生物防腐剂研究进展
摘要：本文综述了近年来开发的生物防腐剂，介绍了其特点及在食品工业工业中的应用情况，另外总结了一些生物防腐剂的，并展望了未来生物防腐剂的发展趋势。
关键词：生物防腐剂，特点，不足，趋势
Abstract:This paper reviews the development of bio-preservatives, describes its characteristics and application in the food industry.Besides some shotages of preservatives are summaried, and the development trend of biological preservatives in the future is predicted.
Key words: bio-preservative; characteristic; shotage;trend
长期以来由于天然防腐剂[1]的成本较高，在食品加工中未能得到普遍应用，而以山梨酸钾、苯甲酸钠为代表的人工合成防腐剂因其价格低廉、防腐效果好而在食品加工中得到了广泛应用。然而，研究发现一些人工合成的防腐剂有诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题，如苯甲酸盐，可能会引起食物中毒，亚硝酸盐和硝酸盐可能会生成致癌的亚硝胺。此外，目前的化学防腐剂抗菌能力有限，由于抗菌失效而导致食品变质的中毒事件时有发生。而天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点，因此开发高效、安全、稳定的天然防腐剂已成为食品科学研究的热点之一。天然防腐剂不但对人体健康无害，而且还具有一定的营养价值，随着研究的深入，被揭示的天然抗菌物质越来越多。天然防腐剂[2、3]根据其来源，又可分为三类：源于天然植物、源于动物和源于微生物类的天然防腐剂。
1生物防腐剂类型
天然食品防腐剂一般是从植物、动物、微生物中直接分离提取的，具有防腐作用的一类物质，也称作生物防腐剂，是食品防腐剂开发的主要方向之一。根据来源可分为 3 种类型。
1.1动物源天然防腐剂
动物源天然防腐剂是指从动物体内提取出来的防腐剂。常用的主要包括：蜂胶、 鱼精蛋白、壳聚糖等。
蜂胶及其作用机理 蜂胶是蜜蜂用从植物幼芽与树干上采集的树脂，混入其上颚分泌物和蜂蜡加工而成的具有芳香气味的胶状固体物。其化学成分极为复杂，主要成分约 20 种黄酮，同时含有维生素矿物质、氨基酸等营养物质。研究表明，蜂胶中含有大量活跃的还原因子，因其具有较强的抗氧化性，可用作油脂和其他食品的天然抗氧化剂；蜂胶多酚类化合物具有抑制和杀灭细菌的作用，经
过降解其最终产物是苯甲酸，是一种天然防腐剂。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，从而延长了畜产和水产的保鲜时间，防止其腐败变质。
鱼精蛋白 鱼精蛋白[4]是一种多聚阳离子肽，主要存在于鲑、鲟、鲱等鱼成熟精巢组织中，与核酸紧密结合在一起，以核精蛋白的形式存在。这是一种小而简单的球形碱性蛋白质，其分子量小，通常在一万以下，一般由 30 个左右的氨基酸残基组成，其中 2/3 以上是精氨酸。作为食品防腐剂，从二十世纪八十年代后期开始出现在食品添加剂行列。鱼精蛋白具有无臭、无味、热稳定性好、安全无毒的特点，且具有广谱抑制活性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的生长；对革兰氏阳性菌、酵菌、霉菌也具有明显抑制效果；而且能有效地抑制肉毒梭状芽孢秆菌中的 A 型、B 型及 E 型菌的发育。王南舟等人发现在中性和偏碱性的条件下，鱼精蛋白的防腐效果更好。目前广泛使用的防腐剂多为酸性防腐剂，在中性和碱性条件下防腐效果不理想，所以鱼精蛋白拓宽了防腐剂的pH 使用范围。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。
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，具有较强的抗菌作用，在浓度 0.4% 时对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用，其抑制机理主要为壳聚糖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。由于壳聚糖不溶于水而溶于醋酸、乳酸中，所以在应用时通常将其溶解于食醋中。我国 1991 年批准使用的甲壳素是一种无毒性，优良的天然果蔬防腐剂。
1.2植物源天然防腐剂
研究植物提取物作为防腐剂是国内外开拓食品防腐剂新领域的研发热点. 国内外许多研究者在这方面进行了大量的研究工作, 也取得了大量成果。
茶多酚 茶多酚是从茶叶中提取的多酚类复合体, 大约占茶叶干重的 20%～30%，对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、炭疽病菌等有抑制作用。茶多酚具有抗氧化的原因是由于含有 60%～70% 的儿茶素物质，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。王绍美等研究发现，将茶多酚应用在水果、蔬菜的保鲜方面，可以抑制细菌繁殖，保持其色泽。同时，由于其具有多个酚羟基，具有供氧活性，可以将分子中的氢直接提供给果实中的 Vc ，减少其损失。
香辛料 香辛料一般指生长在热带或亚热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实, 具有调味增香的作用, 其中不少种有抑菌防腐、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，将这些成分协同起来可得到效果更好的防腐剂。通过近些年的研究发现, 香辛料能抑菌防腐, 真正起作用的是其精油, 而目前研究与开发食品防腐剂使用的大多也是香辛料的精油或者提取物。对芳香植物精油的抗菌性能进行的研究表明, 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, 从而干扰了能量代谢的酶促反应。
中草药 多年来, 我国学者对中草药抗菌作用进行了大量研究工作, 发现多种中草药具有抑菌作用, 其抑菌范围广, 对常见病原菌淋病球菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及黄曲霉等都有较强的抑制作用。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多数是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, 从而对微生物起到抑制或杀死作用。
其他植物提取物 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。
1.3微生物源防腐剂
常见的有细菌素、乳酸链球菌素、纳他霉素等。
细菌素 由细菌产生的抑菌物质称为细菌素[5]，它是一种多肽或多肽与糖和脂的复合物，由包括乳酸菌在内的很多种细菌合成。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。
乳酸链球菌素 乳酸链球菌素是世界公认安全的天然食品防腐剂。1995年首先将乳酸链球菌用作食品防腐剂，成功控制了由肉毒梭菌引起的奶酪膨胀腐败。我国于20世纪90年代批准使用。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。在一定范围内对微生物有抗菌作用，不抑制革兰氏阴性细菌、酵母和霉菌，而对许多革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属、乳杆菌属的某些种，大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子有强烈的抑制作用。乳酸链球菌素和溶菌酶一起作用，有协同作用，可以更有效地防止食品腐败，对食品的色、香、味、口感无不良影响，已广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
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, 商品名称为霉克，是一种高效的真菌抑制剂。纳他霉素[6]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细胞质渗漏，直至死亡，从而抑制了产品中的真菌，保证了产品的质量，而目前已广泛应用于乳制品、罐装食品、啤酒、方便食品、焙烤食品等领域的防腐保鲜。但是其对细菌没有抑制作用。 2生物防腐剂在肉品保鲜[7、8]中的应用
白建对冷却猪肉的保鲜期进行了研究，通过试验得出使用生物保鲜剂—溶菌酶并采用真空包装，保鲜期达到15d 时，色泽红润、TVBN 值仍在一级鲜度的标准内，且在整个过程中能有效控制肉样的pH 变化，保鲜效果较好。马美湖[10]等进行GNa 液、溶菌酶、Nisin 单一因子对冷却肉保鲜效果的比较试验研究，研究表明，溶菌酶单独使用时显著优于GNa ，略优于Nisin ，且溶菌酶对抑制细菌总数的增殖、减缓TVB-N 值上升具有及其重要的作用。当前国内外保鲜剂开发的方向是多种防腐剂混合形成复合保鲜剂，这既能扩大原单一保鲜剂的作用范围，还能降低单一保鲜剂的作用量，同时得到更好的保鲜效果。乳铁蛋白[11]与溶菌酶联合作用后能增强抑菌效果，溶菌酶首先对细胞壁进行溶解，乳铁蛋白使胞壁溶解完全或不完全的细菌粘连在一起而产生协同抑菌作用。马美湖等[12]人采用复合保鲜的方法对分割托盘小包装冷却肉的保鲜技术进行了研究，研究发现在非真空托盘包装保鲜的条件下，Nisin 、溶菌酶、GNa 的共同使用，对细菌的增长有一定的抑制作用，而且能有效抑制脂肪的酸败。马美湖[12]对溶菌酶、乳酸菌肽（Nisin ）在冷却肉中的保鲜效果，结合山梨酸钾保鲜成分，进行了正交试验分析，采用浓度为2.5% 的Nisin ，浓度为2.5% 的溶菌酶和2%的山梨酸钾，用乳酸将这种冷却肉保鲜液调pH 至4.5，保鲜效果良好，保鲜时间达到30d 左右。孙卫青进行了天然保鲜液对冷却猪肉保鲜效果的研究，结果发现：由壳聚糖（0.5%）、混合香辛料浸提液(2.5%)、蜂胶(0.1%)、Nisin-溶菌酶(0.15%)和茶多酚(0.5%)混合得到的保鲜液贮存稳定性好，对各种菌的抑制力均较强，可使冷却猪肉表面的初始菌数降低 1-3 个数量级，在贮存第21 天，细菌总数、假单胞菌属、肠杆菌科、乳酸菌、热死环丝菌和嗜冷菌的对数值分别为5.176、
5.342,5.000、5.447、3.114 和3.980，TVB-N 值为11.0 mg/100 g 种生物胺指标均达到保鲜目标要求，产品色泽为紫红色，保鲜效果很理想。郭良辉等人研究了冷藏条件下用Nisin 与溶菌酶等几种复合生物保鲜剂对三角帆蚌的保鲜效果。结果表明：Nisin 和溶菌酶单独使用或混合添加具有明显的保鲜效果，混合添加保鲜效果最佳，在其他相同的情况下，可延长保鲜期约1 倍或更长的时间。保鲜剂不只是在冷却肉保鲜中能发挥其栅栏因子的作用，在肉制品[13]中同样有效，研究表明将溶菌酶添加于熟香肠、色拉米香肠和维也纳香肠，发现加热处理后溶菌酶、NaCl 、NaNO 2，三者结合较单独使用效果要好。康怀彬等人的研究表明，
采用0.05% Nisin 、0.05% 溶菌酶、2% 乳酸钠和1% 双乙酸钠组成的复合防腐保鲜剂、真空包装和真空包装后低温二次杀菌相结合的综合保鲜技术保鲜烧鸡，能[9]
有效抑制烧鸡储藏期间的菌落总数，延缓 TVB-N 值和 TBA 值的变化，改善感官质量，烧鸡在15-20 ℃条件下贮藏保质期可达60 d。
3食品防腐剂存在的问题及发展前景
20世纪50年代以后, 已经发现了几十种生物菌素, 已被鉴定的生物菌素有乳酸链球菌产生的乳酸链球菌肤、双歧杆菌素、溶菌酶、那他霉素、泰乐菌素、聚溶素、酵母嗜杀毒素、霉菌素、抗生素等相继进人市场, 而到目前为止, 只有几种生物菌素[14]形成了小规模生产, 这些生产防腐剂的问世开创了天然防腐剂应用的先河, 但还存在着成本高，应用范围有限，作用单一，使用不方便等问题。如何找到一种更安全、更高效、更营养并且物美价廉的替代物，是值得攻克的一大难题。目前有不少天然防腐剂开发利用并投放市场，但目前使用的大部分都是粗制品， 其有效成分含量常随季节和地理环境而改变，有些天然防腐剂中到底是何种物质起作用还不甚清楚，更不用说分离出纯品进行毒理学评价。另外，各种防腐剂的作用机理、抗菌谱和可应用的范围等研究得也不够深刻。而且，天然防腐剂在实际应用中也存在很多问题，某些天然防腐剂用量少时达不到防腐效果， 用量大时可能影响食品的风味和品质，甚至产生毒副作用，例如茶多酚作为防腐剂使用时，质量分数过高会使人感到苦涩味，还会由于氧化而使食品变色。部分现已开发的天然防腐剂普遍存在抗菌谱较窄的缺点，仅使用某一种不能完全抑制所有病菌的生长，同时使用多种，也可能对人体产生毒害等等，以上都是制约天然防腐剂开发利用进程的主要因素。
生物防腐剂在食品中添加后就成为食品的一个组成部分，理想的食品防腐剂应该具有以下的特点。应用广谱性、对绝大多数造成食品腐败变质的微生物有抑制、最好有杀灭作用、对人体安全、使用量尽量最少[15]、在其最低浓度下就可以抑菌、对食品本身不会造成异味的产生和颜色的变化以及保持原有风味、来源丰富且价格低廉、其本身的稳定性要好、采用复合技术增强防腐剂对食品中污染菌的针对性、利用配料中各个组分的互补、增效作用、可以获得满意的抑菌和杀菌效果。这也是天然食品防腐剂发展的一个方向。
参考文献
[1]石立三, 吴清平, 吴惠清等. 我国食品防腐剂应用状况及未来发展趋势[J].食品研究与开发.2008,29(3):157-161.
[2]林科. 食品防腐剂的种类及其研究进展[J].广西轻工业.2009,10:9-11.
[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]王南舟, 钟立人, 黄高雄. 鱼精蛋白抗菌特性的研究[J].食品科学,2000,21(4)43:46.
[5]Mohamed Badaoui Najjar,Dimitri Kashtanov,Michael L.Chikindas Natural Antimi crobials ε-Poly-lysine and Nisin for Control of Oral Microflora[J].Probiotics and Anti
microbial Proteins.2009,1:143-147.
[6]倪瑛. 天然防腐剂—纳他霉素的研究[J].食品研究与开发,2003,24(2):107-109.
[7]储玉玲, 王德生. 生物防腐剂和气调保鲜在食品中的应用[J].食品研究与开发.2 009,30(8):163-166.
[8]孙卫青, 等. 天然保鲜液对冷却猪肉保鲜效果的研究[J].中国农业科学.200 7,40(8):1835-1842.
[9]白建. 冷却肉保鲜技术的新研究[J].肉类研究. 2009,4(122):617:43-45.
[10]马美湖, 葛长荣, 张凤凯. 三种保鲜剂的比较试验[J].肉类研究,2003,1:32-37.
[11]黄海青, 汪以真. 乳铁蛋白肽的研究进展[J].中国兽药杂志,2004,38(6):15-18.
[12]马美湖, 等. 冷却肉生产中保鲜技术的研究[J].食品科学,2005,26(3):235-243.
[13]MARIAM.THERON,JANF.R.LUES.Organic Acids and Meat Preservation:A Re view[J].Food Reviews International.2007,23:141-158.
[14]中华人民共和国国家标准(GB 2760-2007)《食品添加剂使用卫生标准》. 中华 人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会.2008,8:62,75.
[15]F.javier senorans,Elena lbanez,Alejandro Cifuentes.New trends in food Proces sing[J].critical reviews in food science and nutrition.2003,43(5):507-526.
生物防腐剂研究进展
摘要：本文综述了近年来开发的生物防腐剂，介绍了其特点及在食品工业工业中的应用情况，另外总结了一些生物防腐剂的，并展望了未来生物防腐剂的发展趋势。
关键词：生物防腐剂，特点，不足，趋势
Abstract:This paper reviews the development of bio-preservatives, describes its characteristics and application in the food industry.Besides some shotages of preservatives are summaried, and the development trend of biological preservatives in the future is predicted.
Key words: bio-preservative; characteristic; shotage;trend
长期以来由于天然防腐剂[1]的成本较高，在食品加工中未能得到普遍应用，而以山梨酸钾、苯甲酸钠为代表的人工合成防腐剂因其价格低廉、防腐效果好而在食品加工中得到了广泛应用。然而，研究发现一些人工合成的防腐剂有诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题，如苯甲酸盐，可能会引起食物中毒，亚硝酸盐和硝酸盐可能会生成致癌的亚硝胺。此外，目前的化学防腐剂抗菌能力有限，由于抗菌失效而导致食品变质的中毒事件时有发生。而天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点，因此开发高效、安全、稳定的天然防腐剂已成为食品科学研究的热点之一。天然防腐剂不但对人体健康无害，而且还具有一定的营养价值，随着研究的深入，被揭示的天然抗菌物质越来越多。天然防腐剂[2、3]根据其来源，又可分为三类：源于天然植物、源于动物和源于微生物类的天然防腐剂。
1生物防腐剂类型
天然食品防腐剂一般是从植物、动物、微生物中直接分离提取的，具有防腐作用的一类物质，也称作生物防腐剂，是食品防腐剂开发的主要方向之一。根据来源可分为 3 种类型。
1.1动物源天然防腐剂
动物源天然防腐剂是指从动物体内提取出来的防腐剂。常用的主要包括：蜂胶、 鱼精蛋白、壳聚糖等。
蜂胶及其作用机理 蜂胶是蜜蜂用从植物幼芽与树干上采集的树脂，混入其上颚分泌物和蜂蜡加工而成的具有芳香气味的胶状固体物。其化学成分极为复杂，主要成分约 20 种黄酮，同时含有维生素矿物质、氨基酸等营养物质。研究表明，蜂胶中含有大量活跃的还原因子，因其具有较强的抗氧化性，可用作油脂和其他食品的天然抗氧化剂；蜂胶多酚类化合物具有抑制和杀灭细菌的作用，经
过降解其最终产物是苯甲酸，是一种天然防腐剂。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，从而延长了畜产和水产的保鲜时间，防止其腐败变质。
鱼精蛋白 鱼精蛋白[4]是一种多聚阳离子肽，主要存在于鲑、鲟、鲱等鱼成熟精巢组织中，与核酸紧密结合在一起，以核精蛋白的形式存在。这是一种小而简单的球形碱性蛋白质，其分子量小，通常在一万以下，一般由 30 个左右的氨基酸残基组成，其中 2/3 以上是精氨酸。作为食品防腐剂，从二十世纪八十年代后期开始出现在食品添加剂行列。鱼精蛋白具有无臭、无味、热稳定性好、安全无毒的特点，且具有广谱抑制活性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的生长；对革兰氏阳性菌、酵菌、霉菌也具有明显抑制效果；而且能有效地抑制肉毒梭状芽孢秆菌中的 A 型、B 型及 E 型菌的发育。王南舟等人发现在中性和偏碱性的条件下，鱼精蛋白的防腐效果更好。目前广泛使用的防腐剂多为酸性防腐剂，在中性和碱性条件下防腐效果不理想，所以鱼精蛋白拓宽了防腐剂的pH 使用范围。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。
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，具有较强的抗菌作用，在浓度 0.4% 时对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用，其抑制机理主要为壳聚糖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。由于壳聚糖不溶于水而溶于醋酸、乳酸中，所以在应用时通常将其溶解于食醋中。我国 1991 年批准使用的甲壳素是一种无毒性，优良的天然果蔬防腐剂。
1.2植物源天然防腐剂
研究植物提取物作为防腐剂是国内外开拓食品防腐剂新领域的研发热点. 国内外许多研究者在这方面进行了大量的研究工作, 也取得了大量成果。
茶多酚 茶多酚是从茶叶中提取的多酚类复合体, 大约占茶叶干重的 20%～30%，对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、炭疽病菌等有抑制作用。茶多酚具有抗氧化的原因是由于含有 60%～70% 的儿茶素物质，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。王绍美等研究发现，将茶多酚应用在水果、蔬菜的保鲜方面，可以抑制细菌繁殖，保持其色泽。同时，由于其具有多个酚羟基，具有供氧活性，可以将分子中的氢直接提供给果实中的 Vc ，减少其损失。
香辛料 香辛料一般指生长在热带或亚热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实, 具有调味增香的作用, 其中不少种有抑菌防腐、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，将这些成分协同起来可得到效果更好的防腐剂。通过近些年的研究发现, 香辛料能抑菌防腐, 真正起作用的是其精油, 而目前研究与开发食品防腐剂使用的大多也是香辛料的精油或者提取物。对芳香植物精油的抗菌性能进行的研究表明, 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, 从而干扰了能量代谢的酶促反应。
中草药 多年来, 我国学者对中草药抗菌作用进行了大量研究工作, 发现多种中草药具有抑菌作用, 其抑菌范围广, 对常见病原菌淋病球菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及黄曲霉等都有较强的抑制作用。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多数是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, 从而对微生物起到抑制或杀死作用。
其他植物提取物 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。
1.3微生物源防腐剂
常见的有细菌素、乳酸链球菌素、纳他霉素等。
细菌素 由细菌产生的抑菌物质称为细菌素[5]，它是一种多肽或多肽与糖和脂的复合物，由包括乳酸菌在内的很多种细菌合成。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。
乳酸链球菌素 乳酸链球菌素是世界公认安全的天然食品防腐剂。1995年首先将乳酸链球菌用作食品防腐剂，成功控制了由肉毒梭菌引起的奶酪膨胀腐败。我国于20世纪90年代批准使用。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。在一定范围内对微生物有抗菌作用，不抑制革兰氏阴性细菌、酵母和霉菌，而对许多革兰氏阳性菌，包括葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属、乳杆菌属的某些种，大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子有强烈的抑制作用。乳酸链球菌素和溶菌酶一起作用，有协同作用，可以更有效地防止食品腐败，对食品的色、香、味、口感无不良影响，已广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
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, 商品名称为霉克，是一种高效的真菌抑制剂。纳他霉素[6]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细胞质渗漏，直至死亡，从而抑制了产品中的真菌，保证了产品的质量，而目前已广泛应用于乳制品、罐装食品、啤酒、方便食品、焙烤食品等领域的防腐保鲜。但是其对细菌没有抑制作用。 2生物防腐剂在肉品保鲜[7、8]中的应用
白建对冷却猪肉的保鲜期进行了研究，通过试验得出使用生物保鲜剂—溶菌酶并采用真空包装，保鲜期达到15d 时，色泽红润、TVBN 值仍在一级鲜度的标准内，且在整个过程中能有效控制肉样的pH 变化，保鲜效果较好。马美湖[10]等进行GNa 液、溶菌酶、Nisin 单一因子对冷却肉保鲜效果的比较试验研究，研究表明，溶菌酶单独使用时显著优于GNa ，略优于Nisin ，且溶菌酶对抑制细菌总数的增殖、减缓TVB-N 值上升具有及其重要的作用。当前国内外保鲜剂开发的方向是多种防腐剂混合形成复合保鲜剂，这既能扩大原单一保鲜剂的作用范围，还能降低单一保鲜剂的作用量，同时得到更好的保鲜效果。乳铁蛋白[11]与溶菌酶联合作用后能增强抑菌效果，溶菌酶首先对细胞壁进行溶解，乳铁蛋白使胞壁溶解完全或不完全的细菌粘连在一起而产生协同抑菌作用。马美湖等[12]人采用复合保鲜的方法对分割托盘小包装冷却肉的保鲜技术进行了研究，研究发现在非真空托盘包装保鲜的条件下，Nisin 、溶菌酶、GNa 的共同使用，对细菌的增长有一定的抑制作用，而且能有效抑制脂肪的酸败。马美湖[12]对溶菌酶、乳酸菌肽（Nisin ）在冷却肉中的保鲜效果，结合山梨酸钾保鲜成分，进行了正交试验分析，采用浓度为2.5% 的Nisin ，浓度为2.5% 的溶菌酶和2%的山梨酸钾，用乳酸将这种冷却肉保鲜液调pH 至4.5，保鲜效果良好，保鲜时间达到30d 左右。孙卫青进行了天然保鲜液对冷却猪肉保鲜效果的研究，结果发现：由壳聚糖（0.5%）、混合香辛料浸提液(2.5%)、蜂胶(0.1%)、Nisin-溶菌酶(0.15%)和茶多酚(0.5%)混合得到的保鲜液贮存稳定性好，对各种菌的抑制力均较强，可使冷却猪肉表面的初始菌数降低 1-3 个数量级，在贮存第21 天，细菌总数、假单胞菌属、肠杆菌科、乳酸菌、热死环丝菌和嗜冷菌的对数值分别为5.176、
5.342,5.000、5.447、3.114 和3.980，TVB-N 值为11.0 mg/100 g 种生物胺指标均达到保鲜目标要求，产品色泽为紫红色，保鲜效果很理想。郭良辉等人研究了冷藏条件下用Nisin 与溶菌酶等几种复合生物保鲜剂对三角帆蚌的保鲜效果。结果表明：Nisin 和溶菌酶单独使用或混合添加具有明显的保鲜效果，混合添加保鲜效果最佳，在其他相同的情况下，可延长保鲜期约1 倍或更长的时间。保鲜剂不只是在冷却肉保鲜中能发挥其栅栏因子的作用，在肉制品[13]中同样有效，研究表明将溶菌酶添加于熟香肠、色拉米香肠和维也纳香肠，发现加热处理后溶菌酶、NaCl 、NaNO 2，三者结合较单独使用效果要好。康怀彬等人的研究表明，
采用0.05% Nisin 、0.05% 溶菌酶、2% 乳酸钠和1% 双乙酸钠组成的复合防腐保鲜剂、真空包装和真空包装后低温二次杀菌相结合的综合保鲜技术保鲜烧鸡，能[9]
有效抑制烧鸡储藏期间的菌落总数，延缓 TVB-N 值和 TBA 值的变化，改善感官质量，烧鸡在15-20 ℃条件下贮藏保质期可达60 d。
3食品防腐剂存在的问题及发展前景
20世纪50年代以后, 已经发现了几十种生物菌素, 已被鉴定的生物菌素有乳酸链球菌产生的乳酸链球菌肤、双歧杆菌素、溶菌酶、那他霉素、泰乐菌素、聚溶素、酵母嗜杀毒素、霉菌素、抗生素等相继进人市场, 而到目前为止, 只有几种生物菌素[14]形成了小规模生产, 这些生产防腐剂的问世开创了天然防腐剂应用的先河, 但还存在着成本高，应用范围有限，作用单一，使用不方便等问题。如何找到一种更安全、更高效、更营养并且物美价廉的替代物，是值得攻克的一大难题。目前有不少天然防腐剂开发利用并投放市场，但目前使用的大部分都是粗制品， 其有效成分含量常随季节和地理环境而改变，有些天然防腐剂中到底是何种物质起作用还不甚清楚，更不用说分离出纯品进行毒理学评价。另外，各种防腐剂的作用机理、抗菌谱和可应用的范围等研究得也不够深刻。而且，天然防腐剂在实际应用中也存在很多问题，某些天然防腐剂用量少时达不到防腐效果， 用量大时可能影响食品的风味和品质，甚至产生毒副作用，例如茶多酚作为防腐剂使用时，质量分数过高会使人感到苦涩味，还会由于氧化而使食品变色。部分现已开发的天然防腐剂普遍存在抗菌谱较窄的缺点，仅使用某一种不能完全抑制所有病菌的生长，同时使用多种，也可能对人体产生毒害等等，以上都是制约天然防腐剂开发利用进程的主要因素。
生物防腐剂在食品中添加后就成为食品的一个组成部分，理想的食品防腐剂应该具有以下的特点。应用广谱性、对绝大多数造成食品腐败变质的微生物有抑制、最好有杀灭作用、对人体安全、使用量尽量最少[15]、在其最低浓度下就可以抑菌、对食品本身不会造成异味的产生和颜色的变化以及保持原有风味、来源丰富且价格低廉、其本身的稳定性要好、采用复合技术增强防腐剂对食品中污染菌的针对性、利用配料中各个组分的互补、增效作用、可以获得满意的抑菌和杀菌效果。这也是天然食品防腐剂发展的一个方向。
参考文献
[1]石立三, 吴清平, 吴惠清等. 我国食品防腐剂应用状况及未来发展趋势[J].食品研究与开发.2008,29(3):157-161.
[2]林科. 食品防腐剂的种类及其研究进展[J].广西轻工业.2009,10:9-11.
[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]王南舟, 钟立人, 黄高雄. 鱼精蛋白抗菌特性的研究[J].食品科学,2000,21(4)43:46.
[5]Mohamed Badaoui Najjar,Dimitri Kashtanov,Michael L.Chikindas Natural Antimi crobials ε-Poly-lysine and Nisin for Control of Oral Microflora[J].Probiotics and Anti
microbial Proteins.2009,1:143-147.
[6]倪瑛. 天然防腐剂—纳他霉素的研究[J].食品研究与开发,2003,24(2):107-109.
[7]储玉玲, 王德生. 生物防腐剂和气调保鲜在食品中的应用[J].食品研究与开发.2 009,30(8):163-166.
[8]孙卫青, 等. 天然保鲜液对冷却猪肉保鲜效果的研究[J].中国农业科学.200 7,40(8):1835-1842.
[9]白建. 冷却肉保鲜技术的新研究[J].肉类研究. 2009,4(122):617:43-45.
[10]马美湖, 葛长荣, 张凤凯. 三种保鲜剂的比较试验[J].肉类研究,2003,1:32-37.
[11]黄海青, 汪以真. 乳铁蛋白肽的研究进展[J].中国兽药杂志,2004,38(6):15-18.
[12]马美湖, 等. 冷却肉生产中保鲜技术的研究[J].食品科学,2005,26(3):235-243.
[13]MARIAM.THERON,JANF.R.LUES.Organic Acids and Meat Preservation:A Re view[J].Food Reviews International.2007,23:141-158.
[14]中华人民共和国国家标准(GB 2760-2007)《食品添加剂使用卫生标准》. 中华 人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会.2008,8:62,75.
[15]F.javier senorans,Elena lbanez,Alejandro Cifuentes.New trends in food Proces sing[J].critical reviews in food science and nutrition.2003,43(5):507-526.