧芽孢桿菌以及革蘭氏陰性桿菌有較強(qiáng)的抑制作用，但對(duì)酵母菌無(wú)抑制作用，因此，主要用于面包和糕點(diǎn)的防霉。同時(shí)，丙酸對(duì)黃曲霉毒素和枯草桿菌也有不錯(cuò)的抑制效果。

2.1.4 對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)及其鈉鹽

對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)別名尼泊金酯類(lèi)、對(duì)羥基安息香酸，對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)及其鈉鹽為白色結(jié)晶粉狀物，難溶于水，可溶于堿性水溶液及有機(jī)試劑。

對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)是世界上公認(rèn)的三大廣譜食品防腐劑之一，具有多種形式，其中尼泊金甲酯的毒性要高于其它酯類(lèi)，很少單獨(dú)作為食品防腐劑在食品中添加，但可以與尼泊金丙酯一起使用，它們之間具有協(xié)同效應(yīng)。對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)對(duì)酵母菌、霉菌具有廣泛的抗菌作用，但對(duì)乳酸菌和革蘭氏陰性桿菌的抗菌作用較差[3]。

2.1.5 脫氫乙酸及其鈉鹽

脫氫乙酸別名α，γ-二乙?；阴Ｒ宜帷⒚摎浯姿?，呈白色或淡黃色結(jié)晶粉末狀物，無(wú)臭、無(wú)味，難溶于水，其相應(yīng)的鈉鹽為白色或近白色結(jié)晶性粉狀物質(zhì)，無(wú)臭，易溶于水，耐光、耐熱性好。

脫氫乙酸及其鈉鹽是繼苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽和對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)及其鈉鹽后的新型食品防霉防腐劑。脫氫乙酸對(duì)酵母菌、霉菌有著極強(qiáng)的抑制作用，并且不會(huì)隨著酸堿度和溫度的改變使抑菌效果受到影響。

2.2 天然食品防腐劑

食品中常添加的天然食品防腐劑主要有納他霉素、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴(lài)氨酸、溶菌酶等。

2.2.1 納他霉素

納他霉素別名匹馬霉素，是由納他鏈霉素發(fā)酵生成的一種白色、無(wú)臭無(wú)味的具有烯醇式結(jié)構(gòu)的大環(huán)內(nèi)脂化合物，難溶于水、耐高溫，其活性受pH值、溫度、光強(qiáng)度以及氧化劑和重金屬的影響。納他霉素對(duì)酵母菌、霉菌等絲狀真菌的抑制作用很強(qiáng)，但對(duì)細(xì)菌、病毒的抑制效果不佳。納他霉素很難被人或動(dòng)物的腸胃所吸收，所以對(duì)人體基本沒(méi)有毒性。

2.2.2 乳酸鏈球菌素

乳酸鏈球菌素別名乳酸鏈球菌肽、尼辛，是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種由34個(gè)氨基酸組成的多肽，其中堿性氨基酸含量高，因此帶正電荷。乳酸鏈球菌素對(duì)葡萄球菌屬、鏈球菌屬、乳酸桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬的細(xì)菌有較好的抑制作用，但對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌、霉菌、酵母菌的抑制效果不佳，當(dāng)與EDTA或檸檬水等具有絡(luò)合效果的試劑共同使用時(shí)，對(duì)部分革蘭氏陰性細(xì)菌有效。乳酸鏈球菌素可以被人體消化道中的蛋白酶降解，不會(huì)在人體富集，同時(shí)也不影響人體腸道有益菌群，對(duì)人體是無(wú)害的[4]。

2.2.3 ε-聚賴(lài)氨酸

ε-聚賴(lài)氨酸為淡黃色粉狀物，略帶苦味，易溶于水，熱穩(wěn)定性很好，是白色鏈霉菌的發(fā)酵產(chǎn)物，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌及陰性菌、真菌、芽孢桿菌和厭乙梭菌都有顯著的抑制作用。ε-聚賴(lài)氨酸在微酸性和中性條件下的抑菌效果很強(qiáng)，但在強(qiáng)酸性或堿性條件下的抑菌效果很差。endprint

2.2.4 溶菌酶。

溶菌酶別名胞壁質(zhì)酶、N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶，是一種無(wú)毒、無(wú)害的高鹽基堿性球蛋白，主要來(lái)源于蛋清。當(dāng)前，溶菌酶分為3種類(lèi)型：C型（雞卵清溶菌酶）、G型（鵝卵清溶菌酶）、噬菌體溶菌酶。溶菌酶對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、好氣性孢子形成菌、枯草桿菌、地衣型芽孢桿菌等有抑菌性，溶菌酶對(duì)pH值和溫度有著一定的要求，在pH值為6～7，溫度為50℃以下時(shí)溶菌效果最好[5，6]。

3 食品防腐劑的作用機(jī)理

按防腐劑對(duì)微生物的主要作用效果，可將其分為具有殺菌效果的殺菌劑和具有抑菌效果的的抑菌劑。食品防腐劑對(duì)微生物起到抑制作用主要是通過(guò)對(duì)微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、其蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)及遺傳物質(zhì)加以影響而實(shí)現(xiàn)的。目前，使用食品防腐劑對(duì)微生物的影響主要有以下幾個(gè)方面：

①作用于細(xì)胞膜：導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加或結(jié)構(gòu)改變，使細(xì)胞內(nèi)的酶和代謝產(chǎn)物外流，從而導(dǎo)致細(xì)胞失去活力。

②使細(xì)胞中主要的酶失活：大多數(shù)抗菌劑的作用都是通過(guò)抑制細(xì)胞內(nèi)的酶活性或合成來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些酶主要是合成細(xì)胞中重要成分的酶以及基礎(chǔ)代謝的酶。

③作用于蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)部分變性、蛋白質(zhì)交聯(lián)，從而使得其它生理作用不能正常進(jìn)行等[7]。

4 食品中防腐劑的應(yīng)用前景

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，食品安全問(wèn)題也備受關(guān)注。食品安全往往與食品中添加的防腐劑密不可分，因此防腐劑的發(fā)展也越來(lái)越快。對(duì)于防腐劑的發(fā)展可概括為以下幾點(diǎn)：

①由高毒性食品防腐劑向低毒性食品防腐劑方向發(fā)展。化學(xué)防腐劑由于價(jià)格低廉、使用方便等特點(diǎn)將會(huì)有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)繼續(xù)使用，但對(duì)于毒性高的防腐劑，我國(guó)政府會(huì)禁止使用或限制其使用量[8]。

②防腐劑的研究方向逐漸由化學(xué)食品防腐劑向天然食品防腐劑轉(zhuǎn)移。由于化學(xué)防腐劑一般都具有毒性，長(zhǎng)時(shí)間累積疊加勢(shì)必會(huì)對(duì)人體健康造成影響，而天然食品防腐劑具有無(wú)毒、安全、高效等特點(diǎn)，勢(shì)必會(huì)逐漸取代化學(xué)食品防腐劑[9]。

③由單一型食品防腐劑向復(fù)配型食品防腐劑發(fā)展，目前廣泛使用的食品防腐劑都具有抑菌種類(lèi)少的特點(diǎn)，單獨(dú)使用一種食品防腐劑往往防腐效果不理想，食品企業(yè)可添加復(fù)配食品防腐劑以達(dá)到防腐的目的[10]。

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