論文-天然食品防腐劑的發(fā)展

天然食品防腐的發(fā)展摘要:本文就天然食品防腐劑的作用機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要介,重點(diǎn)闡述了天然食品防腐劑的分類(lèi)及用途,外,還簡(jiǎn)要說(shuō)明了開(kāi)發(fā)天然食品防腐劑過(guò)程中存在的問(wèn)題及合理利用，展望了天然食品防腐劑的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景。關(guān)鍵詞天然食品防腐劑抗菌機(jī)理;發(fā)展一、天食品防腐劑優(yōu)點(diǎn)及用機(jī)理食品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售和貯存過(guò)程中,會(huì)因物理、化學(xué)、生物化學(xué)等因素引起腐敗變質(zhì)在食品工業(yè)中通常采用在食品中加入化學(xué)防腐劑的方法來(lái)延長(zhǎng)食品的貨架期。但化學(xué)防腐劑的種類(lèi)和應(yīng)用范圍受到嚴(yán)格限制1]

。研究發(fā)現(xiàn)一些人工合成的防腐劑有誘癌性致畸性和易引起食物中毒等問(wèn)題如苯甲酸鹽可能會(huì)引起食物中毒亞硝酸鹽和硝酸鹽可能會(huì)生成致癌的亞硝胺此外目前的化學(xué)防腐劑抗菌能力有限，由于抗菌失效而導(dǎo)致食品變質(zhì)的中毒事件時(shí)有發(fā)生。而天然防腐劑具有抗菌性強(qiáng)、安全無(wú)毒、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等合成防腐劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)因此開(kāi)發(fā)高效安全穩(wěn)定的天然防腐劑已成為食品科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一天然防腐劑不但對(duì)人體健康無(wú)害而且還具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值隨著研究的深入揭示的天然抗菌物質(zhì)越來(lái)越多力開(kāi)發(fā)安全無(wú)毒、高效、經(jīng)濟(jì)的新型食品保存劑將是食品工業(yè)今后的發(fā)展方向之一。天然食品防腐劑一般是指從植物動(dòng)物微生物中直接分離提取的具有防腐作用的一類(lèi)物質(zhì)天然食品防腐劑的作用機(jī)理同一般食品防腐劑相似它可以通過(guò)作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜系統(tǒng),直接迅速地破壞依賴(lài)于膜結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝的細(xì)胞及細(xì)胞器,并可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜破裂誘導(dǎo)微生物自溶;也可以通過(guò)作用于遺傳物質(zhì)或使遺傳微粒結(jié)構(gòu)改變引起抑菌作用還有一些是通過(guò)作用于酶或功能蛋白,使他們功能發(fā)生變化而發(fā)揮滅菌防腐作用。另外,天然食品防腐劑也可通過(guò)抑制微生物的呼吸作用導(dǎo)致能量物質(zhì)ATP和還原物質(zhì)NAD缺,合成代謝受阻,活性的動(dòng)態(tài)膜結(jié)構(gòu)不能維持代謝方向趨于水解,最后產(chǎn)生細(xì)胞自溶于天然食品防腐劑是生物體提取物,這些物質(zhì)更容易進(jìn)入微生物細(xì)胞,導(dǎo)致膜通透性增加和能量代謝系統(tǒng)破壞因而能迅速抑制微生物的活動(dòng)長(zhǎng)和繁殖[2]

。二、天防腐劑的分及用途根據(jù)天然防腐劑的來(lái)源，將其分為三類(lèi)，來(lái)源于微生物類(lèi)的天然防腐劑，天然植物中提取的，來(lái)源于動(dòng)物的天然防腐劑。1微生物類(lèi)天防腐劑微生物防腐劑以其天然安全健康而受到研究者們的青睞,目前各國(guó)都對(duì)其展開(kāi)了廣泛的研究,我們批準(zhǔn)使用的微生物防腐劑有乳鏈球菌和納他霉素。乳鏈球菌素即乳鏈菌素,是蛋白質(zhì)原料經(jīng)過(guò)發(fā)酵生物合成的由34個(gè)氨基酸組成的小肽,其中堿性氨基酸含量高,此帶正電荷[3]

乳酸鏈球菌素對(duì)大范圍的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有較強(qiáng)抑制作用，可抑制葡萄球菌、鏈球菌、微球菌、乳桿菌中的某些菌株及大多數(shù)產(chǎn)芽孢梭菌桿菌以及它們的芽孢乳酸鏈球菌素是一種無(wú)毒的天然防腐劑與其它防腐劑相比具有無(wú)毒量少使用方便防腐效果好、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于乳制品、罐頭制品、魚(yú)類(lèi)制品和酒精飲料中。納他霉素(Natamycin)又名匹馬霉素,是由納他鏈霉素發(fā)酵產(chǎn)生的多烯烴大環(huán)內(nèi)酯化合物，無(wú)臭無(wú)味,幾乎不溶于水、高級(jí)醇、醚、酯微溶于冰醋酸和二甲1

基亞砜。納他霉素對(duì)細(xì)胞膜中沒(méi)有麥角甾醇的細(xì)菌、病毒無(wú)效，而對(duì)酵母、霉菌等真菌有效納他霉素大多用于葡萄酒果酒的生產(chǎn)中用來(lái)抑制酵母生長(zhǎng)與乳鏈球菌素共同作用時(shí),抗菌譜互補(bǔ)。此外還有草桿菌素是枯草桿菌的代謝產(chǎn)物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有明顯抗菌作用,能抑制厭氧芽孢菌生長(zhǎng),還能降低耐熱性芽孢菌的耐熱性是一種多肽類(lèi)物質(zhì),食用后能被消化道中的蛋白酶分解故對(duì)人體無(wú)害。2植物類(lèi)天然腐劑果膠分解物，果膠是一種水溶性天然聚合物。主要存在于檸檬、橙、柚、柑桔、葡萄等果皮中或甜菜、蘋(píng)果等廢渣中。目前，國(guó)外以果膠分解物為主要成分，配合其它天然防腐劑已廣泛應(yīng)用于酸菜、咸魚(yú)、牛肉餅等食品的防腐。茶多酚，大量實(shí)驗(yàn)表明，茶多酚具有很好的防腐保鮮作用。茶多酚對(duì)枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、番茄潰瘡、齲齒鏈球菌以及毛霉菌、青霉菌、赤霉菌、炭疽病菌、啤酒酵母菌等有抑制作用，而且多酚攝入人體后對(duì)人體有很好的生理效應(yīng)能清除人體內(nèi)多余的自由基能改進(jìn)血管的滲透性能增強(qiáng)血管壁彈性降低血壓防止血糖升高促進(jìn)維生素的吸收與同化調(diào)節(jié)人體內(nèi)微生物，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，還有抗癌防齲、抗機(jī)體脂質(zhì)氧化和抗輻射等作用。大蒜素，大蒜是餐桌上的天然防腐劑，大蒜中含有一種被稱(chēng)作大蒜辣素的成分，它是很強(qiáng)的殺菌劑痢疾桿菌等一些致病性腸道細(xì)菌和常見(jiàn)食品腐敗真菌都有較強(qiáng)的抑制和殺滅作用。此外還有瓊脂低聚糖其具有較強(qiáng)的抑菌和防止淀粉回生老化的作用目前普遍用于掛面、面包和糕點(diǎn)等食品中；植物提取物，如杏葉提取物、肉桂提取物、丁香提取物、迷迭香提取物、紅曲提取物、甘椒提取物、辣椒提取物有很強(qiáng)的殺菌作用可作為天然防腐劑香精油早在史前時(shí)代香精油已作為調(diào)味品及食品添加劑并用于醫(yī)藥及保存尸體。3動(dòng)物類(lèi)天然腐劑溶菌酶(Lysozyme)，溶菌酶是一種專(zhuān)門(mén)作用于微生物細(xì)胞壁的水解酶。按作用微生物的不同可將溶菌酶分為3大類(lèi)細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶、酵母細(xì)胞壁溶菌酶和霉菌細(xì)胞壁溶菌酶。溶菌酶主要對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌起作用而對(duì)革蘭氏陰性菌作用不大為一種存在于人體正常體液及組織中的非特異性免疫因素,溶菌酶對(duì)人體完全無(wú)毒、無(wú)副用,且具有多種藥理作用,所以是一種安全的天然食品防腐劑。溶菌酶作為食品防腐劑常用在低度酒、香腸、奶油、糕點(diǎn)、面條、飲料、乳制品中。有研究表明溶菌酶可用于蛋糕的防腐延長(zhǎng)蛋糕的貯藏時(shí)間[4]。魚(yú)精蛋白(Protamine)，魚(yú)精蛋白是一種多聚陽(yáng)離子肽主要存在于各類(lèi)動(dòng)物的成熟精巢組織中,與核酸緊密結(jié)合在一起,以核精蛋白的形式存在精蛋白對(duì)枯草桿菌、芽孢桿菌、干酪乳桿菌、乳酸菌、霉菌、芽孢耐熱菌和革蘭氏陽(yáng)性菌等均有較強(qiáng)的抑菌效果前廣泛使用的防腐劑多為酸性防腐劑,在中性和堿性條件下防腐效果不理想,所以魚(yú)精蛋白拓寬了防腐劑的使用范圍在牛奶雞蛋丁中加入魚(yú)精蛋白可延其保存期精蛋白與其它天然添加劑配合使用,抗菌效果更為顯著,適用的食品防腐范圍也更廣。抗菌肽(AntibacterialPeptides)抗菌肽是生物體內(nèi)經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一類(lèi)具有生物活性的小分子多肽,普遍存在于各類(lèi)生物體中,是其免疫防御系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分?？咕木哂蟹肿恿啃　岱€(wěn)定好、在生理?xiàng)l件下多數(shù)帶正電荷、廣譜抗菌等特點(diǎn)[5]

。它們對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、某些真菌、原生動(dòng)物和一些耐藥性細(xì)菌具有殺滅作用,而對(duì)真核細(xì)胞基本不起作用的出現(xiàn),為人們2

尋找理想的天然食品防腐劑提供了新的領(lǐng)域6]

研究表明新疆家蠶抗菌肽用于番茄汁的防腐,在相同的殺菌時(shí)間條件下可降低殺菌溫度在工業(yè)化生產(chǎn)中可大大降低生產(chǎn)動(dòng)力成本[7]

;從吉林林蛙干皮中純化得到的抗菌肽對(duì)香腸草莓具有較好的防腐保鮮效果[8]

。也有研究表明,由鮮牛蛙皮經(jīng)浸提、分離、純化得到的蛙皮抗菌肽冷凍干品,對(duì)低溫火腿腸制品具有明顯的防腐作用9]

。此外還有：蜂膠是工蜂在楊、柳、樺、栗和桉樹(shù)等植物的幼芽或樹(shù)皮等處采集的樹(shù)脂,并混入蜜蜂上顎腺分泌物和蜂蠟粉等加工而成的一種具有芳香氣味的膠狀混合物。目,已有研究表明,蜂膠在禽蛋、水產(chǎn)品、肉制品、乳制品和水果保鮮中都具有較好的效果[10]

；殼聚糖(Chitoson)又稱(chēng)甲殼素,它是從蝦殼蟹殼中提取的一種天然多糖,具有較強(qiáng)的抗菌作用殼聚糖作為一種新型的天然食品防腐劑,在楊梅葡萄黃瓜等果蔬的采后貯藏運(yùn)輸中均表現(xiàn)出良好的防腐效果,不僅能抑制采后果蔬的失水爛,還能夠抑制果蔬品質(zhì)的下降,鈍化多酚氧化酶(PPO)的酶活力等[11]。三、天食品防腐劑用存在問(wèn)題目前天然食品防腐劑的實(shí)際使用并不多對(duì)天然食品防腐劑的研究與開(kāi)發(fā)仍存在存在很多問(wèn)題如天然食品防腐劑的作用機(jī)理抗菌譜研究不夠深刻某些天然食品防腐劑的抗菌譜窄帶異味和雜色價(jià)格偏高等問(wèn)題不能從根本上得到解決;天然食品防腐劑的使用范圍、使用量、使用方法也需要進(jìn)一步的明確；天然食品防腐劑對(duì)食品風(fēng)味的影響何最大程度發(fā)揮天然食品防腐劑的功效等都需要進(jìn)一步探索同時(shí)如何將不同來(lái)源的天然食品防腐劑配合使用協(xié)同作用達(dá)到互補(bǔ)或協(xié)同增效作用也值得深入探討這些問(wèn)題會(huì)制約和影響天然食品防腐劑的開(kāi)發(fā)利用。四、天食品防腐劑發(fā)展趨隨著人們對(duì)食品安全要求的提高,天然食品防腐劑的研究和開(kāi)發(fā)成為食品工業(yè)的熱點(diǎn)之一。天然食品防腐劑有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。1、天然防腐劑在應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題為其發(fā)展提供了方向。各種天然防腐劑的作用機(jī)理、抗菌譜和可應(yīng)用的范圍等研究不夠明,導(dǎo)致一些天然防腐劑應(yīng)用受限以從更深的層次上進(jìn)一步研究天然食品防腐劑的抑菌機(jī)理,將為其廣泛應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。2、天然食品防腐劑有其優(yōu)點(diǎn),但目前天然食品防腐劑的價(jià)格高昂,大多數(shù)食品生產(chǎn)企業(yè)難以承受高生物防腐劑提取與純化技術(shù),降低生產(chǎn)成本,是大范圍推廣應(yīng)用天然食品防腐劑的重要條件之一。3、天然食品防腐劑材料來(lái)源有限,并且提取技術(shù)復(fù)雜,分離、純化比較困難。利用基因工程技術(shù)把具有高效抑菌活性的抗菌基因轉(zhuǎn)入原核或核表達(dá)系統(tǒng)中,大規(guī)模產(chǎn)量的生產(chǎn)基因工程生物防腐劑是天然食品防腐劑未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。4天然防腐劑與目前廣泛使用的化學(xué)防腐劑相比,抗菌譜窄抗菌效果差。所以人們?cè)噲D通過(guò)分子修飾借助現(xiàn)代生物新技術(shù),從分子水平上改造天然生物防腐劑基因結(jié)構(gòu)來(lái)提高抗菌性能并減小由pH度等環(huán)境因素帶來(lái)的適用范圍限制天然食品防腐劑與可食用的膜和涂層相結(jié)合也是天然食品防腐劑發(fā)展的一個(gè)新方向。SeacheolM等人對(duì)加入溶菌酶的乳清蛋白涂層的擴(kuò)散效果研究表明,這種涂層可以維持溶菌酶的最低抑菌濃度可發(fā)揮對(duì)食品的防腐效果。5于各類(lèi)防腐劑抑菌譜限制通過(guò)幾種防腐劑的聯(lián)合使用,加大防腐劑抑菌范圍,也是生物防腐劑的一個(gè)發(fā)展方向?qū)⒉煌瑏?lái)源的天然防腐劑配合使用3

或?qū)⑻烊皇称贩栏瘎┡c某些絡(luò)合劑、化學(xué)防腐劑結(jié)合使用以增強(qiáng)抑菌譜達(dá)到協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)的效果。參考文獻(xiàn):[1]張紅艷,林凱,閻春娟.國(guó)內(nèi)外天然食品防腐劑的研究進(jìn)展[J].糧食工,2004,(3):57-60.[2]肖素榮,李京東.天然食品防腐劑及其發(fā)展前景[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2007,(6):30-33.[3]還連棟,陳秀珠,賈士芳等.乳鏈菌肽應(yīng)用的新進(jìn)展.中國(guó)食品添加劑,2000,(3):25-29.[4]華晶忠,石仁淑.溶菌酶在蛋糕防腐中的應(yīng)用效果J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(4):289-292.[5]金莉莉,王秋雨.蛙科兩棲動(dòng)物皮膚抗菌肽的分子多樣性及功能J].遺傳,2008,30(10):1241-1248.[6]梁永利.天然抗菌肽的來(lái)源及分類(lèi)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(18):4728-4734.[7]鄭力,李友廣.新疆家蠶抗菌肽在番茄汁加工中的應(yīng)用研究J].食品科學(xué),2007,28(03):135-138.[8]邱芳萍,周杰,等.天然食品保鮮防腐劑)林蛙皮抗菌肽J].食品科學(xué),2