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1天然食品防腐剂出口市场分析目录一、天然食品防腐剂相关知识介绍...........................错误!未定义书签。1.天然食品防腐剂的定义...............................错误!未定义书签。2.天然食品防腐剂的概念与分类.........................................23.天然食品防腐剂的作用模式...........................................34.微生物抵抗天然食品防腐剂的机制.....................................55.天然食品防腐剂的特点、作用机理.....................................8二、天然食品防腐剂应用举例..............................................101.动物源天然食品防腐剂..............................................102.植物源天然食品防腐剂...............................错误!未定义书签。3.微生物源天然食品防腐剂............................................174.天然食品防腐剂在食品行业的应用....................................22三、国外天然食品防腐剂的发展与市场分析..................................231.国外天然食品防腐剂的发展概述......................................232.国外天然食品防腐剂的发展趋势......................................25四、我国天然食品防腐剂现状与分析........................................271.天然食品防腐剂安全分析............................................282.协调食品防腐剂与食品安全之间的矛盾................................30五、天然食品防腐剂出口市场分析..........................................321.天然食品防腐剂未来发展的五大趋势..................................322.提升企业创新能力发展出口市场.......................错误!未定义书签。2一、天然食品防腐剂相关知识介绍1、天然食品防腐剂的定义天然食品防腐剂也称天然有机防腐剂，是由生物体分泌或者体内存在的具有抑菌作用的物质，经人工提取或者加工而成为食品防腐剂。此类防腐剂为天然物质，有的本身就是食品的组分，故对人体无毒害，并能增进食品的风味品质，因而是一类有发展前景的食品防腐剂。如酒精、有机酸、甲壳素和壳聚糖、某些细菌分泌的抗菌素等都能对食品起到一定的防腐保藏作用。2、天然食品防腐剂的概念与分类天然食品防腐剂一般是指从植物、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。根据来源可以分为3种类型；（1）动物源天然防腐剂，指从与动物相关的物质中提取得到的防腐剂，如溶菌酶、昆虫抗菌肽、蜂胶、鱼精蛋白等；（2）植物源天然防腐剂，指天然存在于植物体内，通过人工修饰、分解、蒸馏等方法制得的具有防腐作用产品，如果胶分解物、香料提取物、茶多酚、海藻提取物等;（3）微生物源天然防腐剂，指由微生物代谢产生的抗菌、抑菌物质，是近年来食品防腐剂开发的一个热点，如乳酸链球菌素、纳他霉素、曲酸等。33、天然食品防腐剂的作用模式（1）小分子有机化合物除弱的有机酸和部分螯合剂外,一些天然的具有抗菌活性的化合物在许多国家已用作食品防腐剂。其中有些天然存在于调味品中,如牛至、麝香草、莳萝、丁香及其提炼油中,而许多的中草药都具有不同程度的抗菌活性。这些化合物大多数是疏水的,而且对膜组织具有干扰作用甚至使其溶破。但要使细胞溶破死亡,需要添加高浓度的上述物质以至于其味道很大,故在实际中只是适量添加,使其抑制微生物的生长。Samy等(1998)研究表明某些印度药用植物提取物在浓度为1mol/L时具有G2抗性。而罗勒、孜然芹、香菜、胡荽等植物提取油能抵抗气单胞菌、荧光假单胞菌和金黄色葡萄球菌等微生物。其作用机制不同,如异硫氰酸盐通过形成活性硫氰酸盐自由基,氧化断裂胞外酶的二硫键使其失活,从而发挥抗菌活性。而香芹酚和麝香草酚降低大肠杆菌胞内ATP的含量并同时提高胞外ATP的含量,暗示该类化合物对细菌质膜具有破坏作用。在一个研究苯甲酸、桂皮酸和苯甲醛作用的量化结构活性关系的实验中发现,反相HPLC测试得到的其亲脂参数在说明这些化合物的抗乳酸菌模式外面很有意义。（2）膜干扰蛋白和肽类大多数天然抗菌蛋白和肽类通过破坏细胞质膜发挥作用。抗菌肽是存在于生物体内的一类广谱抗菌活性多肽,也是先天免疫4系统中重要的组成部分。目前已经从哺乳动物、昆虫及两栖动物中发现了几百种抗菌肽,并对其结构、活性和作用机理做了大量的研究。抗菌肽抗菌活性高、抗菌谱广、分子量小、热稳定好、带有正电荷,并且是两性分子,通过破坏细菌的细胞膜抑菌或杀菌。植物体内含有保护其防止细菌感染的膜干扰蛋白———防卫素。植物抗菌肽的确切抗菌机制并不清楚,有些与脂转移蛋白结构相似,有些与具有膜裂解活性的来自昆虫和两栖动物的两亲性的肽类有明显的同源性,提示这些肽类的孔隙形成能力可能对其作用方式至关重要。膜干扰蛋白和肽类对原核生物细胞的作用具有专一性,靶位点为细菌膜表面的阴性磷脂,如磷酸酰甘油、磷脂酸和磷酸酰丝氨酸。两亲性抗菌肽对真菌膜的专一性与麦角固醇相关,外正内负的跨膜电动势的形成有利于这些肽类对膜的干扰。最近Nobel和他的同事发现,抗菌肽对真菌膜同样具有干扰作用,酵母细胞和一种合成的两亲性抗菌肽同时培养,对缺少PKC1途径组成成分的细胞更有害,如细胞在高渗透压下缺少应变能力而导致膜破裂。乳链菌肽是目前唯一作为食品防腐剂的抗菌肽,对菌体营养细胞的质膜起破坏作用,并抵制细胞壁中肽聚糖的生物合成,使细胞壁质膜和磷脂化合物合成受阻,造成细胞内容物泄漏直至细胞裂解,对芽孢的作用是在孢子出芽膨胀的起始阶段抑制其发芽。5（3）细胞壁干扰剂微生物细胞壁对细胞生存至关重要,细胞壁结构的独特性也使得它们成为微生物受攻击的目标。干扰细胞的细胞壁结构也正是制药工业生产的很多商业抗生素所依据的主要抑菌原理。如细胞内Pbp2等蛋白参与细菌的聚合作用以及新的多糖链插入细胞壁,青霉素能够与这些蛋白结合而抑制其发挥作用,从而引起细胞膨胀并最终死亡。溶菌酶也已经用于食品防腐。溶菌酶能够水解糖高聚物(如N2乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖酸)的β-1,42糖苷键。G+菌细胞缺少外膜而更易受到溶菌酶的抑制作用。联合利用溶菌酶水解细菌细胞壁、乳链菌肽干扰细胞膜和螯合柠檬酸能有效对抗G+菌乳酸菌和无害李斯特氏菌,溶菌酶与EDTA联用可抑制部分G2菌。植物溶菌酶能降解真菌细胞壁的β-1,3-糖苷键、β-1,6-糖苷键和壳聚糖聚合物。也存在许多微生物源的抗真菌酶,其中有些已经提纯。但利用溶菌酶作为食品防腐剂仍有很多问题有待解决,如酶在食物的环境中可能会失活,在实际生产中可能成本太高等。4、微生物抵抗天然食品防腐剂的机制一般认为食品防腐剂通过干扰细胞的亚结构的正常生理功能实现的,如细胞壁、细胞质膜、维持细菌正常代谢的酶类以及核酸和蛋白质相关体系。防腐剂可能分别通过其中的一种或几种6机制杀菌或抑菌,而微生物则可通过破坏这些机制抵抗受到的攻击。（1）小分子有机化合物微生物抵抗这些天然抗菌化合物的机制目前知道的并不多。大多数天然的有机物抗菌生物分子是疏水的,且含有苯环结构,这与一些溶剂(如甲苯)和传统的防腐剂(如苯甲酸)相似。Ramos等描述了恶臭假单胞菌中参与增加其对甲苯耐性的流出泵,但这种流出泵并不能增加菌对苯的抗性。在G2菌中,多种抗药性蛋白的所有组成成分都有中性化合物泵(EmrAB)的参与,类似于两亲性阳离子和阴离子泵(AcrAB)。金黄色葡萄球菌中NorA的多种抗药性泵参与合成的两性离子化合物如溴化乙锭、氯苯双胍己烷(防腐消毒药)、氯化苄烷铵及植物提取的抗菌物质如黄连素和巴马亭等的排出。（2）膜干扰蛋白和肽类微生物从不同的水平对抗膜干扰蛋白和肽类。首先是被攻击的微生物分泌蛋白水解酶。如杆菌类可以通过分泌一种降解这种抗生素的酶来对抗乳链菌肽,而大肠杆菌主要依靠胞外蛋白酶OmpT对抗抗菌肽和鱼精蛋白,真菌也能分泌大量的蛋白酶。其次,微生物细胞本身也具有防止抗菌肽摄入体内的机制,如发酵面包酵母的细胞壁蛋白Cwp1和Cwp2参与酿酒酵母对抗乳链菌肽和一种合成的两亲性抗菌肽,将它们对细胞的危害降至最低。另外,细胞也可以通过改变膜组成成分,对抗暴露于质膜的活7性抗菌蛋白和肽类对微生物的应激反应。Verheul等(1997)发现,与乳链菌肽敏感亲本菌相比,具有乳链菌肽抗性的李斯特单胞菌突变株ScottA的质膜具有一种特殊的磷脂膜组成,双磷脂酰甘油的水平显著降低,并同时发生细胞壁结合和细胞膜改变。另一具有乳链菌肽抗性的突变株ATCC700302质膜中兼性磷脂酰乙醇胺含量明显升高,而阴离子磷酸甘油和双磷脂酰甘油的含量降低,菌株对溶菌酶等细胞壁干扰物的敏感性也有所改变。细菌质膜成分的改变可抑制膜干扰蛋白和抗菌肽对膜固有成分的专一作用,从而抵制抗菌肽的干扰。（3）细胞壁干扰剂和化学抗生素类似,微生物对天然食品防腐剂,特别是细胞壁干扰剂也具有潜在的抗性。如酵母细胞壁可以对酶或环境因素如温度、pH和aw等的干扰和攻击作出反应[17]。酵母细胞通过激活一系列酶促反应将自身检测到的细胞壁干扰信号传递到细胞核,使细胞增加壳聚糖的合成、可变β-1,3-糖苷键合成酶的表达(FKS2)和至少一种细胞壁蛋白(Cwp1p)合成。初步发现酿酒酵母通过位于质膜的Wsc家族的传感蛋白激活该反应,已经确认4个该家族的成员,即Wsc1p,Wsc2p,Wsc3p和Wsc4p。这些蛋白之间可以协同作用,并且相互之间有部分的功能的交叉,它们究竟本身就是传感蛋白还是它们参与信号传导还不清楚。显然,Wsc蛋白及其8胞外酶参与细胞壁成分的交联,联合对抗受到的应激反应,从而形成了真菌细胞壁有效的对抗温性处理,高渗透压处理和酶裂解的体系,而该原理是否也适用于这些生物细胞壁干扰剂仍需要深入研究。酵母中调节钙调磷酸酶的Ca2+离子和钙调蛋白在NaCl和细胞壁干扰剂应激反应中发挥重要的作用。最近Zhao等(1998)试验发现,在温度应激、持续37℃培养和50℃短暂的热应激诱导时,细胞可通过PKC1途径和钙神经素途径诱导基因编码应激蛋白β-1,3-葡聚糖合成酶2(FKS2)。Nobel等最近研究的试验数据也提示,细胞在受到含有不同水平的β-1,3,β-1,6-葡聚糖酶和壳多糖酶的细胞壁裂解酶的混合物的应激时也会有类似的防御机制。增加胞外CaCl2的浓度可以部分防止Δpkc1菌株对温度的敏感性,而等浓度的MgCl2则没有该作用。细菌具有两个基本的膜介导的信号传导机制。或者与前边提到的真菌的情形相似,胞外信号分子通过跨膜信号将信号蛋白传到胞内,或者信号分子通过一个被动的膜扩散作用或通过转运蛋白进行主动转运。溶菌酶、膜活性剂或是培养基物理化学参数的变化可引起的细胞壁或细胞膜水平的变化。5、天然食品防腐剂的特点、作用机理天然食品防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、作用范围广等优点，在人体消化道内可降解为食物的正常成分，不影9响消化道菌群，不影响药用抗菌素的使用，而且还具有一定的营养价值。如抗菌肽可在机体内降解为各种氨基酸，纳他霉素则作为生物体内有抗菌作用的活性物质，早已随食品为人们食用，而被证实无任何毒副作用。天然食品防腐剂的作用机理同一般食品防腐剂相似。