浅谈我国食品防腐剂的使用现状与发展趋势

浅谈我国食品防腐剂的使用现状与发展趋势
1.引言
近年来，伴随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，食品加工业也得到了很大的发展。

然而在食品加工业中，各类食品的防腐保鲜，一直是一个亟待解决的重要问题。

据估计，我国每年约有20％一30％的食物因腐败而白白损失。

食品腐败的原因很多，主要有物理、化学、酶及微生物4个方面的因素，其中微生物作用最为严重【1】。

为了防止食品腐败变质，人们用了许多方法来保藏食品，如腌渍、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作用，因此防腐剂作为食品添加剂之一，在食品工业中广泛应用。

食品防腐剂是防止因微生物作用引起食品腐败变质，延长食品保存期的一类食品添加剂。

其防腐机制主要是降低食品的水分活度和pH值，破坏微生物的生长或代谢系统的正常运行，起到抑制微生物生长、延长产品货架期的作用。

美国允许使用的防腐剂约为50种，日本约为40种，我国GB2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》明确规定了29种允许限量使用的防腐剂。

允许添加防腐剂的食品种类大致有葡萄酒、果酒、碳酸饮料、果汁饮料、酱类和酱腌菜、果酱、蜜饯、软糖、酱油、食醋、肉鱼蛋禽制品、豆制品、糕点面包类、腐乳等几十类食品【2】。

2.防腐剂概述
2.1防腐剂的定义
食品防腐剂是用以保持食品原有品质和营养价值为目的的食品添加剂, 它能抑制微生物生长活动、防止食品腐败变质从而延长保质期【3】。

2.2食品腐败
2.2.1食品腐败的危害
食品的腐败变质主要是指以微生物的作用为主而导致食品质量下降或失去食用价值的一切变化。

据不完全统计，世界上约有20%的粮油食品因霉变、腐败而浪费掉，同时还危及了人们的健康。

在美国，由沙门氏菌之类的致病菌引发的食源性疾病每年造成7000人死亡，2400-8000万人的肠胃中毒，直接经济损失高达50-170亿美元【4】。

资料显示，我国果蔬产后损失约为30％。

粮食产后损失约为10％。

挽回这些损失的手段之一就是应用防腐剂，而且蔬菜、水果、粮食、肉类的总产量中约有10％作为加工食品的原料制成各种加工食品。

因此，食品防腐是保障食品安全的重要手段。

2.2.2食品腐败变质的原因和条件
食品腐败变质是食品本身、环境因素和微生物作用三者互为条件、相互影响综合作用的结果。

其中微生物和食品中的酶起主导作用。

①使食品腐败变质的微生物主要是细菌，且绝大多数是非致病菌，其次是霉菌，再次是酵母菌。

只要未经特殊消毒灭菌，所有食品上都有微生物污染，只是污染程度轻重之不同。

②食品本身的化学组成和性质是食品腐败变质的另一个原因和条件。

一是食品中的酶，食品即使加工后，还有一部分酶仍在活动，造成食品成分的分解；二是食品中水分和营养物质，它是食品中微生物和酶类繁殖和作用的必要条件；三是食品的组织结构，质地疏松、细碎破溃、细胞壁破坏的食品最容易腐败变质。

③环境因素，凡有利于微生物污染、生长、繁殖和酶类作用的条件，都能促使食品腐败变质，例如适宜的温度、湿度，空气是否充分流通等。

2.3食品防腐剂防腐机理
（1）干扰微生物的酶系，破坏其正常的代谢，从而抑制其繁殖。

（2）改变胞浆膜的通透性使酶或代谢物逸出而导致菌体失活。

2.4影响防腐剂抑菌效果的因素
2.4.1pH值
常用的防腐剂是有机酸（如苯甲酸、山梨酸和脱氢醋酸），以分子形式并发挥防腐作用，所以只有PH较低时有利于防腐剂的抑菌。

苯甲酸（3.0~5.0）、山梨酸（<5.5）、脱水醋酸（6.5）。

2.4.2食品的微生物污染程度
一般来讲微生物的污染情况较低时防腐剂的抑菌效果就好，但当食品中微生物污染严重时则防腐剂的抑制效果差甚至完全不起作用，所以防腐剂应及时加入并防止食品的二次污染。

2.4.3分布状况(溶解与分散的程度)
防腐剂均匀分布于整体之中才能发挥抑菌作用，否则一处微生物大量繁殖可
以污染其它部分，最后导致整个食品的腐败变质。

故此对于难溶防腐剂可以采取碱溶、醇溶或热溶的方法溶解后加入。

2.4.4和加工工艺同时用
防腐剂与物理保藏如冷藏、加热、辐射等结合一起更能有效地发挥作用，如杀菌处理可以将微生物数量降低；注意的是多数防腐剂可随水蒸汽一起挥发，故应在加热完成后再加入，以免防腐剂的损失。

3. 目前我国市场防腐剂的发展状况
防腐剂按来源分，有化学防腐剂和天然防腐剂两大类。

其中最常用的以化学防腐剂为主，如苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸丙酯类、亚硝酸盐等；天然防腐剂，通常是从动物、植物和微生物的代谢产物中提取的【5】。

以下主要介绍国内常用防腐剂的种类、产品性能及使用范围。

3.1无机防腐剂
3.1.1硝酸盐及亚硝酸盐
硝酸盐及亚硝酸盐常用于肉制品的防腐和发色，其具有抗微生物作用，能抑制细菌生长及孢子形成，尤其对肉毒梭状芽孢杆菌有特殊致死作用。

这种作用在硝酸盐和亚硝酸盐的质量分数分别约为0.1%和0．01%时最为明显。

由于亚硝酸盐对人体健康的影响较大，我国对亚硝酸盐的添加量有严格的规定，规定肉制品中的亚硝酸含量≤30mg/kg，部分肉制品中最大添加量可达0.15 g/kg。

但是，经市场调查和化学检验，我国肉制品中亚硝酸盐的超标现象仍普遍存在，尤其是一些小型肉食品企业和个体加工的肉制品，极大地损害了消费者的健康。

另外，若由于原料肉不新鲜等原因，肉蛋白分解产物胺便与亚硝酸盐形成亚硝胺，其具有致癌作用。

虽然，亚硝酸盐是有争议的食品添加剂，但近来的研究显示，亚硝酸盐能阻止丙醛的形成，而丙醛对活细胞有毒害作用。

火腿、培根和咸肉等正是因为添加亚硝酸盐才能抑制丙醛的形成。

3.1.2亚硫酸及其盐
亚硫酸是强还原剂，能消耗组织中的氧，抑制好气性微生物的活动，并能抑制某些微生物活动所必需的酶的活性。

防腐用的亚硫酸盐主要有亚硫酸盐、焦亚硫酸盐和二氧化硫，其有效成分是亚硫酸分子。

由于使用亚硫酸盐后残存的二氧化硫能引起严重的过敏反应，尤其对哮喘患者，故美国食品及药物管理局(FDA)
于1986年已禁止其在生吃的新鲜果蔬中作为防腐剂使用。

在我国，部分食品加工过程中还有使用，如蜜饯、饼干、食糖、葡萄汁等等。

亚硫酸盐在食品中应用的方式有熏蒸法、浸泡法(即将清洗、除杂后原料放到含有效SO20.1～0.2 g/100 g的亚硫酸溶液中浸泡)、直接加入法、压力瓶提供SO2和使用SO2缓释剂等方法。

3.1.3固体二氧化氯【6】
稳定性二氧化氯是被世界卫生组织列为A1级安全高效广谱的绿色消毒杀菌保鲜剂。

二氧化氯是新一代的防腐剂，绿色环保又杀菌以吸水树脂聚丙烯酸为载体制的固体二氧化氯不仅安全高效广谱杀菌，且无色、无味、无毒副作用，由于其自身扩散能力强，不与食品接触，不对食品造成二次污染。

把它应用在食品包装上，可以杀菌、消毒、除臭、防霉、清新空气等。

3.2有机防腐剂
3.2.1苯甲酸钠
由于其有效成分是未解离的苯甲酸分子，所以在酸性食品中使用效果好，对酵母、霉菌都有效。

虽各国都允许使用，但因有叠加中毒现象的报道，故在使用上有争议，应用范围越来越窄。

在我国，因其价格低廉，仍广泛使用于汽水、果汁类、酱类、罐头和酒类的防腐。

3.2.2山梨酸钾
白色或微黄色结晶粉末或鳞片状，为酸性防腐剂，具有较高的抗菌性能。

山梨酸钾除了包括苯甲酸及其盐类的应用范围之外，还用于鱼、肉、蛋、禽类制品、果蔬保鲜、胶原蛋白肠衣、果冻、乳酸菌饮料、糕点、馅、面包、月饼等食品的防腐。

山梨酸在人体内可按脂肪酸氧化途径吸收利用，为公认的比较安全的防腐剂。

3.2.3对羟基苯甲酸酯类
包括对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等，其中对羟基苯甲酸丁酯防腐效果最好，应用鲜果蔬、果汁饮料、果酱，糕点陷、蛋黄陷、碳酸饮料、食醋、酱油。

林日高等【7】实验报道，对羟基苯甲酸酯比苯甲酸钠、山梨酸钾的抑菌效果更强，动物毒理试验结果表明，其毒性低于苯甲酸，是较为安全的防腐剂。

3.2.4丙酸钙
白色结晶性颗粒或粉末，元臭或略带轻微丙酸气味，对光和热稳定，易溶于水是一种安全性很好的防腐剂。

丙酸钙必须在酸性环境中才能发挥其抑菌效果，对各种霉菌、需氧芽孢杆菌、革兰氏阳性杆菌有作用较强的抑制作用，对能引起食品发粘的枯草杆菌效果尤为显著，对防止黄曲霉素的产生有特效。

应用于生湿面制品(切面、馄饨皮)、面包、豆制品、食醋、酱油、糕点等食品。

3.2.5双乙酸钠【8】
是一种常用于酱菜类食品的防腐剂，安全、无毒，防腐效果较好，在人体内最终分解产物为水和二氧化碳。

3.3天然植物中提取的防腐剂
3.3.1果胶分解物
果胶存在于苹果、葡萄、柑桔等水果和蔬菜中。

果胶的酶分解产物才有抗菌作用。

在pH小于6时抗菌性最强。

特别适用于大肠杆菌的抑制作用。

目前国际上已将其作为天然防腐剂使用，所以它更会具有广阔的发展空间。

3.3.2琼脂低聚糖
从海藻中提取的琼脂，主要成分是琼脂糖，其酶分解物即为琼脂低聚糖，它具有较强的抑菌和防止淀粉回生老化的作用，在浓度达3.11％时，能有效地减少菌落产生。

目前普遍用于挂面、面包和糕点等食品中。

3.3.3儿茶素
具有与BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基甲苯）等合成抗氧化剂相同的性能，用量少，抗氧化性强，优于天然VE的抗氧化性；同时抑菌作用相当强，能抑制葡萄球菌、大肠菌、枯草菌和绿脓菌、土壤菌、腐败菌等。

3.4来源于动物的天然防腐剂
3.4.1蜂胶黄酮防腐抗氧化剂
蜂胶是蜜蜂从胶原植物的芽孢或树干上采集来的黏性分泌物——树脂，经蜜蜂用舌腺、蜡腺分泌物以及花粉混合加工形成的一种具有特殊芳香气味的胶状物。

蜂胶的成分中的黄酮是蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分，在0.02％—0.05％的浓度下，比常用的二丁基羟基甲苯（BHT）的抗氧化性能高2倍，使得蜂胶表现出很强的抗菌、抗氧化及强化免疫等作用。

蜂胶中的化合物具有抑菌杀菌作用。

3.4.2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。

壳聚糖及其衍生物用作保鲜剂主要是利用其成膜性和御菌功能。

甲壳素经脱乙酰基后成为壳聚糖，它是由葡萄糖胺单体及N－乙酰基葡萄糖胺单体按不同比例(这一比例取决于脱乙酰度)组成的直链分子。

由于葡萄糖胺单体上有游离的氨基，故带正电荷，它可以干扰细胞表面的负电荷，导致细胞物质外泄，使微生物死亡；分子较短的壳聚糖可以进入细胞内，并与DNA结合，抑制mRNA的转录，因而起到抑制微生物细胞生长活动的作用。

壳聚糖对细菌、酵母菌、霉菌都有效【9】。

3.4.3溶菌酶
一般蛋白质含溶菌酶0％—3％左右，所以可从蛋白质中提取。

在pH值为6—7、温度在50℃条件下，溶菌酶对革兰氏阳性细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌、好气性孢子形成菌等，有较强的溶菌作用。

由于食品中的羟基和酸会影响溶菌酶的活性，因此，它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。

此外，溶菌酶是婴儿生长发育的一种必需蛋白，还能杀死肠道腐败菌，增加抗感染能力，促进婴儿肠道双歧乳酸杆菌增殖和乳酪蛋白凝乳，利于消化，很适合用作婴儿食品、饮料的添加剂。

3.4.4鱼精蛋白
鱼精蛋白是一种在鱼类精核中发现的聚阳离子肽，具有广谱抑菌活性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的生长，分子富含赖氨酸和精氨酸。

鱼精蛋白的作用机制是抑制线粒体电子传递系统中的一些特定成分，抑制一些与细胞膜有关的新陈代谢过程。

鱼精蛋白与其他天然添加剂、甘氨酸、醋酸钠等配合使用，抗菌效果更好，适用的食品防腐范围也更广。

3.5微生物类防腐剂
3.5.1红茶菌
红茶菌，俗称海宝，为传统活菌饮料。

研究表明，红茶菌液培养到第7d时，呈现愉快的酸味，对细菌G+和G-有明显的抑制作用。

以与红茶菌液相同酸度的乙酸溶液、乳酸溶液进行比较实验，三者抑菌作用较接近。

3.5.2乳酸链球菌(Nisin)
Nisin对革兰氏阳性菌有广谱抑制作用，尤其是可形成芽孢的细菌。

Nisin的抗菌效果很强，浓度是400units/mL(100 ppm)时可以杀死大多数革兰氏阳性菌。

Nisin还能抑制致病菌Listefia monocytogenesStaphylococcus aureus和Cbotulinum。

Nisin对食品中的Cbotulinum孢子有潜在的破坏作用，但不能杀死细菌孢子。

Nisin和乳酸合用能抑制肉中的金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。

乳链菌肽对某些革兰氏阴性菌也有较强的抑制作用，特别是其与EDTA共同作用可抑制沙门氏菌和其它革兰氏阴性菌，扩大了Nisin的杀菌谱。

Nisin与柠檬酸盐、磷酸盐合用也能提高其对革兰氏阴性菌的抑制效果，Nisin对酵母、霉菌没有影响【13】。

4.我国食品防腐剂使用存在的问题
食品添加防腐剂与辅助试剂的基本原则是在不影响人们身体健康的情况下，加人微量、副作用较小的试剂以达到食品防腐保鲜或改进色昧性能。

这些防腐剂或添加剂都有严格筛选和控制的标准。

当前，在国内，虽然《食品添加剂使用卫生标准》严格规定了防腐剂的种类、质量标准和添加剂量，但令人感到十分遗憾和极为担心的是，部分食品生产企业存在较严重的违规、违法乱用、滥用食品防腐剂的现象。

主要表现在以下4个方面：
4.1存在超量或超范围使用防腐剂的情况
如一些食品生产企业为了抑制产品中微生物生长的同时，让产品颜色更鲜艳，)擅自超量添加亚硝酸盐混合硝酸盐形成的违规防腐剂，并且在标识中被有意地隐瞒。

而亚硝酸盐过量使用后能与蛋白质代谢中间产物仲胺反应生成亚硝胺，有很强的致癌性，长期食用会对消费者身体健康造成极大损害。

4.2使用毒副作用相对较大的廉价防腐剂
例如山梨酸是一种不饱和脂肪酸，可参与人体正常代谢，并被转化而产生CO：和H2O。

而苯甲酸的毒性比山梨酸强，抑菌效力仅为山梨酸的1/3，但苯甲酸及其钠盐价格低廉，一些不法食品生产者，在国家规定不允许添加苯甲酸的食品中，仍以添加苯甲酸作为防腐剂。

4.3用非食品级添加物代替食品添加剂
例如使用变质的畜肉做香肠，为了不影响香肠的外观并掩盖变质的真相，使用福尔马林等作为防腐剂。

4.4采用欺骗的手段获取消费者的信赖
如一些企业在产品说明或广告中宣称“本品绝对不含任何防腐剂”，或者在产品标识中注明未加人某防腐剂，但在质量监督部门的抽检中却发现其产品中加
入了超量某防腐剂。

5.展望
随着社会生活水平的不断提高和消费者对健康的日益关注,人们对防腐剂之类的食品添加剂在安全性能上提出了更高的要求,国内外对食品防腐剂的合成、筛选、抗菌性能和抗菌机理进行了大量的实验研究，研究者开始把目光投向广谱、高效、低毒的天然防腐剂的开发。

当前食品防腐剂的发展呈如下趋势：（1）由毒性较高向毒性更低、更安全方向发展。

新型食品防腐剂必须对人体无害，进入人体后分解为营养物质；同时，进入环境中也不能污染环境。

（2）由化学合成食品防腐剂向天然食品防腐剂方向发展。

鉴于化学合成食品防腐剂存在的安全隐患，逐步由无毒无害的天然食品防腐剂替代现有的化学防腐剂是大势所趋。

当前已有的研究结果：天然食品防腐剂又分动物源食品防腐剂，如甲壳素（壳聚糖）、溶菌酶、鱼精蛋白；植物源食品防腐剂，如大蒜素、果胶分解物、琼脂低聚糖等；微生物源的食品防腐剂，如乳酸链球菌素、那他霉素等等。

（3）由高价格的天然食品防腐剂向低价格方向发展。

企业应用成本也是重要的考量指标，虽然食品添加剂添加剂量很小，但过高的成本也会增加企业产品在终端市场上的压力，使产品竞争力下降，不符合生产企业利益，难以推广应用。

因此，新的食品防腐剂成本应该能为绝大多数企业所接受。

从自然界筛选出来的天然食品防腐剂因其无毒无害，正在越来越多的引起人们的关注。

目前绝大多数天然食品防腐剂还存在不少缺陷，如成本高昂，抑菌范围狭小，对使用环境要求苛刻等等。

虽然如此，天然食品防腐剂的使用量也在迅速扩大，发展势头很猛，不可逆转。

特别是成本低、抑菌范围广、使用方便的天然食品防腐剂，必将替代现有大多数化学合成食品防腐剂而成为主流。

（4）由单项防腐向广谱防腐方向发展。

现在一些无公害食品防腐剂应用范围比较狭窄，应用条件比较苛刻，难以大范围应用，无法全面替代化学合成食品防腐剂。

因此，新的食品防腐剂应具有较大的应用范围，即广谱型。

（5）由苛刻的使用环境向方便使用方向发展。

要求新的食品防腐剂使用方便，不改变生产企业的工艺流程，不额外增加企业的使用成本。

总之，随着人类的进步，人们对身体健康寄予更高的期望值，对食品的安全
标准要求越来越高。

食品防腐剂作为食品工业中不可或缺的添加剂之一，也将越来越引起人们的关注，其安全标准也将越来越高。

我国理想的天然食品防腐剂的诞生与大规模的应用，必将为提高食品安全标准，使我国在世界上率先禁止化学合成防腐剂的使用，为提高人类食品的安全水平，树立我国形象做出巨大贡献。

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