文献检索--食品防腐剂的研究

食品科学1文献检索--食品防腐剂的研究介绍摘要随着社会的发展，经济的繁荣，食品工业已成为我国的重点支柱产业，关系着国计民生。随着不断出现的食品安全问题，我们有比较要对食品添加剂进行一番深入的了解研究。本文将重点对食品添加剂中的食品防腐剂进行研究介绍。食品防腐剂简介食品，尤其是密封包装的现代食品，在长时间贮存或长途运输中，发生霉烂变质是人们最担心的问题。食品腐烂变质后．人们常见到的是产气、变酸、变臭、长毛等等，这些现象都是食品在微生物侵染下产生的。据估计，我国每年约有20%～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。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。经不断修改的我国食品添加剂标准体——GB2760-2011就明确规定了28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。可见食品防腐剂在我们生产生活中的重要地位。防腐剂英语为Preservative，是指天然或合成的化学成分，用于加入食品、药品、颜料、生物标本等，以延迟微生物生长或化学变化引起的腐败。其主要作用是抑制微生物的生长和繁殖，以延长食品的保存时间，抑制物质腐败的药剂。对于需要长途运输或长期贮存的现代食品，为保证其在保质期内不受微生物破坏，必须添加适量防腐剂，这不仅是企业生产的需要，更是对消费者生命健康的负责。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，它能抑制微生物活动、防止食品腐败变质从而延长保质期。就社会发展看，我们的生活已经与食品防腐剂密不可分，自人类开始定居生活后，便开始储藏食品。开始，保藏方法是干燥和腌制两种，因此饮食受到限制。食品保藏随着工业化的发展而发生变化，化学上的成就也逐渐应用于食品工业。例如。19世纪后半叶，以甲酸作为防腐剂；20食品科学2世纪开始首先使用苯甲酸及其衍生物，直至今天还被用于食品防腐；20世纪30年代以后使用丙酸盐以及近代的山梨酸、脂肪酸，是至今所知道的在所有防腐剂中最无害的，并且目前仍被广泛使用着。防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭细菌严重污染的食品，利用化学防腐剂才有效，并不能改善低质食品的品质。目前开发广谱、高效、低毒的食品防腐剂是食品科学研究的热点之一。食品防腐剂分类我国国标GB-2760-2011规定使用的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、丙酸及其钠盐、钙盐、对羟基苯甲酸酯类及其钠盐（对羟基苯甲酸甲酯钠，对羟基苯甲酸乙酯及其钠盐）、纳他霉素、山梨酸及其钾盐、亚硝酸钠，亚硝酸钾等28种具有防腐作用的物质，其按不同的方法可以分为不同的类型。按作用，防腐剂可分为杀菌剂和抑菌剂。按来源分，防腐剂有化学防腐剂和生物防腐剂两大类。1.杀菌剂和抑菌剂按作用的不同，防腐剂可分为杀菌剂和抑菌剂。杀菌剂是具有杀死微生物作用的物质，其很少直接加入食品。抑菌剂剂亦称为保藏剂，是具有抑制微生物生长、繁殖作用的物质。二者难以严格区分，故统称为防腐剂。2.化学防腐剂和生物防腐剂食品防腐剂按来源可分化学防腐剂、生物防腐剂两类。其中以化学防腐剂为主。（1）化学防腐剂又分为有机防腐剂与无机防腐剂。有机化学防腐剂：主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸的酯类等。苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐等均是通过未解离的分子起抗菌作用。它们均需转变成相应的酸后才有效，故称酸型防腐剂。它们在酸性条件下对霉菌、酵母及细菌都有一定的抑菌能力，常用于果汁、饮料、罐头、酱油、醋等食品的防腐。无机化学防腐剂：分为还原型和氧化型。还原型无机防腐剂主要包括二氧化硫、亚硫酸盐及亚硝酸盐等。亚硝酸盐能抑制肉毒梭状芽孢杆菌，防止肉毒中毒。氧化型氧化型无机防腐剂如氯，很少直接用于食品而用于饮水、容器、半成品的消毒。（2）生物防腐剂，也被称作天然防腐剂，是近年来发现的一类新型的、具有安全性和高效性的天然防腐剂，也是一类具有很大发展前景的防腐剂，通常是从动物、食品科学3植物和微生物的代谢产物中提取。一般根据来源不同，可分为：微生物源、动物源、植物源、矿物提取物及天然有机化合物。微生物源天然食品防腐剂：由微生物中产生的抑菌物质。由细菌中产生的抑菌物质称为细菌素，它是一种多肽（抗菌肽）或多肽与糖和脂的复合物。酵母菌和某些丝状真菌：是自然界中的一类嗜杀酵母，在其生长过程中能向体外分泌一种蛋白—嗜杀毒素，杀死同族及亲缘酵母。食（药）用菌：有的食（药）用菌的代谢产物对某些食品腐败具有抑制作用。霉菌和放线菌：从巨曲霉中得到一种小分子量的碱性蛋白质，对丝状真菌的生长具有抑制作用。乳酸链球菌素：是从乳酸链球菌的代谢产物中提取得到的一种多肽物质，多肽可在机体内降解为各种氨基酸。此外，溶菌酶也属微生物源防腐剂。动物源天然食品防腐剂：品种较多，主要有鱼精蛋白和组蛋白、壳聚糖即脱乙酰甲壳质、蜂胶。植物源天然食品防腐剂：自然界天然植物中存在许多生理活性物质，具有抗菌作用。天然食用香料植物、中草药等其他植物。其主要有：姜提取物、银杏叶提取物、肉桂提取物、丁香提取物、边迭香提取物、红曲提取物、甘椒提取物、辣椒提取物等具有很强的杀菌作用。矿物提取物：从岩盐层岩石中的矿物盐类中提取的一种具有抗菌作用的物质。用于水果、蔬菜的防腐保鲜。天然有机化合物：可做防腐应用的天然有机化合物很多，如甘氨酸、氨基葡萄糖盐酸盐等。常见食品防腐剂(1)苯甲酸及其盐类，白色颗粒或结晶粉末，无臭或略带安息香的气味,又名安息香酸。防腐机理：苯甲酸钠亲油性大，易穿透细胞膜进入细胞体内，干扰细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收，并抑制细胞的呼吸酶系的活性，从而达到防腐的目的。在酸性食品中使用效果好，并对酵母、霉菌和细菌都有效。其防腐最佳PH为2.5-4.0，在PH5.0以上的产品中，杀菌效果不是很理想。可与人体内的氨基乙酸结合，生成马尿酸，在尿中排除，无蓄积作用。其安全性只相当于山梨酸钾的1/40，但因苯甲酸及其钠盐价格低廉，在我国仍作为主要防腐剂使用。食品添加剂联合专家食品科学4委员会规定每日允许摄入量ADI值为5—10mg／kg体重。苯甲酸类在我国可以使用在面酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和一些酒类等食品中。(2)山梨酸及其盐类，白色结晶粉末或微黄色结晶粉末或鳞片状，又名花揪酸。山梨酸类有山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙三类品种。山梨酸不易溶于水，而山梨酸钙可使用范围很小，两者都不常使用；山梨酸钾则没有它们的缺点，易溶于水、使用范围广。山梨酸钾为酸性防腐剂，具有较高的抗菌性能，抑制霉菌的生长繁殖，其主要是通过抑制微生物体内的脱氢酶系统，从而达到抑制微生物和起到防腐的作用。对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用。防腐效果明显高于苯甲酸类，是苯甲酸盐的5-10倍。产品毒性低，毒性比尼泊金酯还要小，相当于食盐的一半。其防腐效果随PH的升高而减弱，PH=3时防腐效果最佳，PH值达到6时仍有抑菌能力，但最低浓度不能低于0.2%。山梨酸是一种不饱和脂肪酸，可参与体内正常代谢，可被视做食品的成分之一，对食品风味无不良影响，适用于在有良好的卫生条件下和微生物数量较少的食品中使用。目前已成为欧美等发达国家的主流防腐剂。在我国常用于酱油、醋、罐头类和一些酒类等食品。(3)丙酸及其盐类，白色结晶性颗粒或粉末,无臭或略带轻微丙酸气味，对光和热稳定，易溶于水，丙酸是人体内氨基酸和脂肪酸氧化的产物，所以丙酸钙是一种安全性很好的防腐剂.ADI(每日人体每公斤允许摄入量)不作限制规定。在食品中主要用于面制品发酵及奶酪制品防霉等，对pH值较高的面包制品有较好的抑霉作用，但对酵母无效，故不影响面包的正常发酵，价格较低。(4)乳酸钠，产品为无色或微黄色透明液体，无异味，略有咸苦味，混溶于水、乙醇、甘油。一般浓度为60%-80%，60%的浓度最大使用限量为30g/KG.乳酸钠是一种新型的防腐保鲜剂，主要应用到肉、禽类制品中，对肉食品细菌有很强的抑制作用。如大肠杆菌、肉毒梭菌、李斯特菌等。通过对食品致病菌的抑制，从而增强食品的安全。增强和改善肉的风味，延长货架期。乳酸钠在原料肉中具有良好的分散性，且对水分有良好的吸附性，从而有效地防止原料肉脱水，达到保鲜、保润作用。主要适用于烤肉、火腿、香肠、鸡鸭禽类制品和酱卤制品等。在肉制品中保鲜的参考配方：乳酸钠：2%，脱氢醋酸钠0.2%。(5)对羟基苯甲酸酯类。(甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等酯)防腐效果不随pH值而变化．在pH=4—8范围内均有较好效果，故可被用于代替酸性防腐剂，且毒性食品科学5介于苯甲酸和山梨酸两者间。对霉菌、酵母有较强作用，但对细菌(特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌)的作用较弱。最大的缺点是有特殊气味，在水中溶解度差，其溶解度随酯基碳链长度的增加而下降(如甲酯为0．25g／100g，庚酯仅15mr／loog)，抗菌效果则与分子中醇链长度成正比。在胃肠中能迅速吸收，并水解成对羟基苯甲酸而从尿中排出。(6)对羟基苯甲酸酯类，也称尼泊金酯类，优良的防腐剂，无毒、无味、无臭，化学性质稳定，在pH3～8范围内能耐100℃2h灭菌。由于具有酚羟基结构，抑菌效果强于苯甲酸和山梨酸。产品有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等。其中对羟基苯甲酸丁酯防腐效果最好。我国主要使用对羟基苯甲酸乙酯和丙酯。一般说来，尼泊金酯的抗菌作用随醇羟基碳原子数的增加而增加。尼泊金酯类防腐机理是：破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并能抑制细胞的呼吸酶系的活性。尼泊金酯的抗菌活性成分主要是分子态起作用，由于其分子中内的羟基已被酯化，不再电离，PH值为8时仍有60%的分子存在。因此尼泊金酯在PH4-8时的范围内均有良好的效果。不随PH值的变化而变化，性能稳定且毒性低于苯甲酸。是一种广谱型防腐剂。此外，尼泊金乙酯和尼泊金丙酯混合使用时具有增进溶解度、抗菌力的协同增效作用，被应用于食醋、酱油、酱料以及蛋黄馅料等食品中。(7)脱氢乙酸及钠盐类，脱氢乙酸及其钠盐均为白色或浅黄色结晶状粉末，对光和热稳定，在水溶液中降解为醋酸，对人体无毒。是一种广谱型防腐剂，对食品中的细菌、霉菌、酵母菌有着较强抑制作用。广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、饮料类、糕点类等的防腐保鲜。(8)富马酸酯类。是迄今为止国际公认的一种含α,β-不饱和羰基结构的广谱、高效、低毒的抗菌优良防腐剂。富马酸二甲酯曾被认为是最有前途的化学防腐剂。但由于富马酸二甲酯的升华特性使其易沉积于接触部位的细胞间隙中，抑制细胞呼吸而产生痉痒、红肿、充血等过敏反应，严重时还会产生皮肤溃烂现象，因此不得不停止在食品中继续使用。我国于2000年禁止使用于食品。目前，人们的目光已经转向以富马酸为母体的防腐剂的开发与研究上，合成食品防腐剂富马酸单丁酯(MBF)、富马酸单环己酯(MCHF)、富马酸丁甲酯(BMF)和富马酸环己甲酯(HCMF)等等。(9)乳酸链球菌素,是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸食品科学6收利用。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞v膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。(10)蜂胶,是蜜蜂赖以生存、繁衍和发展的物质基础,成分复杂，主要含有丰富的黄酮类萜烯类物质。经研究证实，蜂胶是免疫因子的激活剂，它含有的黄酮类化合物和多种活性成分，能显著提高人体的免疫力，对糖尿病、癌症、高血脂、白血病等多种顽症有较好预防和治疗效果。同时，蜂胶黄酮是蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分，比常用的二丁基羟基甲苯的抗