1、食品防腐劑和殺菌劑,防腐劑抗菌作用的一般機(jī)理 合成類防腐劑 天然防腐劑 果蔬保鮮防腐劑 殺菌劑,一、概述,1.定義：食品防腐劑為了防止食品在貯存、流通過程中被微生污染，抑制微生物增殖以延長(zhǎng)食品的保藏期的一類化學(xué)物質(zhì)。 2.作用：具有殺死微生物或抑制微生物的作用。 按其抗微生物的主要作用性質(zhì)可具體的分為廣義的殺菌劑和狹義的防腐劑。 殺菌劑是指具有殺菌作用的化學(xué)物質(zhì)； 保藏劑是指具有抑菌作用的物質(zhì)。,但殺菌劑和保藏劑沒有嚴(yán)格的區(qū)分界限，同物質(zhì)，濃度低時(shí)能抑菌，而濃度高時(shí)則能殺菌；作用時(shí)間長(zhǎng)可殺菌，作用時(shí)間短則只能抑菌。同時(shí)，由于微生物種類繁多，性質(zhì)各異，同一物質(zhì)對(duì)一種微牛物有殺菌作用，而對(duì)另一種物

2、質(zhì)只有抑菌作用，所以籠統(tǒng)地將其稱為防腐劑較好。 從防腐劑的組成和來源來看，可分為有機(jī)化學(xué)防腐劑和無機(jī)化學(xué)防腐劑。有機(jī)化學(xué)防 腐劑主要包括苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、對(duì)羥基苯甲酸酯類、乳酸等；無機(jī)化學(xué)防腐劑主要包括亞硫酸及其鹽類、二氧化碳、硝酸鹽及亞硝酸鹽、游離氯及次氯酸鹽。,防腐劑抗菌作用的一般機(jī)理,食品變質(zhì)的基本條件 食品腐敗變質(zhì)是指食品受微生物污染，在一定條件下，微生物繁殖導(dǎo)致食品品質(zhì)劣變，從而失去商品價(jià)值。食品發(fā)生腐敗變質(zhì)是有一定條件的，食品本身的性質(zhì)、微生物的種類、當(dāng)時(shí)所處環(huán)境，三者之間的作用結(jié)果則決定著食品是否發(fā)生變質(zhì)及變質(zhì)的程度。 食品特性 1)營(yíng)養(yǎng)組成 食品所含的主要成分是碳

3、水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪。富含碳水化合物的食品變質(zhì)一般稱為發(fā)酵；富含蛋白質(zhì)的食品變質(zhì)一般稱為腐敗；而富含脂肪的食品變質(zhì)稱為酸敗或哈敗。,2)基本條件 (1)氫離子濃度 pH值是制約微生物生長(zhǎng)，影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。不同食品的pH值范圍不一，動(dòng)物性食品pH值范圍為57，蔬菜pH值范圍為56，水果pH值范圍為25。一般酸性食品pH45；微生物作為一個(gè)總體來說，其生長(zhǎng)的pH值范圍極廣，為28，絕大多數(shù)種類生長(zhǎng)pH 59。在一般食品中，細(xì)菌最適pH值下限為45，因而非酸性食品是適合多數(shù)細(xì)菌生長(zhǎng)的，而在酸性食品體系中，則主要是適合霉菌和酵母菌的生長(zhǎng)。 (2)水分 水分是微生物賴以生存的條件，不同

4、微生物生長(zhǎng)所需的水分活度(w)是不一樣的。w以 06為界，一般情況下，w06，微生物易生長(zhǎng)從而使食品變質(zhì)。新鮮食物，如魚、水果、蔬菜的w值一般為098一O99，所以非常適合微生物的生長(zhǎng)。為此，w與食品的貨架壽命關(guān)系很大，如：w為08085、072、065的食品其貨架壽命分別為幾天、23個(gè)月、13年。在實(shí)際應(yīng)用中，用水分含量的高低來表示食品的含水量，以此控制微生物的生長(zhǎng)，如奶粉水分含量控制在小于8，大米水分含量控制在小于13。,(3)滲透壓 一般來說，微生物在低滲透壓的食品中較易生長(zhǎng)，而在高滲透壓中易脫水死亡。就微生物種類來說，各種微生物對(duì)滲透壓的忍耐能力大小不同。酵母和霉菌一般能忍耐較高的滲透

5、壓。 (4)存在狀態(tài) 食品完好無損則不易腐敗。 環(huán)境因素 溫度、氣體、濕度等外界環(huán)境均能影響微生物的生長(zhǎng)。,微生物 能引起食品變質(zhì)的微生物種類很多，細(xì)菌、霉菌、酵母菌可引起食品的腐敗變質(zhì)。有的微生物是病原的，有的是非病原的；有的是有芽孢的，有的是非芽孢的；有嗜熱、嗜溫、嗜冷的；有好氣或厭氣；有的分解蛋白質(zhì)能力強(qiáng)，而有的分解碳水化合物能力強(qiáng)。有的微生物還能導(dǎo)致食物變質(zhì)從而使人類中毒。食物中毒可分為感染型食物中毒和毒素型食物中毒，感染型食物中毒是指食用的食物中含有大量的病原，進(jìn)人人體后大量繁殖。霉菌生長(zhǎng)的Jv較低，093073就能生長(zhǎng)，能生長(zhǎng)在含水量較少的食品上。霉菌分解利用物質(zhì)的能力很強(qiáng)，無論是

6、蛋白質(zhì)、脂肪還是糖類，都有很多種能將其分解利用。其中有些屬種分解物質(zhì)還不少，如根霉、毛霉、曲霉、青霉等。,防腐劑的作用機(jī)制,食品加入抗菌劑的結(jié)果，可能殺死食品中的微生物，也可能是其中的微生物仍然存活， 這取決于抗菌劑的用量，因?yàn)榭咕鷦┲挥羞_(dá)到一定的濃度后才能有抑菌和殺菌的作用，這種作用應(yīng)是物理、化學(xué)、生物學(xué)等幾個(gè)方面效應(yīng)累積的結(jié)果。不同微生物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、代謝方式是有差異的，因而同一種防腐劑對(duì)不同的微生物的效果不一樣。防腐劑抑制與殺死微生物的機(jī)理是十分復(fù)雜的，作用機(jī)制歸納如下：,1)用于細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)外流，從而使細(xì)胞失去活力。 如苯甲酸和酚類物質(zhì)。 (2)使細(xì)胞活動(dòng)

7、必需的酶失活。很多抗菌劑的作用就是通過抑制細(xì)胞中酶的活性或酶 的合成來實(shí)現(xiàn)的。這些酶可以是基礎(chǔ)代謝的酶，也可以是合成細(xì)胞重要成分的酶，如蛋白質(zhì)或核酸合成的酶類。 (3)破壞細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或使其失去功能。,防腐劑的作用機(jī)理,能使微生物的蛋白質(zhì)凝固或變性，從而干擾其生長(zhǎng)和繁殖。防腐劑對(duì)微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜產(chǎn)生作用。由于能破壞或損傷細(xì)胞壁，或能干擾細(xì)胞壁合成的機(jī)理，致使胞內(nèi)物質(zhì)外泄，或影響與膜有關(guān)的呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)，從而具有抗微生物的作用。作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯等。作用于微生物體內(nèi)的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。,食品防腐劑放入要求,符合

8、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，與食品不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防腐敗效果好，對(duì)人體正常功能無影響，使用方便，價(jià)格便宜。,合成類防腐劑,幾種常用食品防腐劑的使用 苯甲酸及其鹽類(BenzoicAcidandBenzoate) 苯甲酸 分子式：C7H6O2 , 相對(duì)分子質(zhì)量為122.12. 純苯甲酸為白色，具有光澤的鱗片或針狀結(jié)晶，無臭或略帶安息香味或苯甲酸氣味，微溶于水，易溶于乙醇。,苯甲酸毒理學(xué)依據(jù)：ADI：05mgkg；大鼠經(jīng)口LD50：2.7-4.44gkg。在體內(nèi)大部分以馬尿酸形式排出體外。 苯甲酸作用方法 萄酒、果酒、軟糖為08gkg，醬油、食醋、果醬、果汁飲料為10gkg。,苯甲酸是最早的一種食品防腐劑，1985

9、年就有人描述其殺菌作用，1900年大規(guī)模生產(chǎn) 利用，又名安息香酸，許多天然果膠種中就存在。例如，安息樹膠中含20苯甲酸，紅莓、杏子、蘋果、桂皮中均含有苯甲酸。 苯甲酸為一元芳香羧酸，酸性較弱，所以其殺菌、抑菌效力隨介質(zhì)的酸度增高而增強(qiáng)。在堿性介質(zhì)中失去殺菌、抑菌作用。 作用機(jī)理：苯甲酸親油性大，易透過細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，從而干擾微生物細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收。進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的苯甲酸分分子，電離酸化細(xì)胞內(nèi)的堿性物質(zhì)，并能抑制細(xì)胞內(nèi)的呼吸酶系的活性，對(duì)乙酰輔酶A的縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的阻止作用，從而起到食品的防腐作用。苯甲酸對(duì)細(xì)菌的抑制力較強(qiáng)，對(duì)酵母，霉菌的抑制力較弱。,苯甲酸鈉 ： 分

10、子式：C7H5O2Na；相對(duì)分子量為：144，11. 苯甲酸鈉為白色結(jié)晶，在水中溶解度比苯甲酸大，在0C、20、和100水中溶解度分別為628g100mL,660g100mL和742g100mL，因此在實(shí)際中苯甲酸鈉比苯甲酸更為常用。,苯甲酸鈉毒理學(xué)依據(jù)： ADI：05 mgkg；大鼠經(jīng)口LD502.7gkg 。 作用機(jī)理：與苯甲酸相同，但防腐效果小于苯甲酸，PH值為3.5時(shí)，0.05的溶液能完全防止酵母生長(zhǎng)。在較強(qiáng)酸性食品中苯甲酸鈉的防腐效果較好，原因是苯甲酸鈉只有在游離出苯甲酸的條件下才能發(fā)揮防腐作用。,苯甲酸在使用時(shí)要注意以下事項(xiàng)：,(1）由于苯甲酸在水中溶解度低，故實(shí)際應(yīng)用時(shí)要加適量的

11、碳酸鈉和碳酸氫鈉，用90C以上的熱水溶解，使其轉(zhuǎn)化為苯甲酸鈉后再添加到食品中去。若必須使用苯甲酸，可先用適量乙醇溶解后再應(yīng)用。 (2)由于苯甲酸對(duì)水的溶解度比苯甲酸鈉低，因此在酸性食品中使用苯甲酸鈉時(shí)要注意防止由于苯甲酸鈉轉(zhuǎn)變成苯甲酸而造成沉淀和降低使用效果。 (3)1g苯甲酸相當(dāng)于118g苯甲酸鈉，1g苯甲酸鈉相當(dāng)于0847g苯甲酸。 (4)苯甲酸鈉一般在汽水、果汁中使用時(shí)，應(yīng)在配制糖漿時(shí)添加，苯甲酸鈉、檸檬酸、懸濁劑必須先后依次加入，若苯甲酸鈉、檸檬酸同時(shí)加入則會(huì)出現(xiàn)絮狀物。 (5)用于醬油時(shí)，苯甲酸鈉要在殺菌工序中添加。,山梨酸及其鉀鹽,山梨酸的分子式為C6H8O2，相對(duì)分子量分子量為：

12、112.13. 山梨酸為無色、單斜晶體或結(jié)晶體粉末，具有特殊氣味和酸味，對(duì)光熱均穩(wěn)定，但在氧氣中長(zhǎng)期被放置易氧化著色。 山梨酸鉀的分子式為 C6H7KO2，相對(duì)分子量為：150.22. 山梨酸鉀為白色或淺黃色晶體粉末，具有特殊氣味，長(zhǎng)期暴露在空氣中易吸潮、被氧化分解而變色。,山梨酸和山梨酸鉀的毒理學(xué)依據(jù),1859年，山梨酸由德國(guó)化學(xué)家AWVonHoffmann分離得到，1900年 第一次人工合成。 1940年發(fā)現(xiàn)了山梨酸有殺菌作用，1945年第一次申請(qǐng)專利作為防腐劑，1953年WHOFAO同意其作為食品防腐劑。,山梨酸毒理學(xué)依據(jù)： 山梨酸是一種毒性較低的食品防腐劑，其毒性僅為苯甲酸的14。山梨

13、酸的生理代謝作用和其他脂肪酸一樣，通過水合、脫氫、氧化等作用最后生成二氧化碳和水，并釋放出能量，因而山梨酸及其鹽類是對(duì)人體無害的食品防腐劑。ADI：025mgkg ；大鼠經(jīng)口LD50：10.5gkg 。 苯甲酸的毒性比山梨酸大，許多國(guó)家已逐漸用山梨酸取代苯甲酸作食品防腐添加劑。 山梨酸鉀 LD50：大鼠經(jīng)口4 920mgkg. ADI：025 mgkg 。,山梨酸類抗菌劑的抑菌機(jī)理,有關(guān)山梨酸類抗菌劑的抑菌機(jī)理，現(xiàn)仍無定論，概括起來是對(duì)酶系統(tǒng)的作用、對(duì)細(xì)胞膜的作用及對(duì)芽孢萌發(fā)的抑制作用。在不同條件下可能有不同的機(jī)制在起作用。 對(duì)酶系統(tǒng)的抑制作用是由于進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的山梨酸分子和細(xì)胞中各種巰基酶的結(jié)

14、合而使這些酶失活。山梨酸類抗菌劑主要是抑制霉菌、酵母菌及一些好氧性細(xì)菌(如沙門氏菌、大腸桿菌、假單胞菌、副溶血性弧菌等)，而對(duì)乳酸菌則幾乎沒有什么抑制作用。因此在產(chǎn)酸型發(fā)酵食品的生產(chǎn)中，山梨酸(01)可抑制表面酵母及其有害微生物的生長(zhǎng)，而不影響正常發(fā)酵過程。 山梨酸抑菌作用與pH值有關(guān)，隨pH值下降而抑菌作用加強(qiáng)，因?yàn)閜H值未解離分子增多。盡管在低pH值范圍其抑菌作用最強(qiáng)，但山梨酸類抗菌劑在pH值為60左右仍有效，與其他抗菌劑最高作用pH值相比，算是較高。如丙酸pH值最多為505。5，苯甲酸 pH值最高為4045。,應(yīng) 用,山梨酸無毒害作用且抗菌很廣，幾乎在所有pH值低于6o的食品中都可使用。

15、現(xiàn)主要用于乳制品(005030)、焙烤食品、蔬菜、水果制品、飲料等抑真菌劑。各類蔬菜類制品(包括腌菜、泡菜)都廣泛的應(yīng)用水溶性山梨酸鹽類作防腐劑。由于山梨酸的口感溫和且基本無味，因而比其他抗菌劑更適合于水果產(chǎn)品的保鮮。目前果汁、果醬、果漿、果子罐頭都用山梨酸作保鮮劑。在焙烤食品中山梨酸雖然沒有丙酸用途廣泛，但因其抑真菌作用較丙酸強(qiáng)，且在較高pH值仍有效，因此仍有作用。為了不干擾酵母的發(fā)酵過程，應(yīng)在面團(tuán)發(fā)好后加入。在不同酵母發(fā)酵的焙烤食品中，則應(yīng)盡早加入，以便均勻分布。肉中添加山梨酸鹽，不僅可抑制真菌，而且可抑制肉毒羧菌、冷育菌及一些病原菌(沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜核菌)，從而降低亞硝

16、酸鹽的用量。,注意：是用山梨酸做食品防腐劑時(shí)，要特別注意食品衛(wèi)生，若食品被微生物嚴(yán)重污染，山梨酸變成為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不但不能抑制微生物繁殖，反而加速食品腐敗。 優(yōu)點(diǎn)：一旦與亞硝酸鹽作用可提高亞硝酸鹽的護(hù)色作用、對(duì)芽孢桿菌的抑制、減少毒素的形成。 缺點(diǎn)：一旦食品中有菌體生長(zhǎng)。它反而促進(jìn)其生長(zhǎng)。,對(duì)羥基苯甲酸酯類（尼泊金酯類）,物化性能：白色結(jié)晶粉末或無色結(jié)晶，易溶于醇，醚和丙酮，極微溶于水，沸點(diǎn)270-280。 用 途:主要用作有機(jī)合成、食品、化妝品、醫(yī)藥的殺菌防腐劑，也用作于飼料防腐劑。,對(duì)羥基苯甲酸甲酯,對(duì)羥基苯甲酸,結(jié)構(gòu)式：對(duì)羥基苯甲酸乙酯,俗名尼泊金乙酯。無色或白色結(jié)晶性粉末，幾乎無

17、嗅，稍有澀味。熔點(diǎn)116-118。對(duì)光和熱穩(wěn)定。無吸濕性。微溶于水。易溶于乙醇、丙二醇。 分子式：C9H10O3;相對(duì)分子量為166.18。 藥理作用】 本品對(duì)真菌的抑菌效果較強(qiáng)，但對(duì)細(xì)菌的抑菌效果較弱。用作抑菌防腐劑，廣泛用于液體制劑及半固體制劑，也可用于食品及化妝品的防腐。,廣泛應(yīng)用：尼泊金酯是國(guó)際上公認(rèn)的廣譜性高效食品防腐劑,美國(guó)、歐洲、日本、加拿大、韓國(guó)、俄羅斯等國(guó)都允許尼泊金酯在食品中應(yīng)用。被廣泛應(yīng)用于醬油、醋等調(diào)味品、腌制品、烘焙食品、醬制品、飲料、黃酒以及果蔬保鮮等領(lǐng)域。尼泊金酯類包含尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯、尼泊金丁酯、尼泊金辛酯以及尼泊金甲酯鈉、尼泊金乙酯鈉、尼泊金

18、丙酯鈉、尼泊金丁酯鈉鹽以及復(fù)合尼泊金酯鈉，根據(jù)物化特性的不同應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、有機(jī)合成以及其他行業(yè)的防腐。,對(duì)羥基苯甲酸乙酯,尼泊金甲酯亦稱對(duì)羥基苯甲酸酯,由于它具有酚羥基結(jié)構(gòu),所以抗細(xì)菌性能比苯甲酸、山梨酸都強(qiáng)。其作用機(jī)制是:破壞微生物的細(xì)胞膜,使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)變性,并可抑制微生物細(xì)胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性。尼泊金酯的抑菌活性主要是分子態(tài)起作用,且其分子內(nèi)的羥基已經(jīng)酯化,不再電離,所以它在pH38 的范圍內(nèi)均有很好的抑菌效果。而苯甲酸和山梨酸均為酸性防腐劑,它們?cè)趐H 5.5 的產(chǎn)品中抑菌效果很差。尼泊金酯的安全性很高,以乙酯為例,其LD50為5000mg/ kg ,ADI 為010

19、mg/ kg ,而苯甲酸的LD50為2530mg/ kg ,ADI 為05mg/ kg , 山梨酸的LD50 為7630mg/ kg ,ADI為025mg/ kg ,由于尼泊金酯的添加量只有山梨酸、苯甲酸的1/ 101/ 5 ,因此其相對(duì)安全性比山梨酸高得多。,丙酸鈉與丙酸鈣,CH3CH2COONa, 相對(duì)分子量為96.60 （CH3CH2COO)2nH2O, 相對(duì)分子量為186.22,丙酸鈉為白色晶體粉末，無臭，有特殊氣味，易溶于水，在空氣中吸潮。 丙酸鈣把愛色晶體粉末，無臭。對(duì)光和熱穩(wěn)定，有吸濕性，以溶于水。 毒理學(xué)依據(jù)： 丙酸鈉：小鼠經(jīng)口LD50 ：5.1g/kg，ADI不做限制。 丙酸

20、鈣：大鼠經(jīng)口LD50：3.34g/kg, ADI不做限制。 應(yīng)用：其抑菌能力主要是對(duì)霉菌，對(duì)其它微生物有很小的抑制作用，故常用于面包、糕點(diǎn)的防腐。并且，丙酸鈣可補(bǔ)充食品中的鈣質(zhì)。,雙乙酸鈉 （SDA）,結(jié)構(gòu)式:：CH3-CO-ONa.CH3-CO-OH.XH2O 分子式：C4H7NaO4.XH2O 相對(duì)分子量142.9 無水 性能：白色結(jié)晶，帶醋酸氣味。易吸濕，極易溶于水，加熱至150C以上分解。,毒理學(xué)依據(jù)：LD50為小鼠口服3.31g/kg體重，大鼠口服4.96g/kg體重。其ADI （日允許攝入量）015mg/kg體重(FAO/WHO.1994)。美國(guó)聯(lián)邦政府法規(guī)發(fā)布了“雙乙酸鈉在食品醫(yī)

21、藥及化妝品中容許限量被撤除”。 功效：抗微生物劑（防霉、防腐）香味劑及輔料PH調(diào)節(jié)劑。是一種新型食品添加劑，具有高效防腐、防霉、保鮮及增加食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的功效。,正確使用與發(fā)展食品防腐劑,使用防腐劑應(yīng)注意的問題 減少原料染菌機(jī)會(huì) 食品加工用的原料應(yīng)保持新鮮、干凈，所用設(shè)備、儀器要嚴(yán)格消毒。原料中菌數(shù)越少，所加防腐劑防腐效果越好； 確定合理的添加時(shí)機(jī) 不同產(chǎn)品添加時(shí)機(jī)不同； 適當(dāng)增加食品的酸度 在不影響食品風(fēng)味的情況下，增加酸度可減少防腐劑的添加量； 與熱處理并用 熱處理可減少微生物數(shù)量，提高防腐劑的防腐效果； 分布均勻,針對(duì)防腐劑對(duì)象合理用藥,某些防腐劑的抗菌譜 細(xì) 菌 酵 母 霉 菌 亞硝酸鹽

22、 + 一 一 亞硫酸鹽 + + + 丙 酸 + 一 + 山梨酸 + + + 苯甲酸 + + + 對(duì)羥基苯甲酸酯類 + + + 乳酸鏈球菌素 + 一 一 注：“一”無作用；“+”微弱作用；“+”中等作用；“+”強(qiáng)烈作用。,食品防腐劑的混配使用,防腐劑的協(xié)同作用 、增效作用和拮抗作用 （1）協(xié)同作用：一種防腐劑抑菌效果是有限的，當(dāng)二種以上的防腐劑共同應(yīng)用時(shí) ，其抑菌效果會(huì)大大增強(qiáng)。 （2）增效作用：食品中的一些成分本身無抑菌作用，但它們卻能增強(qiáng)或削弱防腐劑的抑菌能力，如檸檬酸、葡萄糖酸、Vc等 。 （3）拮抗作用：降低防腐劑的抑菌能力如CaCl2,食品防腐劑交替使用,長(zhǎng)期使用一種防腐劑會(huì)使防腐劑效

23、果降低，使微生物產(chǎn)生抗藥性。 注意：一是具有交叉性的藥劑的交替使用沒有意義；二是不要認(rèn)為使用不同商品名稱的藥劑就是交替使用。 防腐保鮮必須立足于“防”與“?！?在食品防腐保鮮中，對(duì)于微生物必須立足于“防”，對(duì)于食品固有的色、香、味、形與營(yíng)養(yǎng)成分必須立足于“?！?。,天然防腐劑,目前，世界各國(guó)都在致力于廣譜、安全、高效的食品防腐劑的研發(fā)。近年來，隨著人們生活和消費(fèi)水平的提高，食品加工的需求也越來越向“綠色”和“天然”等方向轉(zhuǎn)變，因此，天然、安全的功能性食品防腐劑的開發(fā)就成為必要。目前主要是從動(dòng)植物或微生物及其代謝產(chǎn)物中分離制得，如從蒜、生姜、花椒、丁香、黑胡椒等許多香辛料和傳統(tǒng)中草藥等植物中可提取

24、有效抑菌成分。,天然防腐劑也稱天然有機(jī)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(duì)人體無毒害，并能增進(jìn)食品的風(fēng)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(jī)酸、甲殼素和殼聚糖、某些細(xì)菌分泌的抗菌素等都能對(duì)食品起到一定的防腐保藏作用。,天然動(dòng)物型食品防腐劑 1.精蛋白 精蛋白是在魚類精子細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)小而簡(jiǎn)單的含高精氨酸的強(qiáng)堿性蛋白質(zhì)，它對(duì)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(qiáng)抑制作用，但對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌抑制效果不明顯。研究發(fā)現(xiàn)，

25、魚精蛋白可與細(xì)胞膜中某些涉及營(yíng)養(yǎng)運(yùn)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(jìn)而抑制細(xì)胞的新陳代謝而使細(xì)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。,2蜂膠 蜂膠是蜜蜂賴以生存、繁衍和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。各國(guó)科學(xué)家經(jīng)過研究證實(shí)，蜂膠是免疫因子的激活劑，它含有的黃酮類化合物和多種活性成分，能顯著提高人體的免疫力，對(duì)糖尿病、癌癥、高血脂、白血病等多種頑癥有較好預(yù)防和治療效果。同時(shí)，蜂膠對(duì)病毒、病菌、霉菌有較強(qiáng)的抑制、殺滅作用，對(duì)正常細(xì)胞沒有毒副作用。因此在食品中添加蜂膠不僅是一種天然的高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品，而且可以

26、作為天然的食品添加劑。近年來研究還發(fā)現(xiàn)，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(hù)牙作用，可防止齲齒的形成，同時(shí)還可以逐漸消除牙垢。,3.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(duì)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(qiáng)的抑制作用而不影響食品風(fēng)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(guó)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(bào)道。隨著科研工作者對(duì)甲殼素的研究深入，其應(yīng)用也必然越來越廣泛。,植物源天然防腐劑,國(guó)內(nèi)外對(duì)植物源食品天然防腐劑的研究異常活躍，究其原因

27、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(guó)眾多學(xué)者進(jìn)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(yàn)，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。,1.茶多酚 大量實(shí)驗(yàn)表明，茶多酚對(duì)人體有很好的生理效應(yīng)。它能清除人體內(nèi)多余的自由基，改進(jìn)血管的滲透性能，增強(qiáng)血管壁彈性，降低血壓，防止血糖升高，促進(jìn)維生素的吸收與同化。還有抗癌防齲、抗機(jī)體脂質(zhì)氧化和抗輻射等作用。此外，茶多酚還具有很好的防腐保鮮作用，對(duì)枯草桿

28、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、啤酒酵母菌等均有抑制作用。 2.香精油 香精油蘊(yùn)藏在熱帶的芳香植物的根、樹皮、種子或果實(shí)的提取物中，一直是人們比較感興趣的天然防腐劑之一。丁香油中含有丁香酚、鞣質(zhì)等。研究發(fā)現(xiàn)，丁香油對(duì)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(duì)熱穩(wěn)定，其突出特點(diǎn)是抑制真菌作用強(qiáng)。,3.大蒜素 大蒜所含有的大蒜辣素對(duì)痢疾桿菌等一些致病性腸道細(xì)菌和常見食品腐敗真菌都有較強(qiáng)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(dāng)?shù)目咕饔谩Ｆ淇咕阅茉?/p>

29、高溫下下降很多，因此應(yīng)用大蒜提取物防腐保鮮最好在較低溫度（85）下進(jìn)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。,微生物型防腐劑,是近年來開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。例如：日本的傳統(tǒng)食品納豆中含有的納豆菌，可產(chǎn)生抗菌蛋白，納豆菌抗菌蛋白具有廣譜抗菌作用，對(duì)很多微生物具有一定的作用，特別是對(duì)志賀氏菌、金黃色葡萄球菌和異常漢遜酵母具有較強(qiáng)的抗菌作用。另外，可從海洋生物中制備食品防腐劑，如海藻中存在許多具有抗菌活性的物質(zhì)，如瓊脂低聚糖、海藻糖等。值得一提的是，我國(guó)目前一些天然香料辛料或中草藥型防腐劑以及一些生物型防腐劑等尚處于實(shí)驗(yàn)室研究或中試研究階段，很多產(chǎn)品還沒有工業(yè)化生產(chǎn)，這給食品工業(yè)

30、生產(chǎn)中的批量應(yīng)用帶來不便，如果依靠從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格相當(dāng)昂貴，必將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的升高?？梢?，新型、天然、高效的功能性食品防腐劑的研發(fā)具有很大的潛力和市場(chǎng)。,常用的微生物防腐劑 乳酸鏈球菌素(Nisin) 是由多種氨基酸組成的多肽類化合物，可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被人體吸收利用。1969年，聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織世界衛(wèi)生組織(FAOWHO)食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)確認(rèn)乳酸鏈球菌素可作為食品防腐劑。1992年3月我國(guó)衛(wèi)生部批準(zhǔn)實(shí)施的文件指出：“可以科學(xué)地認(rèn)為乳酸鏈球菌作為食品保藏劑是安全的”。能有效抑殺革蘭氏陽性細(xì)菌，尤其對(duì)細(xì)菌的芽孢有很好抑制效果。能有效抑制肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、枯草

31、芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌等引起的食品腐敗。一般對(duì)霉菌、酵母菌和革蘭氏陰性細(xì)菌是無效的。對(duì)細(xì)菌的抗菌機(jī)理有：可以抑制細(xì)胞壁中肽聚糖的生物合成。還通過干擾細(xì)胞v 膜的正常功能，造成細(xì)胞膜的滲透，養(yǎng)分流失和膜電位下降，從而導(dǎo)致致病菌和腐敗菌細(xì)胞的死亡。最適活性PH值為3，在堿性條件下溶解度很小，穩(wěn)定性也差，因此對(duì)堿性食品的防腐保鮮效果不顯著。 應(yīng)用：現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于乳制品、罐頭制品、魚類制品和酒精飲料中。, 納他霉素（又稱游鏈霉素，商品名為霉克）納他霉素是一種天然、廣譜、高效安全的酵母菌及霉菌等絲狀真菌抑制劑，它不僅能夠抑制真菌，還能防止真菌毒素的產(chǎn)生。納他霉素對(duì)人體無害，很難被人體消化道吸收，而且

32、微生物很難對(duì)其產(chǎn)生抗性，同時(shí)因?yàn)槠淙芙舛群艿偷忍攸c(diǎn)，通常用于食品的表面防腐。納他霉素是目前國(guó)際上唯一的抗真菌微生物防腐劑。1997年我國(guó)衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)納他霉素作為食品防腐劑。 作用機(jī)理 是與真菌的麥角甾醇以及其他甾醇基團(tuán)結(jié)合，阻遏麥角甾醇生物合成，從而使細(xì)胞膜畸變，最終導(dǎo)致滲漏，引起細(xì)胞死亡。目前該產(chǎn)品已經(jīng)在50多個(gè)國(guó)家得到廣泛使用。 應(yīng)用：主要應(yīng)用于乳制品、肉制品、發(fā)酵酒、飲料等食品的生產(chǎn)和保藏。 我國(guó)食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)比準(zhǔn)使用的微生物防腐劑只有乳酸鏈球菌素和納他霉素。, 8-聚賴氨酸 8-聚賴氨酸的研究在國(guó)外特別是在日本已比較成熟，我國(guó)剛剛起步。它是由鏈霉素產(chǎn)生的一種具有抑菌功效的

33、多肽，進(jìn)入人體后可以完全被消化吸收，不但沒有任何毒副作用，而且可以作為一種賴氨酸的來源。它具有抑菌譜廣、水溶性好、安全性、抑菌范圍廣等特點(diǎn)。賴氨酸發(fā)酵液對(duì)多種菌有抑制作用。其中作用明顯的有金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、紅酵母。同時(shí)聚賴氨酸也具有一定的抗噬菌體的能力。它能吸附到細(xì)胞膜上，破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞的物質(zhì)、能量和信息傳遞中斷，并導(dǎo)致胞內(nèi)溶酶體膜破裂而誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生自溶作用，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。聚賴氨酸的應(yīng)用處于研發(fā)階段，在食品方面目前尚未列入使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 應(yīng)用：在日本，8-聚賴氨酸已被批準(zhǔn)作為防腐劑添加于食品中，廣泛用于方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產(chǎn)品、醬類、醬油、魚片和餅干

34、的保鮮防腐中。,徐紅華（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士生導(dǎo)師，主要研究研究方向：食品化學(xué)與食品營(yíng)養(yǎng)）等研究了8-聚賴氨酸對(duì)牛奶的保鮮效果。當(dāng)采用420mgL的8-聚賴氨酸和2甘氨酸復(fù)配時(shí)，保鮮效果最佳，可以保存11d，并仍有較高的可接受性，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)8-聚賴氨酸和其他天然抑菌劑配合使用，有明顯的協(xié)同增效作用，可以提高其抑菌能力。 在美國(guó)，研究者建議把8-聚賴氨酸作為防腐劑用于食品中。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)8-聚賴氨酸可與食品中的蛋白質(zhì)或酸性多糖發(fā)生相互作用，導(dǎo)致抗菌能力的丟失，并且8-聚賴氨酸有弱的乳化能力。因此8一聚賴氨酸被限制于淀粉質(zhì)食品。, 溶菌酶 溶菌酶是一種無毒蛋白質(zhì)，能選擇性地分解微生物的細(xì)胞壁，在細(xì)胞內(nèi)對(duì)吞

35、噬后的病原菌起破壞作用從而抑制微生物的繁殖。特別對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌有較強(qiáng)的溶菌作用，可作為清酒、干酪、香腸、奶油、生面條、水產(chǎn)品和冰淇淋等食品的防腐保鮮劑。,微生物防腐劑使用方式及注意問題,保護(hù)性培養(yǎng)：是指菌株直接作為生產(chǎn)菌種，或者配合生產(chǎn)菌種加入培養(yǎng)基中，使其在生產(chǎn)中釋放出抑菌物質(zhì)。 添加“粗”抑菌物：是將產(chǎn)抑菌物菌株大規(guī)模培養(yǎng)結(jié)束后，將菌體滅活或者除去，把培養(yǎng)物直接加到食品中去。 添加“純”抑菌物：是將抑菌物制分離、提取、純化后加入到食品中。 三種方法各有所長(zhǎng)，為了使防腐劑充分發(fā)揮作用，采取哪種方式，一取決于被保護(hù)食品的特性和微生物抗菌物質(zhì)是否充分抑制該食品中腐敗菌的生長(zhǎng)，能否在食品中擴(kuò)散均

36、勻，活力是否被食物中某些成分破壞或加工過程中損失。,注意的問題,抑菌物本身對(duì)人體完全無害； 在消化道內(nèi)降解成事物的正常成分； 對(duì)事物進(jìn)行熱處理是降解為無害成分； 不影響消化道菌群； 不影響藥物抗菌素的使用。,天然防腐劑的發(fā)展趨勢(shì),總的來說，理想的食品防腐劑應(yīng)該具有以下的特點(diǎn)： 應(yīng)用廣譜性，對(duì)絕大多數(shù)的造成食品腐敗變質(zhì)的微生物有抑制，最好有殺滅作用； 對(duì)人體安全； 使用量盡量到最少，在其最低濃度下就可以抑菌； 對(duì)食品本身不會(huì)造成異味的產(chǎn)生和顏色的變化以及保持原有風(fēng)味； 來源豐富且價(jià)格低廉。,果蔬保鮮防腐劑,主要類型,溶液浸泡型,吸附型,熏蒸型,苯并咪唑及其衍生物,新型抑菌劑,防護(hù)型殺菌劑,植物生

37、長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,中草藥煎劑,乙烯吸收劑,吸氧劑,CO2吸附劑,仲丁胺,O3,SO2,最常用的熏蒸劑,主要用于葡萄保鮮,二氧化氮、聯(lián)苯,常 用 的 果 蔬 保 鮮 劑,噻苯咪唑 (別名：噻苯噠唑、殺菌靈、涕必靈) 分子量：210.19 熔點(diǎn)：304305 結(jié)構(gòu)式： 性狀：白色或米黃色結(jié)晶或粉末。味微苦，無臭。 毒理學(xué)依據(jù) 1LD50 小鼠口服2400mg/kg體重； 大鼠口服3600mg/kg體重。 2.ADI 00.1mg/kg體重（FAO/WHO，1994）。,使用注意事項(xiàng) （1）本品為廣譜性抗真菌劑，但對(duì)軟腐細(xì)菌等無效。其抑菌機(jī)制認(rèn)為是在DNA的合成和細(xì)胞復(fù)制方面有干擾作用。 （2）本品具有內(nèi)吸

38、性，即它可通過蒸騰流而在整個(gè)植物內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)分布。 （3）本品具有很長(zhǎng)的殘效，它可控制感染，而且可抑制芽孢發(fā)芽、干擾菌絲體的生長(zhǎng)，并影響分生孢子的形成。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生抗性菌系。,使用范圍及使用量 （1）我國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760-1996）規(guī)定：可用于水果保鮮，最大使用量為0.02mg/kg。具體應(yīng)用可制成膠懸劑，液劑等供浸果，也可制成果醬和煙薰劑，用于柑桔、香蕉、等貯藏期防腐。 （2）WHO/FAO規(guī)定：在水果中的最高殘留限量（MRL）：蘋果，10mg/kg；香蕉（全果）3mg/kg；香蕉、果肉，0.4mg/kg；柑桔，1mg/kg。 （3）日本食品衛(wèi)生法規(guī)（1985）規(guī)定：噻苯咪

39、唑殘留量：柑桔類，10mg/kg；香蕉（全果），3mg/kg；香蕉（果肉），0.4mg/kg。,仲丁胺： 是一種有氨臭的無色液體，溶于水、乙醇、乙醚、丙酮， 熔點(diǎn) -104.5 、沸點(diǎn)：62.5 。 分子式 C4H11N；CH3CH2CHNH2CH3 結(jié)構(gòu)式： 分子量：129.24。,毒理學(xué)依據(jù) 1LD50 ：大鼠口服660mg/kg體重。仲丁胺的毒性試驗(yàn)，證明仲丁胺是實(shí)際屬于無毒試劑；無致癌、無致畸作用；殘留量分析結(jié)果符合國(guó)際組織允許的范圍。 2. 使用： 水果、蔬菜貯藏期防腐保鮮劑。用于通風(fēng)庫(kù)貯藏柑桔、蘋果、梨及冷庫(kù)貯藏草莓、梨、西紅柿、西瓜、哈密瓜、黃瓜、蒜苔及青椒等，可延長(zhǎng)貯藏個(gè)月。

40、3.體內(nèi)代謝：進(jìn)入人體后可迅速被腸道吸收，并廣泛分布于肌肉、肝、腎、脂肪等組織中。不經(jīng)過肝臟代謝，主要經(jīng)尿液排出體外。仲丁胺可迅速排出體外，具有良好的水溶性，故無蓄積作用。吸收快、代謝快、無蓄積是仲丁胺在動(dòng)物體內(nèi)代謝的重要特點(diǎn)。,使用注意事項(xiàng) （1）本品不應(yīng)添加于加工食品中，只在水果、蔬菜貯藏期防腐使用。 （2）本品對(duì)霉菌有很好抑菌殺菌作用，但對(duì)細(xì)菌、酵母效果不佳，氣相或液相作為水果、蔬菜貯藏期防腐的有效濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為2.510-3。 （3）仲丁胺及其易分解的鹽類（如碳酸鹽、亞硫酸氫鹽）均具有薰蒸性。本品的衍生物可制成乳劑、油劑、煙薰劑、蠟劑等使用。且可與多種殺菌劑、抗氧化劑、乙烯吸收劑等

41、配合使用；也可加到塑料膜及包裝箱、包果紙等包裝材料中起到防腐保鮮作用。 （4）市售的保鮮劑如克霉靈、保果靈、桔腐凈等，均是以仲丁胺為主要有效成分的制劑。,乙氧基喹：（別名 虎皮靈、抗氧喹） 性狀 淡黃色至琥珀色粘稠液體，在光照和空氣中長(zhǎng)期放置逐漸變?yōu)榘底厣后w，但不影響其抗氧化作用，沸點(diǎn)134136(13.33Pa)，折射率1.5691.672，相對(duì)密度1.0291.031，不溶于水，可與乙醇任意混溶。 分子式:C14H19NO 結(jié)構(gòu)式： 分子量：217.31 毒理學(xué)依據(jù) LD50 小鼠口服168018080mg/kg 體重.大鼠口服1470mg;kg體重。 應(yīng)用：防腐劑、水果保鮮劑。 該品作

42、為飼料、食品抗氧化劑應(yīng)用較廣，將該品噴霧在脫水飼料或收獲前的飼料作物上，可防止脂肪、蛋白質(zhì)飼料在貯存過程中變質(zhì)?？捎糜诰S生素A和維生素E等藥品的保存。該品也可用于蘋果、梨子等水果的保鮮。也是污染性橡膠防老劑（抗氧劑AW），主要用于天然橡膠和合成橡膠，特別是丁苯橡膠?？寡跣院涂钩粞跣詢?yōu)越，耐候性、耐熱性和耐屈撓龜裂性亦佳。用于蘋果和梨，能防治蘋果虎皮病。,使用注意事項(xiàng) （1）本品主要用于蘋果、梨貯藏期虎皮病的防治。可將本品制成乳液浸果，藥液濃度24g/kg，也可將本品加到包裝紙上制成包果紙，加到塑料膜中制成單果包裝袋，或與果箱等結(jié)合，借其熏蒸性而起作用。（2）本品也可與其他防腐劑等配合作用。 使

43、用范圍及使用量 （1）我國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760-1996）規(guī)定：蘋果保鮮可按生產(chǎn)需要適量使用，殘留量為1mg/kg.（2）其他國(guó)家規(guī)定：用作食品、飲料、油脂及藥品等的抗氧劑，如將其用于維生素A或胡羅卜素中可使產(chǎn)品性能穩(wěn)定。應(yīng)用在食品中可保持食品的新鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可使油類不酸敗變質(zhì)，對(duì)飼料保鮮和貯存都有很大好處，作為紅辣粉的護(hù)色抗氧也有效，用量為0.1g/kg以下。,保鮮防腐劑使用中應(yīng)之一的問題,不可夸大果蔬保鮮劑的作用 對(duì)癥下藥 選用適當(dāng)?shù)谋ｕr劑濃度合作用條件 保鮮劑配伍要合理 防止抗性菌株的出現(xiàn) 要按照保鮮劑的說明用藥, 偏酸性的不宜和偏堿性藥劑配合 配合后產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)，引起果蔬要害的不能配伍 混合后出現(xiàn)破壞劑型的不能配伍,殺菌劑,殺菌劑實(shí)際上也是防腐劑的一部分，具有良好的防腐性能。 這種殺菌劑通常有強(qiáng)殺菌消毒能力，但化學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定，易分解，故作用不持久，且有異臭。因此，很少直接用于食品加工，主要是用來對(duì)設(shè)備、容器、半成品和水的殺菌消毒。,殺菌劑,還原型殺菌劑 由于它具有還原能力而其殺菌作用的，如：亞硫酸及其鹽類。,氧化性殺菌劑 借助于氧化能力而其殺菌作用。,漂白粉和漂白精 （1）漂白粉 漂白粉是氫氧化鈣、氯化鈣和次氯酸鈣的混合物，其主要成分是次氯酸Ca(ClO)2 ，有效氯含量為30%-