食品防腐剂的种类及应用和发展趋势概述

王真真 翟心慧

(河南师范大学生命科学学院 新乡 453000)

食品防腐自古以来就与人类的生活密切相关。人类很早以前就利用腌制、酒浸等方法对食品进行防腐处理。随着社会经济的快速发展和食品需求的急剧增长，大量食物需要长途运输和再加工，简单的传统防腐方法已经不再满足需要，食品防腐剂也就应运而生。用食品防腐剂对食物进行处理可以抑制微生物的生长与繁殖，从而防止食品腐败，达到延长食品保存时间的目的。

1 食品防腐剂的作用机理

一般认为，食品防腐剂的防腐功能是通过破坏微生物的细胞结构或干扰其生理功能来实现的。例如，细胞壁以及细胞质膜、代谢酶类、核酸和蛋白质体系等结构的完整和功能的正常运转都是微生物生长繁殖所必需，缺一不可，故食品防腐剂只要干扰其中的任何一个环节就可以使微生物死亡或者停止生长。

2 食品防腐剂的种类

按照来源，可将食品防腐剂分为化学防腐剂和天然防腐剂两大类。

2.1 化学防腐剂 通过化学反应合成的防腐剂称为化学防腐剂。化学防腐剂具有高效、方便、廉价等特点，是我国应用最广泛的一类防腐剂，包括酸型、脂型和无机盐防腐剂。

2.1.1 酸型防腐剂 常用的酸型防腐剂有苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它们的盐类等[1]。酸型防腐剂要在酸性条件下通过未解离的分子而起抑菌的作用，其防腐效果与pH有关。酸型防腐剂之所以可以抑菌防腐，是由于其会干扰微生物的酶系统，使其不能行使正常代谢功能。同时酸型防腐剂对细胞膜的通透性有阻碍作用，会抑制微生物的生长与繁殖。

酸型防腐剂中的苯甲酸价格低廉，广泛应用于酱油和化妆品等日常生活用品中，但苯甲酸及其盐类的毒性副作用一直备受争议。山梨酸对霉菌、酵母菌有很强的抑制作用，是公认的高效低毒防腐剂，对食品风味没有影响，通常应用于以面粉、鱼肉、蛋禽等为原料加工而成的食品中。

2.1.2 酯型防腐剂 酯型防腐剂是指尼泊金酯类，我国普遍使用的是对羟基苯甲酸、乙酯和丙酯等。酯型防腐剂的作用机理是破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性失活，从而破坏微生物的正常生理平衡。酯型防腐剂主要应用于蔬果保鲜，较酸型防腐剂杀菌效果更强，其防腐效果也不会因为酸碱度的改变而改变，在胃肠道内能迅速完全被吸收，并能水解成对羟基苯甲酸，而从尿中排出，不在体内积蓄，因此毒性也比较低[2]。

2.1.3 无机盐防腐剂 常用的无机盐防腐剂有硝酸盐、亚硝酸盐以及含硫的亚硫酸盐类等。这类防腐剂主要是通过抑制微生物呼吸酶的活性而使微生物缺氧致死。无机盐防腐剂不仅能使食品保持新鲜，还能起到增加色泽的作用。例如，亚硝酸盐不仅可以抑制肉毒杆菌的生长，还能对鱼类、肉类进行保鲜提色，主要应用于肉类食品的腌制。

2.2 天然防腐剂 天然防腐剂一般是从动物、植物和微生物中或其代谢产物中分离提取出来的一类具有抗菌防腐作用的物质，较化学防腐剂更安全，主要包括动物源、植物源和微生物源天然防腐剂三类。

2.2.1 动物源天然防腐剂 动物源天然防腐剂是指在某些动物体内或其代谢产物中人工提取的具有防腐作用的物质，如鱼精蛋白、甲壳素及蜂胶等。鱼精蛋白主要是其分子中多聚精氨酸或多聚精氨酸以及其他少数几个氨基酸以某一种结构或形式与细菌细胞壁结合，并抑制细胞壁的形成，从而抑制细胞的代谢而使细胞死亡[3]。目前主要应用于牛奶和面包等食品中。

2.2.2 植物源天然防腐剂 植物源天然防腐剂是指从植物的根、树皮、种子等中提取的具有抑菌防腐作用的物质，如香辛料、某些中草药以及植物精油等。由于我国独特的地理环境，中草药资源十分丰富，从中草药中提取可作为防腐剂的物质在我国具有广阔的研究前景。其中，植物精油包含大量的次生代谢物，具有延缓或抑制细菌、酵母、霉菌生长的作用[4]。主要应用于牛肉、水果和蔬菜等的防腐。

2.2.3 微生物源天然防腐剂 自然界中的某些微生物或者其代谢产物具有抑菌防腐效果，可作为防腐剂使用，如乳酸链球菌素、曲酸等。其中，乳酸链球菌素被人体食用后可被消化道中的蛋白质水解酶消化成氨基酸，安全性很高，是世界上第一个用在食品防腐方面的抗生素，主要应用于各种乳制品的防腐保鲜；曲酸具有清除自由基、增强细胞活力、保护食品色泽等作用，被广泛应用于医药和食品领域[5]。

3 食品防腐剂的发展趋势

目前世界各国都在致力于研究更加高效安全的天然食品防腐剂，使其进一步在市场上推广，而天然防腐剂势必会逐渐代替化学防腐剂。例如，常用于肉类保鲜的化学防腐剂硝酸盐在还原菌的作用下所产生的亚硝酸盐与肉类蛋白质来源的胺类发生反应可生成亚硝胺，后者在体内的代谢产物具有致癌性[6]，而天然防腐剂曲酸则可以有效抑制亚硝酸盐转化为亚硝胺，从而抑制致癌物的产生。研究表明，天然防腐剂不仅对人体无害，而且还有一定的营养价值[7]。因此，天然防腐剂已经受到普遍关注，并被广泛应用。但针对天然防腐剂的应用研究仍然有着诸多亟需克服的问题，如从动植物中分离纯化较困难以及产品成本高等。各种防腐剂都有一定的作用范围，没有一种防腐剂能够抑制一切腐败性微生物，考虑到各种防腐剂自身特性的差异和应用上的局限，天然食品防腐剂未来研究和发展的方向是将几种不同来源、不同品种的天然防腐剂与化学防腐剂配合使用，减少化学防腐剂的使用量，并结合有效的灭菌方法达到杀菌抑菌效果[8]，从而协同多种防腐剂的优势，获得更好的防腐和安全效果，进一步保障饮食的卫生、健康和安全。