天然食品防腐剂的研究进展

!"#
!""#$%&’$!($)*$+
食品研究与开发
食品保鲜
［!)］ 硝酸盐含量由原来的 !"# $% & ’% 降到 (# $% & ’% 。 *+,+- 用于香肠生产也很普遍 ， *+,+- 是 美 国 联 邦 肉 类检验法 规 认 可 的 用 于 干 香 肠 和 半 干 香 肠 中 的 防 腐剂。在其他蛋白质食品如牛舌、 鱼子酱等中， 过分 的热处理会明显改变其质地和外观。加入 *+,+- 后 仅需 (" . 的热处理可以延长各种肉类及鱼类三明 治的贮存期。 /0!0(010/ 酒精饮料 实践证明， !## 23 & $4 的 *+,+- 应用于啤酒能控 制乳酸菌和啤酒片球菌引起的腐败， 而对啤酒的外 观、 风味、 发酵特性等无任何不良影响。对于巴氏灭 菌的成品， 在灭菌前 加 入 ， 可降低热处理时间和温 度， 也可减少在灭菌 过 程 中 的 污 染 ， 并能延长瓶装 啤酒的贮存期。*+,+- 应用于蒸馏酒酿造中， 可有效 地阻止肠膜明串珠菌、 啤酒片球菌和乳酸杆菌的生 长， 提高产品得率 !# . 左右。还可用 *+,+- 代替传 统的酸洗法清除酵母菌中污染的乳酸菌， 传统的酸 洗法对酵母的生命力 、 发酵力、 凝聚性有不良的影 响， 而使用 *+,+- 后， 效果良好。 /01 其它天然食品防腐剂的研究 （56+78,9-） /010! 壳聚糖 即脱乙酰甲壳质， 又称甲壳素， 它是从虾壳、 蟹 壳中提取的一种天然多糖，具有较强的抗菌作用。 实验表明， 在质量分数为 #0##( 时， 壳聚糖对大肠杆 菌、 普通变形杆菌、 枯草杆菌、 金黄色葡萄球菌均有 较强的抑制作用。壳聚糖的主要抑菌对象是细菌， 但是通过 和 其 他 原 料 制 成 复 合 制 剂 可 以 扩 大 它 的 ［!:］ 抑菌谱。顾芯等人 试验表明， 壳聚糖;中草药复合 制剂在 <="0#>?0# 的范围内可以成功的抑制细菌、 霉菌的生长， 从而可 以 将 食 品 的 保 存 期 延 长 ， 并且 ［!@］ 不改变食品原来的色泽和风味。王益 用壳聚糖对 鸡蛋的涂膜保鲜试验也取得了很好的效果。其抑菌 机理为壳聚糖能够在物品的表面形成半透膜， 这层 半透膜能够有效地阻止病菌的侵入和生长。壳聚糖 不溶于水而溶于醋酸 、 乳酸中， 所以在应用时通常 将其溶解于食醋中。 /0101 蜂胶 蜂胶是由西方蜜蜂从植物幼芽与树干上采集 来的树脂 ， 并混入它的上颚腺分泌物和蜂蜡加工而 成的具有芳香气味的胶状固体物［1#］ 。研究表明， 蜂 胶中含有大量活跃的还原因子， 因其较强的抗氧化 性， 可用作油脂和其 他 食 品 的 天 然 抗 氧 化 剂 ； 蜂胶 多酚类化合物具有抑制和杀灭细菌的作用 ， 经过降 解其最终产物是苯甲 酸 ， 是一种天然防腐剂； 蜂胶 还可用作 食 品 天 然 添 加 剂 ， 改 善 食 品 的 口 味 和 色 泽； 也可以用作食品 功 能 增 强 剂 ， 增强食品的保健 ［1!］ 作用。 A7 *9B9BC 等 对蜂胶液对酸奶中菌群体系 的影响进行了研究 ， 指出蜂胶液能有效抑制脱脂乳
本的 +5=5 等证实， ./0/1 对鼠的半致死剂量 B43% 约 与普通盐的 B43% 相近。同年， 为 C %%% :D & ED 体重 ， 英国的 F=88G8= 等用大剂量 - 超过正常剂量 # %%% 倍 在正常剂量下， 2 长期饲养的方法证实： ./0/1 的应用 是安全 的 。 英 国 和 前 苏 联 的 商 业 部 门 对 其 生 产 的 其中包括致 ./0/1 进行了广泛的毒性和生物学研究， 癌性、 存活性、 再生性、 血液化学、 肾功 能 、 脑功能、 应激反 应 及 动 物 器 官 病 理 学 等 的 研 究 ， 结 果 表 明 ［#,H#3］ 。./0/1 是多肽物质， 食用后在消 ./0/1 是安全的 化道很快被蛋白水解酶消化吸收， 因而不会改变肠 道内的正常菌群的存活。实验证明， 人们在吸入含 没 ./0/1 液体 #% :/1 后，没有测出唾液中有 ./0/1 ， 有活化 ./0/1 的数据。抗 菌 素 交 叉 抗 性 研 究 表 明 ， 链霉素、 红霉素 ./0/1 与其他医用抗菌素如青霉素、 等都无交叉抗性， ./0/1 也不会诱导出细菌对这些抗 ［#3］ 菌素的抗性 。 在食品上的应用 !"#","$ ./0/1 ./0/1 是目前世界上唯一允许使用在食品防腐 方面的抗菌肽， 在食品上应用也非常广泛。我国于 #66% 年 ! 月 $6 日将其列为国标 I(JK7 的 #66% 年 增补品种中， 可以用于罐藏食品、 植物蛋白食品、 乳 制品以及肉制品。 应用于灭菌融化涂抹干 !"#","$"# 乳制品 加工乳酪： 酪十分有效。使用 ./0/1 可以使干酪中的芽孢杆菌 量降到最低程度， 能有效地抑制梭状芽孢杆菌的生 长和毒素的产生， 延长产品的保存期并能使产品在 常温下保存。一般认为其有效防腐 浓 度 为 $3 :D & 考虑到在加工和贮藏过程中的活性损失， 在投 ED， 料 时 应 以 不 少 于 #%% :D & ED 产 品 的 用 量 计 算 。 牛 奶： 牛奶营养丰富 ， 极易腐败变质目前多采用巴氏 灭菌和冷藏来延长货架期， 但在牛奶中的细菌孢子 仍能存活。添加 ./0/1 可有效地抑制孢子生长发育， 且可以 保 持 其 品 质 处 于 最 佳 状 态 。 现 已 成 功 地 将 灭菌乳、 风味乳、 罐炼 ./0/1 应 用 于 全 脂 消 毒 牛 乳 、 乳、 再制乳等。 !"#","$"$ 肉制品 用 #%, NO & :B 的 ./0/1 处 理 鲜 肉 的 LM@1D 等［#7］ 表面， ./0/1 对 B/0?8=/5:<1<PQ?<D8180， >?5*MQR<P<P9 P@05@=8@0， >?=8*?<P<PP@0 有 抑 制 作 用 ， 在 室 温 下 ./0/1 延 迟 表 面 接 种 B/0?8=/5:<1<PQ?<D8180 和 如果放在 3 T >?5*MQR<P<PP@05@=8@0 的鲜肉至少 # S， 条件下， 而 B/0?8=/5:<1<PQ?<D8180 被 延 迟 $ 周 多 ， >?5*MQR<P<PP@05@=8@0 未生长。 #6K# 年 U5Q:51 等提 出， ./0/1 可以用作硝酸盐的替代物或辅料用于烟熏 火 腿 。 他 把 火 腿 料 做 成 浆 状 ， 接 种 LR<0?=/S/@: J 0*<=D8180V’!7C6 -#%! 个 & :B2，混匀 ，在 C% T 加热 $"3H!"% M，在 *+ 3"CH 7 "3 下，加入 ! %%% NO & :B 的 在 !C T存放 37 S， 能完全控制微生物的生长， ./0/1 ，
!
是生物大分子， 且有相当大的一部分吸附或镶嵌于 生物膜系统中， 而生物膜系统是微生物进行能量转 化、 物质代谢等生命活动的主要场所。防腐剂动态 性踞留生物膜相后 ， 可直接而迅速地破坏依赖于膜 结构完 整 性 的 能 量 代 谢 和 细 胞 及 细 胞 器 赖 以 生 存 的对物质的选择性， 并可导致胞内溶酶体膜破裂而 诱导微生物产生自溶作用。 # 已经开发的天然食品防腐剂 ",! 天然肽类食品防腐剂的研究 （-./01.23 ） ",!,! 溶菌酶 溶 菌 酶 又 称 胞 壁 质 酶 或 ) —乙 酸 胞 壁 质 聚 糖 水解酶，是一种比较稳定的碱性蛋白。 !4%% 年由 鸟类 5632789 从鼻黏液中发现。它的来源可以是鸡、 蛋清， 人的组织和分泌液， 植物， 微生物。由于它在 蛋清中含量最丰富， 因此多数商品溶菌酶是从蛋清 中提取的。目前， 溶菌酶大致可以分为以下几种： #!$ 内 ):乙酰己糖胺酶， #%$ 酰胺酶， #"$ 内肽酶， #;$!:!， " 和 !! ， < 葡聚糖和甘露聚糖酶， #=$ 壳多糖酶。溶菌 酶具有多种药理作用， 如抗感 染 、 消炎、 消肿、 增强 体内免 疫 机 能 的 功 效 。 溶 菌 酶 的 作 用 机 理 是 切 断 ): 乙酰胞壁酸和乙酰葡萄糖胺之间的 !:!， ; 糖苷 ［>］ 键， 这是大多数活菌细胞壁外膜的构成部分 ， 使得 细胞因为渗透压不平衡而破裂， 因此它能够溶解细 菌细胞。溶菌酶可以用作婴儿食品的良好添加剂， 它在婴儿生长发育所需的一种必需抗菌蛋白， 对杀 死肠道腐败菌、 增强抗感染能力具有特殊作用。张 宗岩［%"］ 报道它能够促进乳酪蛋白的乳化、 也有助于 其消化吸收。溶菌酶作为防腐剂在干酪、香肠、 奶 油、 糕点等食品上的应用也有报道已经取得了较好 的效果［%?@］ 。 单独使用溶菌酶作为防腐保鲜剂使用有 一定的局限性，它只能分解芽孢细菌的活细胞， 不 能分解芽孢； 它只对革兰氏阳性菌有较强的溶菌作 用， 而对革兰氏阴性菌没有太大作用。因此在使用 时需要其他的成分添加来促进它的防腐效果［>］ 。陈 ［4］ 舜胜 以虾等水产品为试样采用保鲜液和溶菌酶复 合保鲜， 结果表明 该 复 合 保 鲜 剂 的 作 用 显 著 ， 在其 他相同条件下， 可以延长保鲜期约一倍时间。
食品保鲜
食品研究与开发
!""#$%&’$!($)*$+
!"#
!"#"$ 鱼精蛋白
鱼精蛋白是一种多聚阳离子肽， 主要存在于各 类动物的 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 !% 个左右的氨基酸残基组成， 其中 $ & ! 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 ’ 型、 等 ( 型及 ) 型菌的发育。王南舟［#%］ 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 *+ 使用范围。鱼精蛋白是 精氨酸含量丰富的蛋白类物质， 有很高的营养性和 功能性。因此， 鱼精蛋白不仅逐渐在食品中得到了 应用，而且在医学领域也得到了应用研究发现， 鱼 精蛋白可 与 细 胞 膜 中 某 些 涉 及 营 养 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， 因此它具有 降血压、 助呼吸、 促进消化、 抑制肿瘤、 抗血栓、 强化 肝功能、 抑制血液凝固等功能［##］ 。 !"#"! 昆虫抗菌肽 人们用细菌、 菌疫苗、 某些化学物质及超声波 诱导后可 以 在 昆 虫 血 淋 巴 中 产 生 的 一 系 列 能 够 杀 死细菌的因素， 其中很多是多肽类物质［#$］ 。抗菌肽 分子量很小， 结构高度紧密。其抗菌的作用机制是 在细胞膜上形成了微孔， 导致膜的通透性增加以及 能量产生系统的破坏。它主要是对细菌进行很强的 抗菌活性， 而对真核 细 胞 基 本 不 起 作 用 ， 所以可以 应用于食品防腐剂。同时， 抗菌肽也有很好的热稳 定性， 这也使得它可以用于热加工食品。 !"#", 乳酸链球菌素-./0/12 !"#","# ./0/1 及其安全性 ./0/1 是由 !, 个氨基酸残基组成，含有 3 个硫 但 醚键形成的分子内环 ./0/1 的分子量为 !3# %45， 经常出现二聚体或四聚体。./0/1 分子为天然酸性， 在 酸 性 条 件 下 呈 现 最 大 稳 定 性 " #673 年 +8/189 ;<=/0 和 >?@:A< 已证实了各种食品中的 ./0/1 :511、 ［#!］ 在热处理过程中的这种防护作用 。 ./0/1 与其它细 菌素一样，在一定范围内对微生物有抗菌作用。 酵母和霉菌， 而对许 ./0/1 不抑制革兰氏阴性细菌、 多革兰氏阳性菌， 包括葡萄球菌属、 链球菌属、 小球 菌属、 乳杆菌属的某 些 种 ， 大部分梭菌属和芽孢杆 菌属的孢子有强烈的抑制作用。人们在利用 ./0/1 的同时， 对其安全性进行了系统的研究。 #67$ 年日
!"#
!""#$%&’$!($)*$+
食品研究与开发
食ຫໍສະໝຸດ Baidu保鲜
天然食品防腐剂的研究进展
杜 芸 （杭州轻工技工学校， 浙江 杭州 "!AAA; ）
摘要： 对天然食品防腐剂的现状及其作用机理， 已开发的天然食品防腐剂和其存在的问题等进行了综述。并指出进一 步研究的方向。 关键词： 天然； 食品防腐剂； 研究进展
食品防腐剂现状 随着我国改革开放的进一步深入， 食品工业已 经成为国民经济的三大支柱产业之一。由于食品在 加工、 保藏、 消费过程中容易受 到 细 菌 、 酵母菌、 霉 菌等一系列微生物的侵染， 这就决定了食品防腐剂 在食品工业中将发挥很重要的作用。通过防腐剂抑 制或杀灭微生物， 可以起到阻止、 延缓食品的变质， 甚至提高食品的品质。食品防腐剂一般分为合成防 腐剂和天然防腐剂， 过去人们大都使用合成防腐剂 ， 比如苯甲酸、 山梨酸及其盐类、 对羟基苯甲酸脂类 等。但经长期的研究 ， 发现一些合成防腐剂有诱癌 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现象 ， 亚硝酸盐和硝酸盐可能 会生成致癌的亚硝胺。随着人们生活水平的提高， 人们对于防腐剂的要求也越来越高， 不但要求防腐 剂安全、 无毒而且要求防腐剂的营养化、 功能化。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 ， 近年来天然防腐剂的研究和开发利用成 了食品工业的一个热点 。 经过许多科学家多年的精 心研究 ， 现已开发了许多种天然防腐剂 ， 并且发现 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 ， 是今后开发的方向［!］ 。 " 天然食品防腐剂的作用机理 传统研究认为， 食品防腐败剂的作用机理主要 表现在如下 " 个方面： #!$ 作用于细胞壁和细胞膜系 统； #%$ 作用于遗传物质或遗传微粒结构； #"$ 作用 于 酶或功能蛋白。近年来， 人们进一步研究发现， 防腐 剂主要是 抑 制 微 生 物 的 呼 吸 作 用 ， 导 致 能 量 物 质 &’( 和还原物质 )&*+ 亏缺，所有合成代谢受阻， 活性的动态膜结构不能维持， 代谢方向趋于水解最 后产生细胞自溶。大量的实验表明， 各种天然防腐 剂对呼吸途径都有一定的抑制作用， 并与典型的呼 吸途径抑制剂存在显著区别， 但专一性低。可以推 测， 不同的抗菌剂的抗菌谱与抗菌效力存在差异可 能与所作用于的呼吸途径及抑制强度有关。食品防 腐剂的作用对象主要是生物学膜系统和酶系统。酶