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理進行了簡要介,重點闡述了天然食品防腐劑的分類及用途,外,還簡要說明了開發(fā)天然食品防腐劑過程中存在的問題及合理利用，展望了天然食品防腐劑的市場開發(fā)前景。關鍵詞天然食品防腐劑抗菌機理;發(fā)展一、天食品防腐劑優(yōu)點及用機理食品在生產、運輸、銷售和貯存過程中,會因物理、化學、生物化學等因素引起腐敗變質在食品工業(yè)中通常采用在食品中加入化學防腐劑的方法來延長食品的貨架期。但化學防腐劑的種類和應用范圍受到嚴格限制1]

。研究發(fā)現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題如苯甲酸鹽可能會引起食物中毒亞硝酸鹽和硝酸鹽可能會生成致癌的亞硝胺此外目前的化學防腐劑抗菌能力有限，由于抗菌失效而導致食品變質的中毒事件時有發(fā)生。而天然防腐劑具有抗菌性強、安全無毒、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等合成防腐劑無法比擬的優(yōu)點因此開發(fā)高效安全穩(wěn)定的天然防腐劑已成為食品科學研究的熱點之一天然防腐劑不但對人體健康無害而且還具有一定的營養(yǎng)價值隨著研究的深入揭示的天然抗菌物質越來越多力開發(fā)安全無毒、高效、經濟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物微生物中直接分離提取的具有防腐作用的一類物質天然食品防腐劑的作用機理同一般食品防腐劑相似它可以通過作用于細胞壁和細胞膜系統(tǒng),直接迅速地破壞依賴于膜結構完整性進行物質和能量代謝的細胞及細胞器,并可導致細胞內溶酶體膜破裂誘導微生物自溶;也可以通過作用于遺傳物質或使遺傳微粒結構改變引起抑菌作用還有一些是通過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抑制微生物的呼吸作用導致能量物質ATP和還原物質NAD缺,合成代謝受阻,活性的動態(tài)膜結構不能維持代謝方向趨于水解,最后產生細胞自溶于天然食品防腐劑是生物體提取物,這些物質更容易進入微生物細胞,導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長和繁殖[2]

。二、天防腐劑的分及用途根據天然防腐劑的來源，將其分為三類，來源于微生物類的天然防腐劑，天然植物中提取的，來源于動物的天然防腐劑。1微生物類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,目前各國都對其展開了廣泛的研究,我們批準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,是蛋白質原料經過發(fā)酵生物合成的由34個氨基酸組成的小肽,其中堿性氨基酸含量高,此帶正電荷[3]

乳酸鏈球菌素對大范圍的革蘭氏陽性細菌具有較強抑制作用，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產芽孢梭菌桿菌以及它們的芽孢乳酸鏈球菌素是一種無毒的天然防腐劑與其它防腐劑相比具有無毒量少使用方便防腐效果好、價格低廉的特點，現已廣泛應用于乳制品、罐頭制品、魚類制品和酒精飲料中。納他霉素(Natamycin)又名匹馬霉素,是由納他鏈霉素發(fā)酵產生的多烯烴大環(huán)內酯化合物，無臭無味,幾乎不溶于水、高級醇、醚、酯微溶于冰醋酸和二甲1

基亞砜。納他霉素對細胞膜中沒有麥角甾醇的細菌、病毒無效，而對酵母、霉菌等真菌有效納他霉素大多用于葡萄酒果酒的生產中用來抑制酵母生長與乳鏈球菌素共同作用時,抗菌譜互補。此外還有草桿菌素是枯草桿菌的代謝產物對革蘭氏陽性菌有明顯抗菌作用,能抑制厭氧芽孢菌生長,還能降低耐熱性芽孢菌的耐熱性是一種多肽類物質,食用后能被消化道中的蛋白酶分解故對人體無害。2植物類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、蘋果等廢渣中。目前，國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用于酸菜、咸魚、牛肉餅等食品的防腐。茶多酚，大量實驗表明，茶多酚具有很好的防腐保鮮作用。茶多酚對枯草桿菌、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人體有很好的生理效應能清除人體內多余的自由基能改進血管的滲透性能增強血管壁彈性降低血壓防止血糖升高促進維生素的吸收與同化調節(jié)人體內微生物，抑制細菌生長，還有抗癌防齲、抗機體脂質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作大蒜辣素的成分，它是很強的殺菌劑痢疾桿菌等一些致病性腸道細菌和常見食品腐敗真菌都有較強的抑制和殺滅作用。此外還有瓊脂低聚糖其具有較強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、辣椒提取物有很強的殺菌作用可作為天然防腐劑香精油早在史前時代香精油已作為調味品及食品添加劑并用于醫(yī)藥及保存尸體。3動物類天然腐劑溶菌酶(Lysozyme)，溶菌酶是一種專門作用于微生物細胞壁的水解酶。按作用微生物的不同可將溶菌酶分為3大類細菌細胞壁溶菌酶、酵母細胞壁溶菌酶和霉菌細胞壁溶菌酶。溶菌酶主要對革蘭氏陽性菌起作用而對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,溶菌酶對人體完全無毒、無副用,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、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蛋糕的貯藏時間[4]。魚精蛋白(Protamine)，魚精蛋白是一種多聚陽離子肽主要存在于各類動物的成熟精巢組織中,與核酸緊密結合在一起,以核精蛋白的形式存在精蛋白對枯草桿菌、芽孢桿菌、干酪乳桿菌、乳酸菌、霉菌、芽孢耐熱菌和革蘭氏陽性菌等均有較強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,所以魚精蛋白拓寬了防腐劑的使用范圍在牛奶雞蛋丁中加入魚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)抗菌肽是生物體內經誘導產生的一類具有生物活性的小分子多肽,普遍存在于各類生物體中,是其免疫防御系統(tǒng)的一個重要組成部分?？咕木哂蟹肿恿啃?、熱穩(wěn)定好、在生理條件下多數帶正電荷、廣譜抗菌等特點[5]

。它們對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、某些真菌、原生動物和一些耐藥性細菌具有殺滅作用,而對真核細胞基本不起作用的出現,為人們2

尋找理想的天然食品防腐劑提供了新的領域6]

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

;從吉林林蛙干皮中純化得到的抗菌肽對香腸草莓具有較好的防腐保鮮效果[8]

。也有研究表明,由鮮牛蛙皮經浸提、分離、純化得到的蛙皮抗菌肽冷凍干品,對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、栗和桉樹等植物的幼芽或樹皮等處采集的樹脂,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)又稱甲殼素,它是從蝦殼蟹殼中提取的一種天然多糖,具有較強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輸中均表現出良好的防腐效果,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題目前天然食品防腐劑的實際使用并不多對天然食品防腐劑的研究與開發(fā)仍存在存在很多問題如天然食品防腐劑的作用機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格偏高等問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、使用方法也需要進一步的明確；天然食品防腐劑對食品風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一步探索同時如何將不同來源的天然食品防腐劑配合使用協(xié)同作用達到互補或協(xié)同增效作用也值得深入探討這些問題會制約和影響天然食品防腐劑的開發(fā)利用。四、天食品防腐劑發(fā)展趨隨著人們對食品安全要求的提高,天然食品防腐劑的研究和開發(fā)成為食品工業(yè)的熱點之一。天然食品防腐劑有以下幾個發(fā)展趨勢。1、天然防腐劑在應用中所遇到的問題為其發(fā)展提供了方向。各種天然防腐劑的作用機理、抗菌譜和可應用的范圍等研究不夠明,導致一些天然防腐劑應用受限以從更深的層次上進一步研究天然食品防腐劑的抑菌機理,將為其廣泛應用奠定理論基礎。2、天然食品防腐劑有其優(yōu)點,但目前天然食品防腐劑的價格高昂,大多數食品生產企業(yè)難以承受高生物防腐劑提取與純化技術,降低生產成本,是大范圍推廣應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源有限,并且提取技術復雜,分離、純化比較困難。利用基因工程技術把具有高效抑菌活性的抗菌基因轉入原核或核表達系統(tǒng)中,大規(guī)模產量的生產基因工程生物防腐劑是天然食品防腐劑未來發(fā)展的一個重要方向。4天然防腐劑與目前廣泛使用的化學防腐劑相比,抗菌譜窄抗菌效果差。所以人們試圖通過分子修飾借助現代生物新技術,從分子水平上改造天然生物防腐劑基因結構來提高抗菌性能并減小由pH度等環(huán)境因素帶來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合也是天然食品防腐劑發(fā)展的一個新方向。SeacheolM等人對加入溶菌酶的乳清蛋白涂層的擴散效果研究表明,這種涂層可以維持溶菌酶的最低抑菌濃度可發(fā)揮對食品的防腐效果。5于各類防腐劑抑菌譜限制通過幾種防腐劑的聯合使用,加大防腐劑抑菌范圍,也是生物防腐劑的一個發(fā)展方向將不同來源的天然防腐劑配合使用3

或將天然食品防腐劑與某些絡合劑、化學防腐劑結合使用以增強抑菌譜達到協(xié)同效應增強的效果。參考文獻:[1]張紅艷,林凱,閻春娟.國內外天然食品防腐劑的研究進展[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].中國食物與營養(yǎng),2007,(6):30-33.[3]還連棟,陳秀珠,賈士芳等.乳鏈菌肽應用的新進展.中國食品添加劑,2000,(3):25-29.[4]華晶忠,石仁淑.溶菌酶在蛋糕防腐中的應用效果J].延邊大學農學學報,2007,29(4):289-292.[5]金莉莉,王秋雨.蛙科兩棲動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.天然抗菌肽的來源及分類[J].安徽農業(yè)科學,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用研究J].食品科學,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,2