[科普中國]-天然防腐劑

概述天然防腐劑也稱天然有機防腐劑，是由生物體分泌或者體內(nèi)存在的具有抑菌作用的物質(zhì)，經(jīng)人工提取或者加工而成為食品防腐劑。此類防腐劑為天然物質(zhì)，有的本身就是食品的組分，故對人體無毒害，并能增進食品的風味品質(zhì)，因而是一類有發(fā)展前景的食品防腐劑。如酒精、有機酸、甲殼素和殼聚糖、某些細菌分泌的抗菌素等都能對食品起到一定的防腐保藏作用。

天然防腐劑具有抗菌性強、安全無毒、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等合成防腐劑無法比擬的優(yōu)點。

動物源天然食品防腐劑精蛋白精蛋白是在魚類精子細胞中發(fā)現(xiàn)的一種細小而簡單的含高精氨酸的強堿性蛋白質(zhì)，魚精蛋白在中性和堿性介質(zhì)中顯示出很強的抑菌能力，并有較高的熱穩(wěn)定性，在210 ℃條件下加熱1.5h 仍具有活性，同時抑菌范圍和食品防腐范圍均較廣。它對枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣型芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、胚芽乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌等均有較強抑制作用，但對革蘭氏陰性細菌抑制效果不明顯。1研究發(fā)現(xiàn)，魚精蛋白可與細胞膜中某些涉及營養(yǎng)運輸或生物合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)作用，使這些蛋白質(zhì)的功能受損，進而抑制細胞的新陳代謝而使細胞死亡。魚精蛋白在中性和堿性介質(zhì)中的抗菌效果更為顯著。廣泛應(yīng)用于面包、蛋糕、菜肴制品(調(diào)理菜)、水產(chǎn)品、豆沙餡、調(diào)味料等的防腐中。

蜂膠研究表明，蜂膠中含有大量活躍的還原因子，因其較強的抗氧化性，可用作油脂和其他食品的天然抗氧化劑；蜂膠多酚類化合物具有抑制和殺滅細菌的作用，經(jīng)過降解其最終產(chǎn)物是苯甲酸，是一種天然防腐劑；蜂膠還可用作食品天然添加劑，改善食品的口味和色澤；用作食品功能增強劑，增強食品的保健作用，近年來，研究還發(fā)現(xiàn)，蜂膠不僅在食品中應(yīng)用廣泛，而且具有較強的醫(yī)療保健價值。蜂膠經(jīng)過特殊工藝加工處理后，可制成天然口香糖，其中的有效成分具有潔齒、護牙作用，且可防止齲牙的形成，同時可以逐漸消除牙垢。1

殼聚糖殼聚糖又叫甲殼素，是由蟹蝦、昆蟲等甲殼質(zhì)脫乙酰后的多糖類物質(zhì)，對大腸桿菌、普通變形桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌均有較強的抑制作用而不影響食品風味。廣泛應(yīng)用于腌漬食品、生面條、米飯、豆沙餡、調(diào)味液、草莓等保鮮中。近幾年來，國內(nèi)外有關(guān)刊物發(fā)表了不少關(guān)于殼聚糖以及殼聚糖衍生物的制備及應(yīng)用等研究報道。隨著科研工作者對甲殼素的研究深入，其應(yīng)用也必然越來越廣泛。2

植物源天然防腐劑國內(nèi)外對植物源食品天然防腐劑的研究異?；钴S，究其原因是自然界的天然植物中存在許多具有抗菌作用的生理活性物質(zhì)。近年來，我國眾多學者進行了植物源天然食品防腐劑的研究。他們研究了大蒜、生姜、丁香等50多種香辛科植物及大黃、甘草、銀杏葉等200多種中草藥及其它植物如竹葉等提取物的抗菌試驗，發(fā)現(xiàn)有150多種具有廣譜的抑菌活性，各提取物之間也存在抗菌性的協(xié)同增效作用，并作為天然防腐劑應(yīng)用在某些食品中。

最近許多研究人員報道，很多植物的提取物如銀杏葉提取物、肉桂提取物, 丁香提取物，迷迭香提取物、紅曲提取物，甘椒提取物，辣椒提取物有很強的殺菌作用，可作為天然防腐劑。1

茶多酚大量實驗表明，茶多酚具有很好的防腐保鮮作用，茶多酚對枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、番茄潰瘡、齲齒鏈球菌以及毛霉菌、青霉菌、赤霉菌、炭疽病菌、啤酒酵母菌有抑制作用。而且，茶多酚攝入人體后對人體有很好的生理效應(yīng);能清除人體內(nèi)多余的自由基，能改進血管的滲透性能，增強血管壁，降低血壓，防止血糖升高，促進維生素C 的吸收與同化，調(diào)節(jié)人體內(nèi)微生物，抑制細菌生長，還有抗癌防齲、抗機體脂質(zhì)氧化和抗輻射等作用。1

香精油香精油是指一般生長在熱帶的芳香植物的根、樹皮、種子或果實的提取物。早在史前時代香精油已作為調(diào)味品及食品添加劑，并用于醫(yī)藥及保存尸體。近幾十年來香精油抑制微生物的作用及作為食品保存劑有不少報導。除月桂、肉桂、大蒜、胡椒、洋蔥等植物的香精油可以用作天然防腐劑外，也有報道說茴芹的揮發(fā)油中的茴芹腦可抑制霍亂弧菌、大腸桿菌及葡萄球菌等病菌；采用酒精提取的辛香料提取物，對多種細菌均有強烈的抑制作用，辛香料提取物可和酒并用作為防腐劑。1

丁香油中含有丁香酚、鞣質(zhì)等。研究發(fā)現(xiàn)，丁香油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、酵母、黑曲霉等食品有廣譜抑菌作用，且在100 ℃以內(nèi)對熱穩(wěn)定，其突出特點是抑制真菌作用強。

大蒜素大蒜所含有的大蒜辣素對痢疾桿菌等一些致病性腸道細菌和常見食品腐敗真菌都有較強的抑制和殺滅作用。這使得它成為一種天然的防腐劑。大蒜蒜瓣的抗菌性能十分微弱，蒜苗與蒜的莖葉具有相當?shù)目咕饔?。其抗菌性能在高溫下下降很多，因此?yīng)用大蒜提取物防腐保鮮最好在較低溫度（85℃）下進行。大蒜的最適作用PH為4左右，因而適宜用于酸性食品的防腐保鮮中。

大蒜含蒜氨酸, 大蒜辣素和大蒜新素, 其中大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份。后者抗細菌的效力為前者的5 0 %。大蒜辣素的抗菌基理可能是其分子中的氧原子與細菌中半朧氨酸結(jié)合使之不能轉(zhuǎn)變?yōu)槟w氨酸, 從而影響細菌體內(nèi)的重要氧化還原反應(yīng)的進行。大蒜對多種球菌, 霉菌有明顯的抑制和殺菌作用。日本有人用食物中毒菌和腐敗菌作為實驗菌株, 在食品加工, 保存中添加大蒜及提取液,發(fā)現(xiàn)大蒜對多種食物中毒菌和腐敗菌有相當強的抗菌力。我國有人發(fā)現(xiàn)大蒜對橘青霉, 黃曲霉, 黑根霉, 串珠鐮刀霉等幾十種污染食品的真菌有抑制和殺滅作用, 其抗菌作用相當于化學防腐劑苯甲酸和山梨酸, 是目前發(fā)現(xiàn)的具有抗真菌作用植物中效力最強的一種。3

微生物源天防腐劑微生物天然防腐劑的來源很廣, 細菌、防線菌、酵母菌、霉菌在生長繁殖過程中都能產(chǎn)生抑菌物質(zhì), 但我國全國食品添加劑標準化技術(shù)委員會批準使用的微生物防腐劑只有乳酸鏈球菌素和納他霉素, 它們分別被50多個國家批準使用。4

細菌類天然防腐劑由細菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)稱為細菌素( bacteriocin ), 它是一種多膚與糖和脂的復合物。目前, 國內(nèi)外已經(jīng)在乳酸菌( 包括乳酸菌, 片球菌,乳桿菌和明串珠菌) 中發(fā)現(xiàn)了幾十種細菌素。其中被廣泛應(yīng)用的是乳酸鏈球菌素, 即尼生素( niisn )。尼生素是由3 4 個氨基酸殘基和5 個硫醚橋形成的分子內(nèi)環(huán)。它對多種格蘭氏陽性菌有較強的抑制作用, 但對格蘭氏陰性菌, 酵母及霉菌無效。3

放線菌產(chǎn)生的天然防腐劑由納它鏈霉菌產(chǎn)生的納它霉素, 也叫匹馬菌素, 是一種多烯烴大環(huán)內(nèi)醋化合物, 能有效抑制和殺死毒菌, 酵母, 絲狀真菌, 對細菌和病毒無效。泰樂菌素是由鏈霉素產(chǎn)生的大環(huán)內(nèi)醋化合物, 其作用類似于乳酸鏈球菌素。由白鏈霉菌產(chǎn)生的聚溶素是由賴氨酸縮和而成的多膚, 能抑制格蘭氏陽性, 陰性菌, 酵母菌, 但對霉菌無效。它的熱穩(wěn)定性好, 加熱100℃ , 100min 或120℃ , 20min 仍有抑制微生物效果。一般它與甘氨酸, 醋酸鈉, 乙醇, 溶菌酶等輔助劑合用于米飯, 煮食, 炯菜, 魚糕等產(chǎn)品中。球抱鏈霉菌產(chǎn)生的溶菌酶能特異性溶解金黃色葡萄球菌和其他食品污染菌, 比蛋白溶菌酶的溶菌譜更為廣泛。3

霉菌紅曲霉產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)主要作用于細菌,這種抑菌物質(zhì)與所產(chǎn)生的聚酮類色素有關(guān)。米曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的曲酸對某些細菌和真菌有抑制作用。沙門柏干酪青霉接種于干香腸表面, 可抑制產(chǎn)真菌毒素的霉菌生長。3