生物防腐剂在食品中的应用

生物防腐剂在食品中的应用

班级:09生物技术学号:130906016 姓名:贾晓琳指导老师:原霁虹

【摘要】随着社会的发展和生活水平的提高，食品保鲜技术越来越受到重视，采用先进的保鲜技术设备，将安全无毒的天然防腐剂应用到食品中已得到较好的效果，综述了几种天然生物防腐剂的特性和抑菌机理以及在食品中的应用和一些最新的研究成果。

【关键词】生物防腐剂，保鲜，食品

引言

生物防腐剂指从生物体通过生物培养、提取和分离技术获得的具有抑制和杀灭微生物的食品的营养丰富，极易受微生物污染而腐败变质。为了保证食品的食用安全性，人们采用了许多方法来保藏食品，如盐渍、罐藏、冷藏等。但在一定条件下，配合使用防腐剂作为保藏的辅助手段对防止食品的腐败有显著的效果，因此防腐剂依为重要的食品添加剂之一，在食品工业中被广泛使用。

一般认为，食品防腐剂对微生物的抑制作用是通过影响细胞亚结构而实现的，这些亚结构包括细胞壁、细胞膜、与代谢有关的酶、蛋白质合成系统及遗传物质。由于每个亚结构对菌体而言都是必须的，因此食品防腐剂只要作用于其中的一个亚结构便能达到杀菌或抑菌的目的。以下介绍常用的生物防腐剂乳酸链球菌素、纳他霉素、聚赖氨酸。

1.乳酸链球菌素

是一种多肽化合物，是乳酸链球菌属微生物的代谢产物，进入人体后易被植物蛋白酶分解，因此是一种安全、无毒、高效的天然食品防腐剂。对老酸杆菌等部分细菌有抑制作用，并能产生酸和过氧化合物。过去把乳酸链球菌素称为抗菌素。然而抗菌素一般不允许用作食品防腐剂。可是乳酸链球菌素所产生的链球菌属早在1908年已在牛奶中发现，1957年又在农家乳酪上发现，说明已有相当长的时间在使用而无明显的不良反应，故目前由乳酸菌生成的抑制剂不用抗菌素的名字而称为杆菌素，可以用作食品防腐剂。能有效地抑制致使食品腐败的革兰氏阳性菌（G+）的生长和繁殖，特别

是对耐热性芽孢杆菌、肉毒梭菌、李斯特菌及其所产生的芽孢有强烈的抑制效果，可用于肉制品、乳制品、植物蛋白食品等的防腐保鲜。

通过病理学家研究以及毒理学试验都证明乳酸链球菌素（Nisin）是完全无毒的。乳酸链球菌素可被消化道蛋白酶降解为氨基酸，无残留，不影响人体益生菌，不产生抗药性，不与其它抗生素产生交叉抗性。世界上有不少国家如英、法、澳大利亚等，在食品中的添加乳酸链球菌素量都不作任何限制，成为食品防腐剂中的一个特例。在添加乳酸链球菌素的包装食品中，可以降低灭菌温度，缩短灭菌时间，降低热加工温度，减少营养成份的损失，改进食品的品质和节省能源，并能有效地延长食品的保藏时间。还可以取代或部分取代化学防腐剂、发色剂（如亚硝酸盐），以满足生产保健食品、绿色食品的需要。

1.1特性：

（1）能有效抑制革兰氏阳性菌，如耐热性芽孢杆菌、肉毒梭菌、李斯特菌及其所产生的芽孢，在一定条件下也可抑制部分革兰氏阴性菌；

（2）保证食品质量，提高食品品质，延长食品的货架期，降低返货率；

（3）热稳定好，热处理后的活性损失较少；

（4）添加量低，一定程度上节约了成本；

1.2乳酸链球菌素在食品中的用途

1.2.1在肉制品中的应用乳酸链球菌素可用于火腿、鱼类等高蛋白食品，明显改善其质地外观，延长保存期，并可取代或降低亚硝酸盐的用量，研究表明：75m9／L 的乳酸链球菌素即可达到]50m9／L亚硝酸盐的防腐效果。

1.2.2在乳制品中的应用乳酸链球菌素最早用于干酪的防腐，成功地解决了这类食品中厌氧梭菌芽孢的萌发和毒素的产生，随后又成功地应用于全脂消毒牛乳、灭菌乳、风味乳、淡炼乳、再制乳等各种乳制品的防腐和保鲜，添加30～50IU／mL的乳酸链球菌素可使鲜奶的货架期延长1倍。

1.2.3在罐藏食品中的应用将乳酸链球菌素用于罐头食品的防腐和保鲜可以很好地保持内容物的营养价值和良好感观：色、香、昧、形、质地等。

1.2.4在酿造工业中的应用将乳酸链球菌素添加到发酵罐中防止和控制污染、减弱巴氏灭菌、延长非巴氏灭菌或生啤的货架期，如啤酒发酵过程中即使加入1000IUIm的乳酸链球菌素也不会影响啤酒酵母的生长和旺盛发酵，而杂菌却得到有效抑制。

2.纳他霉素

是一种多烯烃大环内酯类抗真菌剂，它对几乎所有的酵母菌和霉菌都有抗菌活性，不仅能够抑制真菌，还能防止真菌霉素的产生。

其分子是一种具有活性的环状四烯化合物，含3个以上的结晶水，其外观白色（或奶油色），为无色、无味的结晶粉末，分子式C33H47NO13，分子量为665.73。微溶于水、甲醇，溶于稀酸、冰醋酸及二甲苯甲酰胺，难溶于大部分有机溶剂。在pH值高于9或低于3时，其溶解度会有所提高，在大多数食品的PH范围内非常稳定。纳他霉素具有一定的抗热处理能力，在干燥状态下相对稳定，能耐受短暂高温（100℃）；但由于它具有环状化学结构、对紫外线较为敏感，故不宜与阳光接触。纳他霉素活性的稳定性受PH值、温度、光照强度和氧化剂及重金属的影响，所以产品应该避免与氧化物及硫氢化合物等接触。

2.1食品用途

纳他霉素是一种天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂，它不仅能够抑制真菌，还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素对人体无害，很难被人体消化道吸收，而且微生物很难对其产生抗性，同时因为其溶解度很低等特点，通常用于食品的表面防腐。纳他霉素是目前国际上唯一的抗真菌微生物防腐剂。97年我国卫生部正式批准纳他霉素作为食品防腐剂。目前该产品已经在50多个国家得到广泛使用。主要应用于乳制品、肉制品、发酵酒、饮料果汁，方便食品，烘烤食品，香基等的生产和保藏。

在食品中使用范围及最大使用量

的研究，以了解在老鼠的食物中添加高达50000mg/kgε-多聚赖氨酸的亚慢性及慢性饲养的生物检测中，没有毒理学影响的原因。对老鼠进行急性口服毒性实验，发现ε-多聚赖氨酸实际是无毒的，口服量高达5g/kg时死亡率为0。

ε-多聚赖氨酸添加于食品中仅需微量就能奏效，且不会影响食品口味感，可做食品的天然保存剂。它天然安全，符合消费者的健康需求。在日本，利用ε-多聚赖氨酸作为食品保存剂的生产规模发展迅速，市场规模达数十亿日元。ε-多聚赖氨酸应用于糕点、面包食品中，能有效的抑制耐热性芽孢杆菌的增殖，延长保存期;应用于低糖低热量食品，如乳蛋白冰淇淋、奶油制品等，可改善其保存性;在低温软罐头食品中加微量ε-多聚赖氨酸可防止杀菌后产生异味;在冷藏食品中添加ε-多聚赖氨酸能起到保证质量的效果。

3.2缺乏赖氨酸的症状

缺乏赖氨酸的症状包括疲劳，虚弱，恶心，呕吐，头晕，没有食欲，发育迟缓，贫血等。可以在医疗专业人员建议下采取赖氨酸营养补品。赖氨酸每日的建议摄入量是儿童每磅体重10毫克，成年人每天在3000-9000毫克之间。已经证明它对一些特定疾病是有益的。已知赖氨酸的功效包括治疗单纯疱疹病毒和带状疱疹引起的唇疱疹。摄入赖氨酸可以大大缩短治愈的时间。研究已经表明，它具有改善免疫系统，抵制单纯疱疹和带状疱疹病毒的功效，一些研究还表明，赖氨酸的功效还可能包括防止骨质流失（可造成骨质疏松症），因为它能够帮助身体组织吸收钙。结合其他氨基酸可以促进骨骼活力，并通过增加女性胶原蛋白预防骨质疏松症。增加胶原蛋白可以促进骨骼和结缔组织更强大和更柔韧。

3.3必要性和作用

研究表明，赖氨酸与某些非甾体抗炎药结合，能够成功的治疗与经前综合症和月经初潮相关的偏头痛和腹部绞痛。尽管还需要进一步的研究获得更确切的答案，但是赖氨酸改善这些问题的可能性令研究人员非常兴奋。

3.3.1必要性

赖氨酸是人体需要的一种氨基酸，一种不可缺少的营养物质。人们知道，蛋白质是构成人体细胞的主要成份，食物中的蛋白质进入人体后经过消化先分解成氨基酸，然后人体又利用这些氨基酸再合成新的人体蛋白质，如免疫抗体、消化酶、血浆蛋白、生长激素等都是合成后的人体蛋白质。在合成蛋白质的各种氨基酸中，L-赖氨酸是最重要的一种，少了它，其它氨基酸就受到限制或得不到利用，科学家称它为人体第一必需氨基酸。近年来，科学家还发现，L-赖氨酸是控制人体生长的重要物质抑长素中