品防腐剂根据来源的不同，可分为天然防腐剂和人工合成防腐剂两大类。长期以来由于天然防腐剂的成本较高，在食品加工中未能得到普遍应用，而以山梨酸钾、苯甲酸钠为代表的人工合成防腐剂因其价格低廉、防腐效果好而在食品加工中得到了广泛应用。然而，研究发现一些人工合成的防腐剂有诱癌性、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，亚硝酸盐和硝酸盐可能会生成致癌的亚硝胺。此外，目前的化学防腐剂抗菌能力有限，由于抗菌失效而导致食品变质的中毒事件时有发生。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，因此开发高效、安全、稳定的天然防腐剂已成为食品科学研究的热点之一，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，随着研究的深入，被揭示的天然抗菌物质越来越多。根据天然防腐剂的来源，将其分为三类，天然植物中提取，来源于动物的天然防腐剂，来源于微生物类的天然防腐剂。本文对各类天然防腐剂的研究及其在食品中的应用进行了综述。
1天然植物中提取的防腐剂
自然界有许多植物中都可以提取出天然防腐物质。近年来，人们开始从大蒜、生姜、丁香、肉桂、肉豆蔻、山芋菜等香辛料中提取有效成分，这些辛香料，本身具有天然的抗菌作用，如采用酒精为溶剂的辛香料提取物，对多种细菌均有强烈的抑菌作用，此外竹叶、荷叶、苦瓜、葡萄皮中的提取物也具有一定的抑菌活性。
1.1大蒜提取物
大蒜含蒜氨酸，大蒜辣素和大蒜新素，其中大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份。后者抗细菌的效力为前者的50%。大蒜辣素的抗菌基理可能是其分子中的氧原子与细菌中半胱氨酸结合使之不能转变为胱氨酸，从而影响细菌体内的重要氧化还原反应的进行，大蒜对多种球菌，霉菌有明显的抑制和杀菌作用。
1.2紫苏叶提取物
紫苏叶蒸馏物有广谱抗菌作用，主要有效成份为紫苏醛和柠檬醛，对金黄色葡萄球菌，乙型链球菌，白喉杆菌，炭俎杆菌，绿脓杆菌，枯草杆菌等有明显抑制作用，紫苏叶油对接种和自然污染的霉菌酵母也有明显抑制作用。
1.3连翘提取物
连翘提取物对多种革兰氏阳性菌、阴性菌均有抑制作用，能有效延长食品的保质期，其抗菌成分主要是连翘酚，在日本，连翘提取物早已作为一种天然防腐剂广泛应用于食品保鲜。
1.4果胶
果胶分解物在酸性环境中也具有抗菌作用，主要是平均聚合度在3～5的聚半乳糖醛酸及半乳糖醛酸，其抗菌性受pH影响，pH6.0以下抗菌性强，pH>6.0抗菌性低，一般在食品中添加量为0.1%～0.3%，它主要应用于汉堡包、汤面、奶油蛋糕和泡菜等。
1.5茶多酚
茶多酚具有很好的防腐保鲜作用，对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、番茄溃疮、龋齿链球菌以及毛霉菌、青霉菌、赤霉菌、炭疽病菌、啤酒酵母菌有抑制作用。而且，茶多酚摄入人体后对人体有很好的生理效应;能清除人体内多余的自由基，能改进血管的渗透性能，增强血管壁，降低血压，防止血糖升高，促进维生素C的吸收与同化，调节人体内微生物，抑制细菌生长，还有抗癌防龋、抗机体脂质氧化和抗辐射等作用。除上述几种外，甜菜碱、甘露聚糖、辣根提取物等都是既经济又高效的天然食品防腐剂。
1.6甘露聚糖
甘露聚糖(Glucomannan)主要是从魔芋粉中提取出来的一种功能性低聚糖，无色、无毒和无异味，是一种既经济且高效的天然食品防腐剂，能有效地防止食品腐败变质、发霉和遭受虫害。甘露聚糖可用于肉类食品的保鲜贮藏。应用时配成0.05%～1%的甘露聚糖溶液，以喷雾、浸渍或涂布等方式使其在鲜肉表而形成层薄膜，或者掺入肉制品中，均可显著地延长食品的贮存期限。
由于甘露聚糖本身具有的些特性，如溶解度低，溶胶稳定性差，流动性好等，使其应用受到限制。经过改性叫克服上述缺点，拓宽魔芋的应用范围。如用苯甲酸或没食子酸对魔芋葡甘聚糖改性后，作为肉类食品保鲜剂，可抑制嗜氧性微生物的繁殖，延长肉类的保鲜期。
2来源于动物的天然防腐剂
2.1溶菌酶
溶菌酶(Lysozme)又称胞壁质酶或N-乙酸胞壁质聚糖水解酶，广泛存在于鸟类与家禽的蛋清中，而人类的乳汁、泪液和唾液中的溶菌酶活力更高，一些植物与微生物细胞中也含有溶菌酶，多数商品溶菌酶是从蛋清中提取纯化的。溶菌酶对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等均有良好的抗菌作用，尤其对溶壁微球菌的溶菌能力**强。其作用机理是由于溶菌酶分解细菌细胞壁中肽聚糖，使细胞因渗透压不平衡引起破裂，从而导致菌体细胞溶解，起到杀灭作用。
目前溶菌酶通常以鸡蛋清和蛋壳膜为材料，采用亲和层析法，离子交换柱法，沉淀和凝胶层析结合法等提取制得。
在食品工业上溶菌酶是优良的天然防腐剂，广泛应用于清酒、干酪、香肠、奶油、糕点、面条、水产品、熟食及冰淇淋等食品的防腐保鲜，溶菌酶能杀死肠道腐败球菌，增加抗感染力，同时还能促进婴儿肠道双岐乳酸杆菌增殖，促进乳酪蛋白凝乳利于消化，所以是婴儿食品、饮料的优良添加剂。溶菌酶还是基因工程及细胞工程必不可少的工具酶，还可利用溶菌酶破坏酵母细胞壁可制成微生物蛋白质，从而提高酵母蛋白质的利用率。
2.2蜂胶
蜂胶是蜜蜂采集的植物树脂，并混入它的上颗腺分泌物和蜂蜡等而成的一种具有芳香气味的胶状固体物。蜂胶中含有丰富的具有药效的成分，有抗菌、抗病毒、消炎、镇痛、促进组织再生、提高免疫功能以及其他多种功能，素有"完**天然广谱抗菌物质"之称。
蜂胶的防腐保鲜机理目前认为是两个方面，一方面是由于蜂胶的抑菌作用，蜂胶对各种细菌、真菌、病菌和原虫都具有抑制和消灭能力。蜂胶中的高良姜素、山奈菌、对香豆苯甲酸酯、蜂胶浸出物等均有抗菌活性，而且蜂胶中的树脂也具有抑菌作用。同时蜂胶还含有多种黄酮化合物及挥发性物质，这些物质对抑制和杀灭果品、疏菜表面微生物其重大作用；另一方面是由于蜂胶的成膜作用，蜂胶是良好的成膜剂，它喷洒在果蔬表面可形成一层薄膜，这层薄膜可以减少微生物的浸染，阻碍果蔬内部与外界的气体交换，从而抑制呼吸，降低**，减少果蔬表面的水分蒸发，因而推迟腐败，起到防腐保鲜作用。
蜂胶可应用于食品的贮藏，保持食品的鲜度、光泽、颜色和口味，阻氧、防水分蒸发，减少霉烂、变质、延长货架期，且无任何副作用。蜂胶还具有抗氧化性，可用作油脂和其他食品的天然抗氧化剂，可使鱼、虾储存周期延长2～5倍，面包及糕点里添加蜂胶不仅可以增加风味，而且还可以增强这些产品的货架期。
2.3壳聚糖
壳聚糖(Chitosan)是一种由甲壳质水解的高分子多糖，在虾蟹等节肢动物、软体动物中大量存在，毛霉属和 Phycomyces属等霉菌类细胞壁中也存在。壳聚糖是甲壳质脱乙酰而来，为黄色或白色粉末，不溶于水，而溶于醋酸、乳酸中。壳聚糖的脱乙酰程度愈高，即氨基越多，抗霉活性越强。壳聚糖具有良好的成膜特性和较强的抗菌防腐能力，作为高效、无毒、无味、成本较低的天然防腐剂，越来越受到人们的关注。
壳聚糖的抗菌作用主要有以下两种机理：一种是壳聚糖通过吸附在细胞表而，形成层高分子膜，阻止营养物质向细胞内的运输，从而起到抑菌杀菌作用；另一种机理是壳聚糖通过渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用，扰乱细胞止常的生理活动，从而杀灭细菌。
壳聚糖的水不溶性不利于它的生物利用度，因此开发水溶性的壳聚糖衍生物用作防腐剂是非常有前景的。
壳聚糖衍生物对细菌、真菌均具有较强的抑制作用，并具有良好的水溶性与广谱抗菌性，无毒无害、无异味，日本在水溶性壳聚糖衍生物研究方面已取得成功。
2.4鱼精蛋白
鱼精蛋白(Miltprotein)，存在于海产鱼类的精子细胞中。鱼精蛋白中的抗菌物质是由分子量从数千到1万的碱性蛋白构成，其中的氨基酸70%为精氨酸，鱼精蛋白对细菌，酵母菌，霉菌有广谱抗菌作用，特别对格兰氏阳性菌抗菌作用更强，它能与细菌细胞膜结合以损伤膜。鱼精蛋白热稳定性好，120℃加热30分钟仍有活性。其抗菌性略受pH影响。在钙镁等二价阳离子及磷酸存在时抗菌力减弱。与甘氨酸，醋酸钠，乙醇，单甘油脂混用时抗菌作用有相乘效果，鱼精蛋白多用于面粉，米饭类食品保存。
3源于微生物的天然防腐剂
3.1乳球菌肽
乳球菌肽(Nisin)，又称乳酸链球菌肽或尼生素。是由属于N血清型的某些乳酸乳球菌(LactococcusLactis)在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的小肽。它的成熟分子仅由34个氨基酸残基组成，相对分子质量为3510。天然的nisin主要以nisinA和 nisinZ形式存在，同浓度下，nisinZ的溶解度和抗菌力一般强于nisinA。
乳球菌肽对微生物的作用机理是由于乳球菌肽对细胞膜的吸附，然后在细胞膜上形成孔洞。Nisin是一个带正电荷的阳离子分子，在缺乏阴离子膜磷脂的情况下，Nisin起阴离子选择载体作用，当存在阴离子膜磷脂时，Nisin吸附在膜上，利用离子间相互作用，及其分子的C末端、N 末端对膜结构产生作用形成穿尾"孔道"，从而引起胞内物质泄漏，胞外水分子进入等，引起细胞自溶。nisin不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌，专抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌芽孢。nisin能抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的芽孢。例如，能有效抑制肉毒梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等所引起的食品腐败。这一特性使它被广泛地应用在经热处理的包装食品中作为防腐剂。Nisin还可和某些络合剂(如EDTA或柠檬酸)等一起作用，可使部分G-菌对之敏感。
Nisin作为一种新型的天然防腐齐在国际上已得到认可，并广泛应用于乳制品(鲜牛奶、奶粉、酸奶、干酪)、罐头瞻品、肉制品、饮料等领域。另外，利用Nisin可抑制革兰氏阳性菌，不抑制酵母菌这一特性，可将它应用于啤酒、果酒、蒸馏酒等乙醇饮料的生产中，以防止乳酸菌的腐败，从而使由苹果酸转化为乳酸的发酵过程得到控制。据GB2760-86规定，罐装食品、摧物蛋白食品**使用量为0.2g/kg，乳制品、肉制品**使用量为0.5g/kg，一般参考用量为0.1～0.2g/kg。
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