常用防腐劑的種類

/常用防腐劑的品種有哪些？防腐劑按來(lái)源分，有化學(xué)防腐劑和天然防腐劑2大類?；瘜W(xué)防腐劑又分為有機(jī)防腐劑與無(wú)機(jī)防腐劑。前者主要包括苯甲酸、山梨酸等，后者主要包括亞硫酸鹽和亞硝酸鹽等。天然防腐劑，通常是從動(dòng)物、植物和微生物的代謝產(chǎn)物中提取的，如乳酸鏈球菌素等[1]。一化學(xué)類食品防腐劑目前，我國(guó)市場(chǎng)上應(yīng)用的大多數(shù)是化學(xué)防腐劑，常用的主要有苯甲酸與其鈉鹽、山梨酸與其鉀鹽、丙酸與其鹽、對(duì)羥基苯甲酸酯類（尼泊金酯）、脫氫醋酸與其鈉鹽、乳酸鈉、富馬酸類等。1.1苯甲酸與其鈉鹽苯甲酸與其鈉鹽是目前我國(guó)食品加工業(yè)中最常用的防腐劑之一，主要用于飲料等液體食品（如：汽水、果汁、醬油、罐頭、酒類等）的防腐。苯甲酸又名安息香酸，分子式C7H6O2。苯甲酸為一元芳香羧酸。苯甲酸親油性大，易透過(guò)細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，從而干擾了微生物細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收。進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的苯甲酸分子，電離酸化細(xì)胞內(nèi)的堿性物質(zhì)，并能抑制細(xì)胞呼吸酶系的活性，對(duì)乙酰輔酶A縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的阻止作用，從而起到對(duì)食品的防腐作用。苯甲酸在偏酸性的環(huán)境中具有廣泛的抗菌譜，其對(duì)細(xì)菌的抑制力較強(qiáng)，對(duì)酵母、霉菌抑制力較弱，防腐的最適pH值為2.5～4.0。因苯甲酸難溶于水，實(shí)際應(yīng)用中常以苯甲酸鈉代替之。苯甲酸鈉只有在游離出苯甲酸的條件下才能發(fā)揮防腐作用，在較強(qiáng)酸性的食品中，苯甲酸鈉的防腐效果好。苯甲酸與其鈉鹽是比較安全的食品化學(xué)防腐劑，按食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)使用，目前還未發(fā)現(xiàn)任何有毒副作用。1.2山梨酸與其鉀鹽山梨酸為2，4－己二烯酸，亦稱花楸酸，分子式C6H8O2。山梨酸（山梨酸鉀）是使用最多的防腐劑，大多數(shù)國(guó)家都使用。山梨酸是不飽和脂肪酸，其抑菌機(jī)理是利用自身的雙鍵與微生物細(xì)胞中的酶的巰基結(jié)合形成共價(jià)鍵，使其喪失活性，破壞酶系。此外山梨酸還能干擾傳遞機(jī)能，如細(xì)胞色素C對(duì)氧的傳遞，以與細(xì)胞膜能量傳遞的功能，抑制微生物的增殖，從而達(dá)到防腐的目的。山梨酸與其鉀鹽能有效抑制霉菌、酵母和好氣性腐敗菌，但對(duì)厭氧性細(xì)菌與乳酸菌幾乎無(wú)效。山梨酸的防腐效果隨pH值的升高而降低，但其適宜的pH值范圍比苯甲酸廣，在pH值為5～6以下為宜，也屬于酸性防腐劑。山梨酸可以參與人體的正常代謝，并最終被氧化成CO2和水，對(duì)人體基本無(wú)害，且對(duì)食品風(fēng)味無(wú)不良影響，是目前國(guó)際上公認(rèn)的最安全的食品化學(xué)防腐劑之一。但是由于山梨酸的價(jià)格比苯甲酸高，使其應(yīng)用受到限制，目前僅在高端食品中應(yīng)用。1.3丙酸與其鹽丙酸是一元酸，無(wú)色油狀液體。它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。丙酸鹽主要有丙酸鈉和丙酸鈣，它們的防腐機(jī)理相同，都是在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，單體丙酸分子可以在霉菌細(xì)胞外形成高滲透壓，使霉菌細(xì)胞內(nèi)脫水，失去繁殖力，且還可以穿透霉菌細(xì)胞壁，抑制細(xì)胞內(nèi)的活性。其中丙酸是人體正常代謝的中間產(chǎn)物，可以被代謝和利用，安全無(wú)毒。丙丙酸鹽是酸型防腐劑，要在酸性環(huán)境中才能產(chǎn)生抑菌作用，目前主要用于面包、糕點(diǎn)類食品，可起到較好的防霉效果。1.4對(duì)羥基苯甲酸酯類（尼泊金酯）對(duì)羥基苯甲酸酯類有對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯、對(duì)羥基苯甲酸異丁酯、對(duì)羥基苯甲酸庚酯等。對(duì)羥基苯甲酸酯類的抑菌機(jī)理是：使微生物細(xì)胞呼吸系統(tǒng)和電子傳遞酶系的活性受到抑制，并能破壞微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，從而起到防腐的作用。對(duì)羥基苯甲酸酯類防腐效果不隨pH值變化而變化，在pH值為4～8范圍內(nèi)均有較好效果，對(duì)霉菌、酵母、細(xì)菌有廣譜的抗菌作用，但對(duì)革蘭氏陰性桿菌與乳酸菌的作用較差。對(duì)羥基苯甲酸酯類的抗菌性與烷鏈的長(zhǎng)短有關(guān)，烷鏈越長(zhǎng)，抗菌作用越強(qiáng)。對(duì)羥基苯甲酸酯類的抗菌作用比苯甲酸和山梨酸強(qiáng)，毒性低于苯甲酸但高于山梨酸。最大缺點(diǎn)是有特殊氣味，且難溶于水，所以通常是將它們先溶于氫氧化鈉、酸、乙醇中，然后使用。為了更好地發(fā)揮防腐作用，最好是將2種或2種以上的該酯類混合使用。1.5脫氫醋酸與其鈉鹽脫氫醋酸，分子式C8H8O4它和它的鈉鹽均為白色或淺黃色結(jié)晶狀粉末，有較強(qiáng)的抗細(xì)菌能力，對(duì)霉菌和酵母的抗菌能力尤強(qiáng)。是酸性防腐劑，對(duì)中性食品基本無(wú)效。對(duì)光和熱穩(wěn)定，在水溶液中降解為醋酸，對(duì)人體無(wú)毒。是一種廣譜型防腐劑，廣泛用于肉類、魚類、蔬菜、水果、飲料類、糕點(diǎn)類等的防腐保鮮。1.6乳酸鈉無(wú)色或微黃色透明液體，無(wú)異味，略有咸苦味，混溶于水、乙醇、甘油。一般濃度為60%-80%，60%的濃度最大使用限量為30g/KG。.乳酸鈉是一種新型的防腐保鮮劑，主要應(yīng)用到肉、禽類制品中，對(duì)肉食品細(xì)菌有很強(qiáng)的抑制作用。如大腸桿菌、肉毒梭菌、李斯特菌等。通過(guò)對(duì)食品致病菌的抑制，從而增強(qiáng)食品的安全。增強(qiáng)和改善肉的風(fēng)味，延長(zhǎng)貨架期。乳酸鈉在原料肉中具有良好的分散性，且對(duì)水分有良好的吸附性，從而有效地防止原料肉脫水，達(dá)到保鮮、保潤(rùn)作用。主要適用于烤肉、火腿、香腸、雞鴨禽類制品和醬鹵制品等。在肉制品中保鮮的參考配方：乳酸鈉：2%，脫氫醋酸鈉0.2%。1.7富馬酸二甲酯是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外大力發(fā)展的新型防霉保鮮劑，能抑制30多種霉菌和酵母菌，且其抗菌性能不受pH值的影響，具有高效廣譜、安全性高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。其綜合抗菌防腐性能優(yōu)越，具有很強(qiáng)的生物活性。因升華而具有熏蒸性，因而具有接觸殺菌與熏蒸殺菌雙重作用。毒性低，進(jìn)入人體后很快變成人體代謝的正常成分富馬酸，應(yīng)用重復(fù)性好。富馬酸二甲酯在蔬菜、水果、中草藥、煙草、化妝品、紡織品、膠卷、磁帶、軟盤、皮革、紙張圖書資料的防腐、防霉、防蟲方面也有廣泛的應(yīng)用。富馬酸二甲酯在食品保鮮中具有極大的應(yīng)用價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在高溫高濕的條件下，可避免食品的變質(zhì)腐化與外觀上出現(xiàn)干裂老化口感差等嚴(yán)重影響生產(chǎn)和市場(chǎng)銷售的情況發(fā)生[2]。1.8無(wú)機(jī)鹽防腐劑主要包括含氮的硝酸鹽和亞硝酸鹽以與含硫的。硝酸鹽的毒性主要是在食物、水中或體內(nèi)被還原成亞硝酸鹽所致。亞硝酸鹽是食品添加劑中毒性最強(qiáng)的物質(zhì)之一，人體攝入后，可與血紅蛋白結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白而失去攜氧功能，嚴(yán)重時(shí)可窒息。對(duì)人體的致死量為4~6g/kg體重。一定條件下可轉(zhuǎn)化為強(qiáng)致癌性的亞硝胺。這類防腐劑主要用于肉類食品的防腐和護(hù)色。含硫的亞硫酸鹽和焦亞硫酸鹽等其有效成分是亞硫酸分子，亞硫酸的殺菌作用機(jī)理主要是消耗食品中O2使好氣性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活動(dòng)中酶的活性。由于使用這些鹽后殘留的二氧化硫能引起過(guò)敏反應(yīng)，尤其是對(duì)哮喘病人，因此現(xiàn)在一般只將其列入特殊的防腐劑中。例如，廣西地方標(biāo)準(zhǔn)DB45/319-2007《鮮濕米粉質(zhì)量安全要求》中就規(guī)定米粉中SO2的殘留量要低于方法檢出限[3]。二天然食品防腐劑天然食品防腐劑一般是指從動(dòng)植物體中直接分離出來(lái)的，或從它們的代謝物中分離的具有防腐作用的一類物質(zhì)。天然防腐劑具有抗菌性強(qiáng)、安全無(wú)毒、水溶性好與作用范圍廣等合成防腐劑沒有的優(yōu)點(diǎn)。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注天然食品防腐劑。天然食品防腐劑按來(lái)源可分源于植物、源于動(dòng)物和源于微生物三類：1天然植物中提取的防腐劑1.1果膠分解物果膠主要存在于蘋果、葡萄、柑桔等水果和蔬菜中。果膠的酶分解產(chǎn)物有很強(qiáng)的抗菌作用，特別適用于大腸桿菌的抑制。果膠分解物在酸性條件下有效，在PH小于6時(shí)抗菌性最強(qiáng)。目前，國(guó)外將其配合其他天然防腐劑，廣泛用于酸菜、咸魚等食品的防腐[4]。1.2瓊脂低聚糖從海藻中提取的瓊脂，主要成分是瓊脂糖，其酶分解物即為瓊脂低聚糖，它具有較強(qiáng)的抑菌和防止淀粉回生老化的作用，在濃度達(dá)3.11％時(shí)，能有效地減少菌落產(chǎn)生。目前普遍用于掛面、面包和糕點(diǎn)等食晶中。1.3中草藥提取物大蒜中的大蒜辣素和大蒜新素能有效抗葡；紫蘇葉提取物則具有廣譜抗菌作用，對(duì)各種球菌、桿菌均有良好的抑制作用；連翹提取物中的連翹酚能有效的抑制多種革蘭氏陽(yáng)性菌、陰性茼，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)；此外，茶多酚、魔芋提取物甘露聚糖、玉米須提取物等均有良好的抗菌作用。2來(lái)源于動(dòng)物的天然防腐劑2.1蜂膠蜂膠具有較強(qiáng)的抑菌作用，其制劑抑菌效果同各種化學(xué)防腐劑的抑菌效果相當(dāng)。一般認(rèn)為蜂膠的防腐保鮮機(jī)制首先是蜂膠能殺滅多種細(xì)菌、真菌、病毒和原蟲，其次是蜂膠具有良好的成膜作用，形成的薄膜能減少微爭(zhēng)物的污染，還可以降低食物與外界氣體交換。將蜂膠浸提物直接加人牛奶、保健口服液與飲料中均有良好的防腐保鮮作用。目前，蜂膠原料粉的價(jià)格在300元左右每千克。2.2殼聚糖殼聚糟又叫甲殼索，是從蟹殼、蝦殼中提取的一種多糖類物質(zhì)。殼聚糖與其衍生物用作防腐保鮮劑原理與蜂膠類似，主要是利用其良好的成膜性和較強(qiáng)的抗菌能力。殼聚糖對(duì)細(xì)菌、酵母菌、霉菌都有效。研究表明其可以用于飲料、醬類、果蔬等食的防腐，是目前天然抗菌防腐劑的最佳候選者。2.3溶菌酶一般蛋白質(zhì)含溶菌酶0—3％左右，所以可從蛋白質(zhì)中提取。目前投入商業(yè)化生產(chǎn)的是雞蛋蛋清溶菌酶，在PH值為7，溫度在5O℃條件下，溶菌酶對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌、枯草桿菌、芽孢桿菌、好氣性孢子形成菌等，有較強(qiáng)的溶菌作用。由于食品中的羥基和酸會(huì)影響溶菌酶的活性，因此，它一般與酒、植酸、甘氨酸等物質(zhì)配合使用。已經(jīng)廣泛應(yīng)有于水產(chǎn)品、肉制品、新鮮海產(chǎn)品、糕點(diǎn)和酒與其他飲料的防腐保鮮，但價(jià)格高，2400元左右每公斤。2.4魚精蛋白魚精蛋白是一種在魚類精核中發(fā)現(xiàn)的聚陽(yáng)離子肽，具有廣譜抑菌活性，能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣形芽孢桿菌等的生長(zhǎng)，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、酵母和霉菌也有明顯的抑制作用。魚精蛋白的作用機(jī)制破壞微生物的細(xì)胞壁，溶解細(xì)胞膜，引起細(xì)胞滲漏，魚精蛋白與其他天然添加劑、甘氨酸、醋酸鈉等配合使用，抗菌效果更好，適用的食品防腐范圍也更廣，目前食品級(jí)魚精蛋白的價(jià)格在600元左右每公斤。3來(lái)源于微生物的天然防腐劑3.1乳酸鏈球菌(Nisin)Nisin對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有較強(qiáng)抑制作用，尤其是可形成芽孢的細(xì)菌，但對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、酵母和霉菌沒有作用,能抑制葡萄球菌屬,鏈球菌屬,小球菌屬，與大部分梭菌屬和芽孢桿菌屬的芽孢。Nisin在酸性條件下有較強(qiáng)的活性，在pH<4.5時(shí)達(dá)到最大活性。Nisin和乳酸合用能抑制肉中的金黃色葡萄球菌和沙門氏菌。Nisin與檸檬酸鹽、磷酸鹽合用也能提高其對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制效果[5]。Nisin的這種抗菌作用使它作為防腐劑應(yīng)用在乳制品、啤酒等酒精飲料、酸性罐頭食品肉制品等的防腐工作中，其制劑市場(chǎng)價(jià)格在650元左右每公斤。3.2那他霉素那他霉素幾乎能殺死和抑制所有的酵母菌和霉菌,但對(duì)細(xì)菌和原生動(dòng)物無(wú)效。那他霉索的抗菌譜正好與Nisin形成互補(bǔ)，二者可以共同使用。那他霉素的抗菌效果比常用的山梨酸強(qiáng)50~300倍，1.0~6.0mg·L-1能夠抑制大多數(shù)的霉菌。那他霉素常用于干酪，干香腸的表面處理，也應(yīng)用于酸奶、酒和果汁的防腐。目前，許多天然食品防腐劑已經(jīng)投入市場(chǎng)，但較高的價(jià)格阻礙了其的進(jìn)一步應(yīng)用。相信在不久的將來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，天然防腐劑的生產(chǎn)成本必定大大降低，在食品等方面的應(yīng)用必定完全取代化學(xué)合成防腐劑。參考文獻(xiàn)：[1]徐芳，