天然防腐劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展

1、天然防腐劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展崔英雙(涪陵榨菜集團(tuán)有限公司重慶涪陵 408000摘要:本文闡述了天然防腐劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展前景,并對(duì)幾種常用的天然防腐劑及其作用機(jī)理作了介紹。關(guān)鍵詞:天然防腐劑 Nisin 納他霉素溶菌酶魚(yú)精蛋白克聚糖1.食品防腐劑現(xiàn)狀隨著我國(guó)改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入,食品工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。在食品工業(yè)中,各類食品的防腐保鮮始終是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題,據(jù)估計(jì),全世界每年約有10%20%的食物損失于各種腐敗,食品腐敗變質(zhì)不僅會(huì)使食品喪失營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還會(huì)造成食物中毒。雖然干制、腌制、加熱、罐藏等許多傳統(tǒng)的保存方法已被廣泛應(yīng)用,但正確、合理、科學(xué)地使用食品

2、防腐劑,對(duì)食品進(jìn)行防腐保鮮,仍是國(guó)內(nèi)外食品防腐保鮮的主要手段,是食品防腐、保鮮系統(tǒng)工程的重要一環(huán)。食品防腐劑一般分為化學(xué)防腐劑和天然防腐劑,過(guò)去人們大都使用化學(xué)防腐劑,比如苯甲酸、山梨酸及其鹽類、對(duì)羥基苯甲酸脂類等。但經(jīng)長(zhǎng)期的研究,發(fā)現(xiàn)一些合成防腐劑有誘癌性、致畸性和易引起食物中毒等問(wèn)題,如苯甲酸鹽可能會(huì)引起食物中毒現(xiàn)象,亞硝酸鹽和硝酸鹽可能會(huì)生成致癌的亞硝胺。對(duì)于這些添加劑國(guó)家衛(wèi)生部門制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格控制。但只要食品企業(yè)嚴(yán)格按照食品添加劑使用的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn),同樣可以最大限度地發(fā)揮食品防腐劑的作用,保證食品安全。隨著人們生活水平的提高,人們對(duì)于防腐劑的要求也越來(lái)越高,不但要求防腐劑安

3、全、無(wú)毒而且要求防腐劑的營(yíng)養(yǎng)化、功能化。天然食品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),不但對(duì)人們身體健康沒(méi)有害處,相反,有些防腐劑還具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此,近年來(lái)天然防腐劑的研究和開(kāi)發(fā)利用成了食品工業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家多年的精心研究,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了多種天然防腐劑,如:Nisin、霉克、克聚糖等。這些天然防腐劑己達(dá)到或超過(guò)人工合成防腐劑的效果,而價(jià)格也大大降低,大力開(kāi)發(fā)安全無(wú)毒、高效、經(jīng)濟(jì)的新型天然食品防腐劑將是食品工業(yè)今后的發(fā)展方向之一。2.天然防腐劑及其種類防腐劑(Preservatives是指能防止因微生物引起的腐敗變質(zhì),延長(zhǎng)食品保

4、存期的一類食品添加劑。它的主要作用是抑制食品中微生物的繁殖。防腐劑按來(lái)源分,有化學(xué)防腐劑和天然防腐劑兩大類。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。這類防腐劑,安全性高,無(wú)毒副作用。根據(jù)天然食品防腐劑的來(lái)源不同,可分為:微生物源、動(dòng)物源、植物源、礦物提取物及天然有機(jī)化合物。微生物源天然食品防腐劑主要以天然農(nóng)副產(chǎn)品為原料,用發(fā)酵等生物技術(shù)由微生物中產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)。具有高效、無(wú)毒、適用性廣等特點(diǎn)。乳酸鏈球菌素、納他霉素、溶菌酶均屬微生物源防腐劑。動(dòng)物源天然食品防腐劑品種較多,主要有魚(yú)精蛋白和組蛋白、殼聚糖即脫乙酰甲殼質(zhì)、蜂膠。植物源天然食品防腐劑自然界天然植物中存在許多生理活性物質(zhì)

5、,具有抗菌作用。天然食用香料植物、中草藥等其他植物。其主要有:姜提取物、銀杏葉提取物、肉桂提取物、丁香提取物等具有很強(qiáng)的殺菌作用。天然有機(jī)化合物可在食品保存技術(shù)中應(yīng)用的天然有機(jī)化合物很多。如甘氨酸、氨基葡萄糖鹽酸鹽等。3.常用的幾種天然食品防腐劑3.1乳酸鏈球菌素(Nisin乳酸鏈球菌素(Nisin是一種新型天然食品防腐劑,又稱乳酸鏈球菌肽,是從乳酸鏈球菌的代謝產(chǎn)物中提取得到的一種多肽物質(zhì),食用后在消化道內(nèi)很快被-胰凝聚蛋白酶降解為多種氨基酸,被人體消化吸收,無(wú)殘留,不產(chǎn)生抗藥性,不影響人體益生菌,與其它抗生素不產(chǎn)生交叉抗性。Nisin分子為天然酸性,在酸性條件下呈現(xiàn)最大穩(wěn)定性。1965年He

6、inemann、Voris和Stumbo已證實(shí)了各種食品中的Nisin 在熱處理過(guò)程中的這種防護(hù)作用。Nisin與其它細(xì)菌素一樣,在一定范圍內(nèi)對(duì)微生物有抗菌作用。Nisin 不抑制革蘭氏陰性細(xì)菌、酵母和霉菌,而對(duì)大范圍的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有較強(qiáng)的抑制作用,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)芽抱梭菌、桿菌以及它們的芽抱。但據(jù)報(bào)道將Nisin與EDTA或表面活性劑結(jié)合作用后,其抗菌譜可擴(kuò)展到一些革蘭氏陰性菌,如大腸桿菌。還可抑制口腔微生物的生長(zhǎng),避免糖類的發(fā)酵,把乳酸鏈球菌素加進(jìn)糖果、飲料等食品中,能預(yù)防齲齒和牙齦炎的發(fā)生。1962年日本的 Hara 、英國(guó)的 Freeze

7、r 等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,在正常劑量下,Nisin的應(yīng)用是安全的,Nisin對(duì)鼠的半致死劑量 LD50約為7000mg/kg體重,與普通鹽的LD50相近。1969年,聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)將乳酸鏈球菌肽批準(zhǔn)為推薦的高效安全天然食品防腐劑。1990年,我國(guó)衛(wèi)生部食品監(jiān)督司簽發(fā)了在國(guó)內(nèi)使用乳酸鏈球菌素作為食品保藏劑的使用合格證明書(shū)。目前對(duì)乳酸鏈球菌素己進(jìn)行的毒性和生物學(xué)研究包括致癌性、存活性、再生性、血液化學(xué)、腎功能、腦功能等,都證明乳酸鏈球菌素對(duì)人體無(wú)毒。Nisin是目前世界上唯一允許使用在食品防腐方面的抗菌肽,在食品上應(yīng)用也非常廣泛。我國(guó)于1990

8、 年3月 29 日將其列為國(guó)標(biāo)GB86的 1990 年增補(bǔ)品種中,可以用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品以及肉制品。對(duì)于巴氏滅菌的乳制品,在滅菌前加入Nisin,可降低熱處理時(shí)間和溫度,也可減少在滅菌過(guò)程中的污染,并能延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯存期。將Nisin用于冷卻肉的保鮮,可以顯著降低牛肉、豬肉的細(xì)菌總數(shù),與其他防腐劑(如乳酸鈉配合使用可以發(fā)揮一定的互補(bǔ)效應(yīng),增強(qiáng)抑菌效果。1981 年Rayman等提出,Nisin可以用作硝酸鹽的替代物或輔料用于煙熏火腿。Nisin也是美國(guó)聯(lián)邦肉類檢驗(yàn)法規(guī)認(rèn)可的用于干香腸和半干香腸中的防腐劑。在香腸中添加Nisin可以降低硝酸鹽或亞硝酸鹽的用量,并能有效延長(zhǎng)香腸的保質(zhì)

9、期,且香腸的色、香、味與傳統(tǒng)的比較無(wú)明顯差別;在西式火腿切片中使用Nisin,可以防止二次污染,延長(zhǎng)火腿切片一保質(zhì)期;在軟包裝扒雞中應(yīng)用Nisin,可以降低傳統(tǒng)扒雞的滅菌強(qiáng)度(如由原來(lái)的121降為103,時(shí)間不變,改善食用品質(zhì)。將Nisin加入啤酒發(fā)酵醪中,可以控制發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌等雜菌的生長(zhǎng)。對(duì)于生啤酒,添加Nisin可延長(zhǎng)其保質(zhì)期1-2倍。對(duì)于熟啤酒,可縮短巴氏滅菌時(shí)間;在葡萄酒釀造過(guò)程中添加Nisin,可以有效抑制乳酸菌產(chǎn)生不必要的蘋(píng)果酸一乳酸發(fā)酵,消除乳酸菌對(duì)葡萄酒的不利影響。在果汁飲料中添加Nisin,不僅可以降低產(chǎn)品巴氏殺菌的熱加工強(qiáng)度,而且能有效抑制引起果汁飲料酸敗的細(xì)菌一酸土芽

10、抱桿菌的生長(zhǎng)繁殖,防止果汁飲料的酸敗。在其他蛋白質(zhì)食品如牛舌、魚(yú)子醬等中,過(guò)分的熱處理會(huì)明顯改變其質(zhì)地和外觀。加入Nisin 后僅需 45%的熱處理可以延長(zhǎng)各種肉類及魚(yú)類三明治的貯存期。3.2納他霉素(natamycin納他霉素是由以一種鏈霉菌為出發(fā)株生成的代謝物,是一種多烯烴大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑,商品名稱為霉克。也稱游鏈霉素(Pimaricin是一種高效、無(wú)毒、安全、無(wú)副作用的天然食品防腐保鮮劑。可以由Streptomyces natalensis 和Streptomyceschatanoogensis等鏈霉菌發(fā)酵生成,其原材料主要為大豆蛋白抽提物,酵母抽提物,葡萄糖。它能有效殺滅及抑制食品中

11、的霉菌、酵母菌和其它真菌的生長(zhǎng),但其對(duì)細(xì)菌沒(méi)有抑制作用,因此可以將它直接加入到酸奶等發(fā)酵制品中,從而抑制了產(chǎn)品中的真菌,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,而其它防腐劑沒(méi)有這個(gè)功能。FAO/WHOJECFA1994確定納他霉素的 ADI 值為 00.3mg/kg.bw。美國(guó) 1982年批準(zhǔn)使用,我國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-1996 規(guī)定可用于乳酪、肉制品、月餅和糕點(diǎn)等表面易發(fā)霉食品,使用200300mg/l懸液,噴霧或浸泡,殘留量小于10mg/kg。而納他霉素在實(shí)際應(yīng)用中的使用量為10負(fù)6次方數(shù)量級(jí)。因此,納他霉素是一種高效、安全的新型生物防腐劑。納他霉素對(duì)真菌極為敏感,微量使用即可起作用,作為防腐

12、劑的用量?jī)H為山梨酸鉀的 1/50-1/100。納他霉素具有一定的抗熱處理能力,在干燥狀態(tài)下相對(duì)穩(wěn)定,能耐受短暫高溫(100;但由于它具有環(huán)狀化學(xué)結(jié)構(gòu)、對(duì)紫外線較為敏感,故不宜與陽(yáng)光接觸。納他霉素活性的穩(wěn)定性受PH值、溫度、光照強(qiáng)度和氧化劑及重金屬的影響,所以產(chǎn)品應(yīng)該避免與氧化物及硫氫化合物等接觸。納他霉素(Natamycin是一種重要的多烯類抗菌素,該抗菌素是一種很強(qiáng)的抗真菌試劑,能有效地抑制酵母菌和霉菌的生長(zhǎng),阻止絲狀真菌中黃曲霉毒素的形成。與其它抗菌成分相比,納他霉素對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的毒性極低,可以廣泛應(yīng)用于由真菌引起的疾病。除此之外,由于納他霉素的溶解度低,可用其對(duì)食品表面進(jìn)行處理以增加食

13、品的保質(zhì)期,卻不影響食品的風(fēng)味和口感。目前,納他霉素作為一種天然的食品防腐劑已被批準(zhǔn)應(yīng)用于某些乳制品、肉類、水果、飲料等許多食品工業(yè)中。添加Natamycin 5-10mg/kg 的添加量到酸奶中,可使產(chǎn)品的貨架期延長(zhǎng)4 周以上。霉菌和酵母菌是導(dǎo)致果蔬汁變質(zhì)的主要菌類,添加Natamycin 可有效地防止因真菌而引起的變質(zhì),用于果汁可防止果汁發(fā)酵,保持果汁風(fēng)味不變。在葡萄汁方面,20mg/kg 的 Natamycin 可防止酵母菌污染而導(dǎo)致的果汁發(fā)酵。在蘋(píng)果汁方面,應(yīng)用30mg/kg 的Natamycin 可防止果汁發(fā)酵,使果汁在4下保存6 周久,而果汁的原有風(fēng)味無(wú)任何變化。在肉類保鮮方面,可

14、采用浸泡或噴涂肉類食品,來(lái)達(dá)到防止霉菌生長(zhǎng)的目的。每平方厘米含有 4g 的Natamycin 時(shí),即可達(dá)到安全而有效的抑菌水平。但由于產(chǎn)品性質(zhì)、地區(qū)氣候等的差異,可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳效果和最經(jīng)濟(jì)的使用濃度。一般將 Natamycin 配制成150300mg/kg 的懸浮液對(duì)肉制品的表面浸泡和噴涂,可達(dá)到安全有效的抑菌目的。在香腸方面,在制作香腸時(shí),將 Natamycin 懸乳液浸泡或噴涂已填好餡料的香腸表面,可有效地防止香腸表面長(zhǎng)霉。月餅在常溫下,餅皮和餡都容易霉變。用Natamycin可輕而易舉地延長(zhǎng)其成品的貨架期。月餅烘烤后冷卻至常溫時(shí),將 Natamycin 的懸浮液噴涂在月餅表面四周及底

15、部,即可完成外部的防霉。試驗(yàn)表明150300mg/kg 的 Natamycin 懸浮液就有顯著的防霉效果。其他焙烤食品如:蛋糕、面包等都可用 Natamycin 的懸浮濃噴涂其表面,在不對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生任何影響的同時(shí).可以有效地防止霉變,延長(zhǎng)貨架期。在年糕、饅頭中使用,可防止發(fā)霉,有效的延長(zhǎng)貨架期。在啤酒、葡萄酒中,2.5mg/kg 的 Natamycin 可使得保質(zhì)期大大延長(zhǎng)。在國(guó)外,納他霉素還應(yīng)用于醫(yī)藥、飼料及糧食的儲(chǔ)存。3.3溶菌酶溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶或 N乙酸胞壁質(zhì)聚糖水解酶,是一種比較穩(wěn)定的堿性蛋白。1922 年由Fleming 從鼻黏液中發(fā)現(xiàn)。它的來(lái)源可以是雞、鳥(niǎo)類蛋清,人的組織和分泌液,

16、植物,微生物。由于它在蛋清含量最豐富,因此多數(shù)商品溶菌酶是從蛋清中提取的。目前,溶菌酶大致可以分為以下幾種:(1內(nèi)-乙酰己糖胺酶,(2酰胺酶,(3內(nèi)肽酶,(41,3和1,6葡聚糖和甘露聚糖酶,(5殼多糖酶。溶菌酶具有多種藥理作用,如抗感染、消炎、消腫、增強(qiáng)體內(nèi)免疫機(jī)能的功效。溶菌酶的作用機(jī)理是溶菌酶水解N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之間的-1,4糖苷鍵,對(duì)G+的抗菌活性最強(qiáng),因?yàn)檫@些細(xì)菌細(xì)胞壁只有肽聚糖層,容易被水解。這是大多數(shù)活菌細(xì)胞壁外膜的構(gòu)成部分,使得細(xì)胞因?yàn)闈B透壓不平衡而破裂,因此它能夠溶解細(xì)菌細(xì)胞。溶菌酶可以用作嬰兒食品的良好添加劑,它在嬰兒生長(zhǎng)發(fā)育所需的一種必需抗菌蛋白,對(duì)殺死腸

17、道腐敗菌、增強(qiáng)抗感染能力具有特殊作用。張宗巖報(bào)道它能夠促進(jìn)乳酪蛋白的乳化、也有助于其消化吸收。溶菌酶作為防腐劑在干酪、香腸、奶油、糕點(diǎn)等食品上的應(yīng)用也有報(bào)道已經(jīng)取得了較好的效果。單獨(dú)使用溶菌酶作為防腐保鮮劑使用有一定的局限性,它只能分解芽孢細(xì)菌的活細(xì)胞,不能分解芽孢;它只對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有較強(qiáng)的溶菌作用,而對(duì)革蘭氏陰性菌沒(méi)有太大作用。因此在使用時(shí)需要其他的成分添加來(lái)促進(jìn)它的防腐效果。陳舜勝以蝦等水產(chǎn)品為試樣采用保鮮液和溶菌酶復(fù)合保鮮,結(jié)果表明該復(fù)合保鮮劑的作用顯著,在其他相同條件下,可以延長(zhǎng)保鮮期約一倍時(shí)間。3.4魚(yú)精蛋白魚(yú)精蛋白是在魚(yú)類精子細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)小而簡(jiǎn)單的堿性球形蛋白質(zhì),是一種多聚

18、陽(yáng)離子肽,主要存在于各類動(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。魚(yú)精蛋白的作用機(jī)制則是抑制線粒體電子傳遞系統(tǒng)的一些特定成分,抑制一些與細(xì)胞膜有關(guān)的新陳代謝過(guò)程。它可能是定位在膜表面,與膜中那些涉及營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸或生物合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)作用,使這些蛋白質(zhì)功能受損,從而抑制細(xì)胞的新陳代謝而使細(xì)胞死亡。目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,魚(yú)精蛋白在中性和堿性介質(zhì)中的抗菌能力較高,其熱穩(wěn)定性也相當(dāng)高,在210高溫下加熱90min,仍有一定的活性。同時(shí)它的抑菌范圍和食品防腐范圍均較廣,它對(duì)芽孢耐熱菌和革蘭氏陽(yáng)性菌等均有較強(qiáng)的抑制作用,能抑制枯草桿菌、巨

19、大芽抱桿菌、地衣型芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、胚芽乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌等的生長(zhǎng)。而且能有效地抑制肉毒梭狀芽孢稈菌中的 A型、B 型及 E 型菌的發(fā)育。對(duì)酵母菌、霉菌也具有明顯抑制效果;但對(duì)革蘭氏陰性菌抑制效果不明顯。魚(yú)精蛋自近幾年發(fā)展較快,市場(chǎng)上年銷售額達(dá)8億元,其應(yīng)用最多的食品有面包、蛋糕,其次是菜肴制品,調(diào)味料等。魚(yú)精蛋自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。魚(yú)精蛋白是精氨酸含量豐富的蛋白類物質(zhì),有很高的營(yíng)養(yǎng)性和功能性。因此,魚(yú)精蛋白不僅逐漸在食品中得到了應(yīng)用,而且在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也得到了應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),魚(yú)精蛋白可與細(xì)胞膜中某些涉及營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸或生物合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)

20、作用,使這些蛋白的功能受損,從而抑制細(xì)胞的新陳代謝而使細(xì)胞死亡,因此它具有降血壓、助呼吸、促進(jìn)消化、抑制腫瘤、抗血栓、強(qiáng)化肝功能、抑制血液凝固等功能。3.5殼聚糖(chilosan殼聚糖又叫甲殼素或幾丁聚糖,是由甲殼質(zhì)(chitin脫乙酰水解而成的高分子多糖,成本較低、安全無(wú)毒、無(wú)污染、易成膜,是一種優(yōu)良的天然果蔬保鮮劑。我國(guó)于1991年批準(zhǔn)使用。殼聚糖在蟹殼、蝦殼中含量豐富,在毛霉菌屬和Phycomyces屬等霉菌類低等植物的細(xì)胞壁中也有少量存在。殼聚糖為黃色或白色粉末,不溶于水,易溶于鹽酸,硝酸等無(wú)機(jī)酸;難溶于檸檬酸、酒石酸等有機(jī)溶劑,但溶于醋酸,乳酸,蘋(píng)果酸等有機(jī)酸,所以在應(yīng)用時(shí)通常將其

21、溶解于食醋中,主要用于泡腌食品。殼聚糖的防腐機(jī)理主要是由于殼聚糖能在食品表面形成半透膜,從而有效地控制微生物的侵入;殼聚糖本身抑制某些微生物的生長(zhǎng)繁殖。殼聚糖具有廣泛的抗菌作用,脫乙酰程度越高,抗菌活性也越強(qiáng)。在濃度為0. 4%時(shí),對(duì)大腸桿菌、熒光假單胞菌、普通變形桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌均有較強(qiáng)的抑制作用。殼聚糖與醋酸銅、己二酸配成的防腐劑抗菌作用更明顯,且不影響食品風(fēng)味,并能有效地抑制鮮活食品的生理變化。殼聚糖在食品中的應(yīng)用效果很好,一般使用時(shí)用醋酸,乳酸先將其溶解,據(jù)報(bào)道,0.1%或 1.0%的殼聚醋酸溶液能完全抑制金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和熱帶假絲酵母的生長(zhǎng);在浸漬白菜中加入

22、殼聚糖,當(dāng)濃度為0.0125%0.05%時(shí),在30下浸漬白菜的保藏期高達(dá)90.5小時(shí),而不加殼聚糖的對(duì)照組只能保藏15小時(shí),生菌數(shù)就達(dá)106個(gè)/ml;在調(diào)味品中加入溶解于釀造醋的殼聚糖,能抑制細(xì)菌繁殖7天,而與醋酸鈉復(fù)合使用時(shí)則能提高到12天?？梢?jiàn)殼聚糖是一種高效的天然防腐劑。由于殼聚糖在環(huán)境pH>6時(shí)呈膠態(tài)使得其抗菌活性下降,因此當(dāng)食品的pH大于6時(shí),殼聚糖的抗菌活性降低;另外,殼聚糖是一種蛋白凝聚劑,由于它會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)起凝聚作用,其抗菌活性也隨之降低,所以通常適用于低酸性和蛋白質(zhì)含量較低的食品中,如醬菜、腌菜、瓜果之類。3.6 香辛料香辛料一般指生長(zhǎng)在熱帶的芳香植物的根、樹(shù)皮、種子或果

23、實(shí),具有調(diào)味增香的作用,其中不少種還有程度不同的抑菌防腐作用,而且早已被古人所利用:紫蘇葉洗凈晾干后浸漬于裝有醬油的容器中,具有很好的防腐效果,還可增加醬油的醇香味;月桂樹(shù)干葉加到豬肉罐頭內(nèi),不僅能起到防腐作用,還能使豬肉增加特殊的香味。周建新等通過(guò)試驗(yàn)表明:丁香、白胡椒、豆蔻等粉末對(duì)食品中常見(jiàn)的腐敗菌和產(chǎn)毒菌的生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用,其中丁香的抑菌作用最佳,最低抑菌濃度為0.5%,0.35%的丁香粉末添加到醬油中,可使醬油夏季敞口存放一個(gè)月而不產(chǎn)生白花變質(zhì),并賦予醬油特殊良好的風(fēng)味。賈建波、車芙蓉等利用生姜、荸薺皮提取物及其混合液進(jìn)行食品防腐效果評(píng)價(jià),結(jié)果發(fā)現(xiàn),雖然它們的防腐效果稍差于化

24、學(xué)防腐劑,但pH 范圍較廣,具有較強(qiáng)的抗熱性,對(duì)堿性食品同樣適用,還能賦予食品清香味和口感,而且它們無(wú)毒、無(wú)副作用。大量實(shí)驗(yàn)表明,食用香料植物抑菌防腐的主要活性物質(zhì)是精油,如芥菜籽中的異硫氰酸烯內(nèi)酯、丁香花中的丁香酚、肉桂中的桂醛都是起抑菌作用的有效成分。精油存在于植物的根莖葉和花果之中,例如丁香花蕾含有 15%-20%的精油,其中 85%-92%為丁香酚,主要是這些丁香酚發(fā)揮了抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用。食用香料植物成分之間還存在抗菌性的協(xié)同增效作用,近年來(lái),眾多學(xué)者對(duì)香辛料中抗菌活性成分的提取、抗菌效果的評(píng)價(jià)、作用機(jī)制及應(yīng)用范圍進(jìn)行了廣泛的研究。余世望等采用連續(xù)稀釋法對(duì)六十余種香料或中藥材進(jìn)行了抗

25、19 種常見(jiàn)食品腐敗菌的研究,表明丁香、花椒和高良姜酒精提取液有明顯的抗菌作用,上述提取液混合后抗菌作用得到增強(qiáng)。國(guó)外也有這方面的報(bào)道,日本曾用香草醛和肉桂醛混合物作為有效的防腐成分,取得了良好的防腐效果。斯里蘭卡肉桂的抑菌性比較好,就是因?yàn)樗群泄鹑┲饕煞?又有含量少的次要成分丁香酚,這兩者存在協(xié)同增效作用。Kang發(fā)現(xiàn)紫蘇醛與蓼二醛之間存在協(xié)同抗菌作用。香蘭素與肉桂醛之間也有協(xié)同增效作用。有關(guān)香辛料抗菌成分及抗菌機(jī)理的研究,陸志科、楊榮華等已有綜述:香辛料的抗菌成分主要有丁香酚、丁香酚乙酸酯、異硫氰酸烯內(nèi)酯、百里酚、香芹酚、異冰片、茴香腦、肉桂醛、香草醛、辣椒素和水楊醛等。Knoblo

26、ch等對(duì)芳香植物精油的抗菌性能進(jìn)行了研究,認(rèn)為在水相中的溶解度與精油中有效成分透過(guò)細(xì)胞而進(jìn)入菌體的能力直接相關(guān),而抗菌性則基于抗菌劑在菌體細(xì)胞膜雙層磷脂中的溶解度;精油中的類萜類降低生物膜的穩(wěn)定性,從而干擾了能量代謝的酶促反應(yīng)。Gocho對(duì)來(lái)源于植物的26種芳香族化合物的抗菌效果進(jìn)行了研究,根據(jù)對(duì)濕孢子有效而干孢子無(wú)效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)為桂醛、茴香腦等有效芳香抗菌成分的抗菌性是基于孢子對(duì)抗菌劑的吸收而起作用。4.天然防腐劑存在的問(wèn)題4.1對(duì)新型天然食品防腐劑的開(kāi)發(fā)缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。目前有不少天然防腐劑開(kāi)發(fā)利用并投放市場(chǎng),但目前使用的大部分都是粗制品,其有效成分含量常隨季節(jié)和地理環(huán)境而改變,有些天

27、然防腐劑中到底是何種物質(zhì)起作用還不甚清楚。新型天然食品防腐劑的開(kāi)發(fā)需要食品量子生物化學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)等多門學(xué)科的理論為基礎(chǔ),但從事這些方面研究的專家很少參與合作還做了許多重復(fù)工作。同時(shí),企業(yè)參與新型天然食品防腐劑開(kāi)發(fā)的積極性不高,它們不愿在研究與開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)上投入太多資金,因此使新型天然食品防腐劑的開(kāi)發(fā)受到了限制。4.2各種防腐劑的作用機(jī)理、抗菌譜和可應(yīng)用的范圍等研究得也不夠深刻。甚至有些天然防腐劑中到底是何種物質(zhì)起作用還不清楚 ,導(dǎo)致無(wú)法分離出純品進(jìn)行毒理學(xué)評(píng)價(jià)。部分現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的天然防腐劑普遍存在抗菌譜較窄的缺點(diǎn),僅使用某一種不能完全抑制所有病菌的生長(zhǎng),同時(shí)使用多種,也可能對(duì)人體產(chǎn)生毒害等

28、等,這都將制約天然防腐劑開(kāi)發(fā)與利用進(jìn)程。4.3某些天然食品防腐劑,因抗菌譜窄,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。天然防腐劑在實(shí)際應(yīng)用中也存在很多問(wèn)題,用量少時(shí)達(dá)不到防腐效果 , 用量大時(shí)可能影響食品風(fēng)味和品質(zhì),甚至產(chǎn)生毒副作用。如茶多酚作為防腐劑使用時(shí),濃度過(guò)高會(huì)使人感到苦澀味,還會(huì)由于氧化而使食品變色。4.4許多消費(fèi)者簡(jiǎn)單地將天然食品防腐劑理解為有害的添加劑。把添加劑與安全對(duì)立起來(lái),這種現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)尤為突出,一些廠商為迎合消費(fèi)者的心理,往往在廣告語(yǔ)中特別強(qiáng)調(diào)“不含任何防腐劑”,這也是對(duì)消費(fèi)者的誤導(dǎo),極大地阻礙了天然食品防腐劑的應(yīng)用。為解決存在的問(wèn)題,促進(jìn)天然食品防腐劑的發(fā)展,需

29、要各行各業(yè)的通力合作。只有這樣,才能使安全、高效的天然食品防腐劑得到正確、合理的使用。5.天然食品防腐劑的合理使用為了能充分發(fā)揮天然防腐劑的防腐作用,在使用天然防腐劑時(shí)應(yīng)掌握以下幾個(gè)要點(diǎn):5.1使用前要確定哪些食品需要添加防腐劑 ,并且應(yīng)該加哪種防腐劑,能不用的盡量不用或少用。對(duì)于需要加防腐劑的,應(yīng)選擇合適的一種或幾種天然防腐劑,選擇合適的時(shí)期添加,而且一定要注意不能過(guò)量。5.2可適當(dāng)增加食品的酸度(降低 pH值。在低pH值的食品中,細(xì)菌不易生長(zhǎng),故若能在不影響食品風(fēng)味的前提下增加食品的酸度,可減少防腐劑的用量。5.3與熱處理并用。熱處理可減少微生物的數(shù)量因此,加熱后再添加防腐劑可以發(fā)揮最大功效。若在加熱前添加,必需注