防腐剂

CAS号:
英文名:gentian root extract
中文名:防腐剂
CBNumber:CB41122411
分子式:
分子量:0
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概述
防腐剂，又称防腐杀菌剂。是一类保持食品原有性质和营养价值为目的的食品添加剂，是指能抑制微生物活动、防止食品腐败变质以延长保存期的一类添加剂。目前常用的食品防腐剂主要分为化学类食品防腐剂和天然类食品防腐剂，化学类食品防腐剂分为酸性防腐剂、酯型防腐剂、无机盐防腐剂天然类食品防腐剂分为植物源食品防腐剂、动物源食品防腐剂和微生物源食品防腐剂。
种类及应用目前常用的食品防腐剂主要分为化学类食品防腐剂和天然类食品防腐剂。
1.化学类食品防腐剂
目前我国市场应用的大多为化学防腐剂, 常用的主要有: 苯甲酸( 钠) 、山梨酸( 钾) 、对羟基苯甲酸酯类、丙酸盐、亚硫酸及其盐类、硝酸盐及亚硝酸盐。
(1)苯甲酸及其钠盐
苯甲酸又名安息香酸, 其抑菌作用的机理是使微生物细胞的呼吸系统发生障碍, 使三羧酸循环( TCA 循环) 中乙酸辅酶 A→乙酸醋酸及乙酸草酸→柠檬酸之间的循环过程难以进行, 并阻碍细胞膜的正常生理作用。苯甲酸在人体内与氨基乙酸结合, 生成马尿酸, 在尿中排除, 无蓄积作用。由于其有效成分是未解离的苯甲酸分子, 所以在酸性食品中使用效果好, 对酵母、霉菌都有效。主要应用于汽水、果汁类、酱油、罐头和酒类的防腐。
(2)山梨酸及其钾盐
山梨酸是不饱和脂肪酸, 其抑菌机理是利用自身的双键与微生物细胞中酶的巯基形成共价键, 使其丧失活性, 破坏酶系, 从而抑制微生物的生长。山梨酸可参与体内正常代谢, 并最终被氧化为 CO2和水, 对人体基本无害, 且对食品风味亦无不良影响, 是目前国际上公认最安全的化学防腐剂之一。山梨酸主要抑制霉菌和酵母,但是在微生物过多的情况下发挥不了作用, 因此它适用于有良好的卫生条件和微生物数量较少的食品中使用。山梨酸由于价格比苯甲酸类高, 使其应用受到限制, 目前仅在高端食品中有应用。
(3)对羟基苯甲酸酯类( 甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等酯)
也称为尼泊金酯, 其抑菌机理与苯甲酸基本相同,主要是使微生物细胞呼吸系统和电子传递酶系统的活性受抑制, 并能破坏微生物细胞膜的结构, 从而起到防腐的效果。对羟基苯甲酸酯类防腐效果不随 pH 值而变化, 在 pH4~8 范围内均有较好效果, 故可被用于代替酸性防腐剂, 且毒性低于苯甲酸( 但高于山梨酸) 。目前我国国标规定, 对羟基苯甲酸酯类系列中只有乙酯、丙酯可以应用于食品中。
(4)丙酸盐
丙酸盐在体内转变为丙酸, 单体丙酸分子可以在霉菌细胞外形成高渗透压, 使霉菌细胞内脱水, 失去繁殖力, 且还可以穿透霉菌细胞壁, 抑制细胞内的活性。同时丙酸为食品的正常成分, 也是人体代谢的正常中间体, 易被消化系统吸收, 无蓄积性, 不随尿排出, 它经ω- 氧化后可与辅酶 A 结合形成琥珀酸盐或酯而参加三羧酸循环代谢为 CO2和水。在食品中主要用于面包、糕点类食品, 其离解常数较低。对酵母无效, 故不影响面包的正常发酵。
(5)亚硫酸及其盐类
主要有亚硫酸盐、焦亚硫酸盐和二氧化硫。其有效成分是亚硫酸分子, 亚硫酸的杀菌作用机理是消耗食品中的 O2, 使好气性微生物因缺氧而致死, 并能抑制某些微生物生理活动中酶的活性。由于使用亚硫酸盐后残存的二氧化硫能引起严重的过敏反应, 尤其对哮喘患者,故 FDA 于 1986 年禁止其在生吃的新鲜果蔬中作为防腐剂使用。在我国, 部分食品加工过程中还有使用。
(6)硝酸盐及亚硝酸盐
使用少量硝酸盐或亚硝酸盐来腌制肉类和家禽,是人们常用的食物防腐方法。由于硝酸盐及亚硝酸盐能与腌肉中的其他物质起反应, 产生硝胺这种可能会令人类致癌的物质。食物中硝酸盐的含量一般很少, 不会令人中毒, 但人体肠道的细菌可把硝酸盐转化为亚硝酸盐。而亚硝酸盐对人体健康的影响较大。
2.天然食品防腐剂
(1)植物源食品防腐剂
①香辛料 香辛料一般指生长在热带或亚热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实, 具有调味增香的作用, 其中不少种还有程度不同的抑菌防腐作用。通过近些年的研究发现, 这些香辛料能抑菌防腐, 真正起作用的是其精油, 而目前研究与开发食品防腐剂使用的大多也是香辛料的精油或者提取物。
②中草药 多种中草药具有抑菌作用, 其抑菌范围广, 对常见病原菌如淋病球菌、白念球菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、伤寒沙门氏菌以及黑曲霉、黄曲霉、日本曲霉、杂色曲霉、产黄青霉、毛壳菌、弯孢霉、枝孢霉、桔青霉等霉菌都有较强的抑制作用。目前中草药抑菌试验中发现黄连的抑菌能力最强, 其次为大黄、黄苓、大青叶、艾叶、鱼腥草等, 再其次为黄柏、玄参、连翘、知母、马鞭草、乌梅、白头翁、茵陈、蒲公英等。
③果胶分解物 果胶是一种水溶性天然聚合物, 主要存在于柠檬、橙、柚、柑橘、葡萄等果皮中或甜菜、苹果等废渣中。目前, 国外以果胶分解物为主要成分, 配合其他天然防腐剂, 已广泛应用于酸菜、咸鱼、牛肉饼等食品的防腐。果胶酶解产物可应用于酸渍蔬菜、汤面制品和乳制品等食品中, 具有理想的防腐效果，因此果胶酶解物是一种极具开发价值的新型天然食品防腐剂。
④其他植物 银杏叶提取物: 银杏树是我国的特产植物之一, 银杏叶提取物对食品中常见致病菌的最低抑制浓度分别为金黄色葡萄球菌 8 %, 变形杆菌6 %, 大肠杆菌 6 %, 枯草芽抱杆菌 6 %, 产气杆菌 5 %,沙门氏菌 6 %; 在相同时间内, 浓度越高, 抑菌率也越高, 同一浓度作用时间越长, 抑菌率也越高, 并且具有热稳定性。
荸荠( 马蹄) 皮提取物: 该制剂对常见食品污染细菌和真菌的最低抑制浓度分别为 0.312 5 %和 2.5 %, 抗菌效力比苯甲酸钠大。而且其热稳定性能良好, 经 121 ℃、15 min 处理后仍具有较强的抗菌效力。
(2)动物源食品防腐剂
①鱼精蛋白 鱼精蛋白是在鱼类精子细胞中发现的一种细小而简单的碱性球形蛋白质, 能抑制枯草杆菌、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、粪链球菌等的生长。它的抑菌范围和食品防腐范围均较广。它对枯草杆菌、芽孢杆菌、干酪乳杆菌、胚芽乳杆菌、乳酸菌、霉菌、芽孢耐热菌和革兰氏阳性菌等均有较强的抑制作用, 但对革兰氏阴性菌抑制效果不明显。其应用最多的食品有面包、蛋糕; 其次是菜肴制品、调味料等。鱼精蛋白与其它天然添加剂配合使用, 抗菌效果更为显著。
②壳聚糖 壳聚糖又叫甲壳素, 是从蟹壳、虾壳中提取的一种多糖类物质。壳聚糖具有广泛的抗菌作用, 在浓度为0.4 %时对大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用。壳聚糖与醋酸铜、己二酸配成的防腐剂抗菌作用更明显, 且不影响食品风味。壳聚糖不溶于水, 通常将其溶解于食醋中, 主要用于泡腌食品。
③蜂胶 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, 蜂胶对病毒、病菌、霉菌有较强的抑制、杀灭作用, 对正常细胞没有毒副作用。因此在食品中添加蜂胶不仅是一种天然的高级营养品, 而且可以作为天然的食品添加剂。
(3)微生物源食品防腐剂
①溶菌酶 溶菌酶由球孢链霉菌产生, 是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。其作用机制为破坏细菌、酵母菌和霉菌的细胞壁, 使细胞壁中的糖苷键和肽键断裂, 最后导致细胞死亡。溶菌酶是一种无毒、无害、安全性很高的高盐基蛋白质, 具有一定的保健作用。它不仅能选择性地分解微生物, 而且又不作用于其它物质。该酶对枯草杆菌、耐辐射微球菌等革兰氏阳性菌有强力分解作用, 对大肠杆菌、普通变球菌和副溶血性弧菌等革兰氏阴性菌也有一定程度的溶解作用, 其最有效浓度为0.05 %。目前我国一般从鸡蛋清中提取生产溶菌酶, 价格昂贵, 主要用于科研, 在食品防腐中应用很少。
②乳酸链球菌素( Nisin) 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, 嗜热脂肪芽孢杆菌的生长和繁殖, 尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。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。
③纳他霉素( Natamycin) 纳他霉素( Natamycin) , 是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末, 通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合, 阻遏麦角甾醇的生物合成,从而使细胞膜畸变, 最终导致渗漏, 引起细胞死亡。焙烤食品用纳他霉素对面团进行表面处理, 有明显的延长保质期作用。在香肠、饮料和果酱等食品的生产中添加一定量的纳他霉素, 既可以防止发霉, 又不会干扰其他营养成分。
④ε- 聚赖氨酸 它是一种天然的生物代谢产品, 具有很好的杀菌能力、热稳定性和巨大商业潜力。在日本, ε- 聚赖氨酸已被批准作为防腐剂添加于食品中,广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐中。
有关防腐剂的概述、种类及应用是由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2016-01-22）
用途用于造纸、涂料、水处理、日化、皮革等防腐

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