全新天然食品防腐剂安全有效造福全人类

一、天然食品防腐剂的概念和分类

1、天然食品防腐剂的概念：

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，相对于化学防腐剂而言，是一种天然的、对人体健康没有危害的全新食品防腐剂，是食品防腐剂开发的主要方向之一。

2、天然食品防腐剂的分类：

天然食品防腐剂根据来源可以分为三种类型：

(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。

二、天然食品防腐剂的特点及作用机理

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。它可以通过作用于细胞壁和细胞膜系统，直接迅速地破坏依赖于膜结构完整性进行物质和能量代谢的细胞及细胞器，并可导致细胞内溶酶体膜破裂诱导微生物自溶;也可以通过作用于遗传物质或遗传微粒结构的改变引起抑菌作用;还有一些是通过作用于酶或功能蛋白，使他们功能的变化发挥灭菌防腐作用。

现在研究发现，防腐剂主要是抑制微生物的呼吸作用，而各种天然食品防腐剂对微生物的呼吸过程都有一定的抑制作用，导致能量物质ATP和还原物质NADH亏缺，合成代谢受阻，活性的动态膜结构不能维持，代谢方向趋于水解，最后产生细胞自溶，不同的抗菌剂的抗菌谱与抗菌效力存在差异。由于天然食品防腐剂是生物体提取物，这些物质更容易进入微生物细胞，导致膜通透性增加和能量代谢系统破坏，因而能迅速抑制微生物的活动、繁殖和生长。

三、部分动物源天然防腐剂的应用

1、鱼精蛋白

鱼精蛋白发现于1870年，20世纪中期作为防腐剂引起关注，通常从鲑、鲟、鲱、鲭、鲻等鱼精子细胞中提取，是一种小而简单具有广谱杀菌作用的碱性蛋白，具有无臭、无味、热稳定性好、安全无毒的特点，在中性和碱性环境中有很强的抑菌能力。它通过抑制细胞电子传递系统中的一些特殊成分和一些与细胞膜有关的新陈代谢过程起作用，也可使细胞膜中某些与营养合成有关蛋白质的功能受损，抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。它对枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣型芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌、类链球菌起抑制作用，但易受食品有机成分的影响，可用于水产品、肉及肉制品、乳及乳制品、面食和蔬菜等食品的防腐保鲜。

2、溶菌酶

溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，1937年从卵蛋白中最先分离出晶体溶菌酶，广泛存在于鸟类、家禽的蛋清中和哺乳动物的泪液、唾液、血浆、乳汁、胎盘以及体液、组织细胞内，一些植物与微生物细胞中也含有溶菌酶。它是一种碱性球蛋白，易溶于水，不溶于*、丙酮，它能够切断细胞壁中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间β-1，4糖苷键，水解细菌细胞壁，起到溶菌作用，尤其对革兰氏阳性菌效果很好。研究发现，溶菌酶是婴儿生长发育的一种必需蛋白(非特异免疫因子)，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，现在作为优良的天然食品防腐剂，广泛用于清酒、干酪、香肠、奶油、糕点、水产品、肉食等食品的防腐保鲜。

3、壳聚糖

又称脱乙酰甲壳质，1811年法国科学家发现甲壳素，而壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的一种多糖物质，主要来自虾、蟹等外壳。壳聚糖不溶于水，溶于醋酸、乳酸，无毒、无异味、具有广泛的抗菌功能，起到防腐作用。通过壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用影响膜通透性，使细胞内的蛋白酶和其他成分外溢，起到抑菌、杀菌作用。壳聚糖还可与DNA结合，抑制mRNA的合成，从而阻碍蛋白质的合成，达到抗菌作用。它对大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强抑制作用，壳聚糖脱乙酰程度愈高，活性越强。壳聚糖在食品工业中的应用前景广阔，由于不影响食品风味，可作为防腐剂、涂膜保鲜剂、水分保持剂、食品功能性成分及食品加工助剂食用。

4、蜂胶

蜂胶是蜜蜂从植物上采集的树脂，加入蜜蜂上颚腺分泌物及蜂蜡加工而成的一种具有芳香气味的不透明胶状固体，味微苦，不溶于水，溶于乙醇、*等有机溶剂，其成分复杂。蜂胶中的多酚类化合物具有抑制和杀灭细菌的作用，对病毒、病菌、霉菌作用较强，但对正常细胞没有毒副作用。蜂胶中还含有丰富的药效成分，有消炎、镇痛、促进组织再生、提高免疫功能等作用，素有“完美的天然广谱抗菌物质”之称。由于蜂胶的广谱抗菌作用，现已编入中国药典，用于治疗多种疾病，国外已将蜂胶用于果冻、糖果和口香糖等食品防腐保鲜，还可用作食品天然添加剂和功能增强剂用于改善食品的口味和色泽，增强食品的保健作用。

5、抗菌肽

1972年瑞典科学家首先从天蚕蛹的免疫血淋巴中分离得到最早发现的高效抗菌肽Cecropins，现已在昆虫、鸟类、动物、植物及原核生物中发现600多种抗菌肽。抗菌肽是生物体内经诱导产生的具有生物活性的小分子多肽，由20～60个氨基酸残基组成，多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点，其作用部位是细菌的细胞膜，使细胞膜通透性增大产生抑菌和灭菌能力。研究表明，抗菌肽对耐药菌株有明显的杀伤作用，同时对生物体的细胞无破坏性、无免疫原性，它的生成和释放是机体炎症反应的组成部分，是宿主防御细菌、真菌等病原微生物入侵的重要屏障，应用前景十分广阔，在食品工业上的应用主要是作为食品原材料生产中的防腐剂。

四、天然食品防腐剂的发展前景

随着我国食品工业的快速发展,在食品、饮料的生产中,经常碰到的一个问题,就是食品、饮料如何安全保鲜。食品工艺最讲究的是色、香、味,一种营养丰富,品质优良的原料,通过加工,有时不一定能达到色泽鲜艳,香味可口,这时候食品添加剂就能起较大的作用。食品和饮料在运输贮藏过程中，由于受到内外环境因素的影响，加之时间的迁延，食品及饮料的品质和营养成份可能发生变化，防腐剂的作用就突现出来了。一百多年来化学合成添加剂有了很大的发展,但是近年来在食品工业的使用中,其安全性越来越引起人们的重视。

化学防腐剂是使用最广泛的食品防腐剂，但由于对人体有一定的毒害作用，对生态环境也会造成不利的影响，要求严格限制其在食品中的用量。为此人们开始寻求更加高效、安全、无毒的食品防腐剂，而代表食品防腐剂主要发展方向之一的天然食品防腐剂进入人们的生活。