食品防腐劑的種類及應用和發展趨勢概述

王真真 翟心慧

(河南師范大學生命科學學院 新鄉 453000)

食品防腐自古以來就與人類的生活密切相關。人類很早以前就利用腌制、酒浸等方法對食品進行防腐處理。隨著社會經濟的快速發展和食品需求的急劇增長，大量食物需要長途運輸和再加工，簡單的傳統防腐方法已經不再滿足需要，食品防腐劑也就應運而生。用食品防腐劑對食物進行處理可以抑制微生物的生長與繁殖，從而防止食品腐敗，達到延長食品保存時間的目的。

1 食品防腐劑的作用機理

一般認為，食品防腐劑的防腐功能是通過破壞微生物的細胞結構或干擾其生理功能來實現的。例如，細胞壁以及細胞質膜、代謝酶類、核酸和蛋白質體系等結構的完整和功能的正常運轉都是微生物生長繁殖所必需，缺一不可，故食品防腐劑只要干擾其中的任何一個環節就可以使微生物死亡或者停止生長。

2 食品防腐劑的種類

按照來源，可將食品防腐劑分為化學防腐劑和天然防腐劑兩大類。

2.1 化學防腐劑 通過化學反應合成的防腐劑稱為化學防腐劑。化學防腐劑具有高效、方便、廉價等特點，是我國應用最廣泛的一類防腐劑，包括酸型、脂型和無機鹽防腐劑。

2.1.1 酸型防腐劑 常用的酸型防腐劑有苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它們的鹽類等[1]。酸型防腐劑要在酸性條件下通過未解離的分子而起抑菌的作用，其防腐效果與pH有關。酸型防腐劑之所以可以抑菌防腐，是由于其會干擾微生物的酶系統，使其不能行使正常代謝功能。同時酸型防腐劑對細胞膜的通透性有阻礙作用，會抑制微生物的生長與繁殖。

酸型防腐劑中的苯甲酸價格低廉，廣泛應用于醬油和化妝品等日常生活用品中，但苯甲酸及其鹽類的毒性副作用一直備受爭議。山梨酸對霉菌、酵母菌有很強的抑制作用，是公認的高效低毒防腐劑，對食品風味沒有影響，通常應用于以面粉、魚肉、蛋禽等為原料加工而成的食品中。

2.1.2 酯型防腐劑 酯型防腐劑是指尼泊金酯類，我國普遍使用的是對羥基苯甲酸、乙酯和丙酯等。酯型防腐劑的作用機理是破壞微生物的細胞膜，使細胞內的蛋白質變性失活，從而破壞微生物的正常生理平衡。酯型防腐劑主要應用于蔬果保鮮，較酸型防腐劑殺菌效果更強，其防腐效果也不會因為酸堿度的改變而改變，在胃腸道內能迅速完全被吸收，并能水解成對羥基苯甲酸，而從尿中排出，不在體內積蓄，因此毒性也比較低[2]。

2.1.3 無機鹽防腐劑 常用的無機鹽防腐劑有硝酸鹽、亞硝酸鹽以及含硫的亞硫酸鹽類等。這類防腐劑主要是通過抑制微生物呼吸酶的活性而使微生物缺氧致死。無機鹽防腐劑不僅能使食品保持新鮮，還能起到增加色澤的作用。例如，亞硝酸鹽不僅可以抑制肉毒桿菌的生長，還能對魚類、肉類進行保鮮提色，主要應用于肉類食品的腌制。

2.2 天然防腐劑 天然防腐劑一般是從動物、植物和微生物中或其代謝產物中分離提取出來的一類具有抗菌防腐作用的物質，較化學防腐劑更安全，主要包括動物源、植物源和微生物源天然防腐劑三類。

2.2.1 動物源天然防腐劑 動物源天然防腐劑是指在某些動物體內或其代謝產物中人工提取的具有防腐作用的物質，如魚精蛋白、甲殼素及蜂膠等。魚精蛋白主要是其分子中多聚精氨酸或多聚精氨酸以及其他少數幾個氨基酸以某一種結構或形式與細菌細胞壁結合，并抑制細胞壁的形成，從而抑制細胞的代謝而使細胞死亡[3]。目前主要應用于牛奶和面包等食品中。

2.2.2 植物源天然防腐劑 植物源天然防腐劑是指從植物的根、樹皮、種子等中提取的具有抑菌防腐作用的物質，如香辛料、某些中草藥以及植物精油等。由于我國獨特的地理環境，中草藥資源十分豐富，從中草藥中提取可作為防腐劑的物質在我國具有廣闊的研究前景。其中，植物精油包含大量的次生代謝物，具有延緩或抑制細菌、酵母、霉菌生長的作用[4]。主要應用于牛肉、水果和蔬菜等的防腐。

2.2.3 微生物源天然防腐劑 自然界中的某些微生物或者其代謝產物具有抑菌防腐效果，可作為防腐劑使用，如乳酸鏈球菌素、曲酸等。其中，乳酸鏈球菌素被人體食用后可被消化道中的蛋白質水解酶消化成氨基酸，安全性很高，是世界上第一個用在食品防腐方面的抗生素，主要應用于各種乳制品的防腐保鮮；曲酸具有清除自由基、增強細胞活力、保護食品色澤等作用，被廣泛應用于醫藥和食品領域[5]。

3 食品防腐劑的發展趨勢

目前世界各國都在致力于研究更加高效安全的天然食品防腐劑，使其進一步在市場上推廣，而天然防腐劑勢必會逐漸代替化學防腐劑。例如，常用于肉類保鮮的化學防腐劑硝酸鹽在還原菌的作用下所產生的亞硝酸鹽與肉類蛋白質來源的胺類發生反應可生成亞硝胺，后者在體內的代謝產物具有致癌性[6]，而天然防腐劑曲酸則可以有效抑制亞硝酸鹽轉化為亞硝胺，從而抑制致癌物的產生。研究表明，天然防腐劑不僅對人體無害，而且還有一定的營養價值[7]。因此，天然防腐劑已經受到普遍關注，并被廣泛應用。但針對天然防腐劑的應用研究仍然有著諸多亟需克服的問題，如從動植物中分離純化較困難以及產品成本高等。各種防腐劑都有一定的作用范圍，沒有一種防腐劑能夠抑制一切腐敗性微生物，考慮到各種防腐劑自身特性的差異和應用上的局限，天然食品防腐劑未來研究和發展的方向是將幾種不同來源、不同品種的天然防腐劑與化學防腐劑配合使用，減少化學防腐劑的使用量，并結合有效的滅菌方法達到殺菌抑菌效果[8]，從而協同多種防腐劑的優勢，獲得更好的防腐和安全效果，進一步保障飲食的衛生、健康和安全。