食品中防腐劑的概述和應用前景

汪強+張月松+黃宇+裴倩如+趙嵩

摘 要：食品的腐敗變質不僅會造成經濟損失，往往還會引起食品安全問題。因此，如何防止食品腐敗成為了一項重要課題，常用的防腐手段就是添加食品防腐劑。本文對食品防腐劑進行了概述，并對其應用前景進行了闡述。

關鍵詞：食品防腐劑 安全 概述 應用前景

隨著現代生活水平的不斷提高，食品的質量問題越來越受到百姓的關注。當百姓在市場上選購商品時，首先會關注食品的感官，觀察有無腐敗變質的跡象。因此，有效防止食品腐敗變質成為食品企業首要解決的問題。為延長食品保質期，減少企業在食品變質問題上的損失，食品企業會在其生產的產品中添加適量國家容許添加的防腐劑，以達到抑制或消滅食品中的微生物防止或減緩食品腐敗的目的。由于防腐劑價格低廉且使用方便，現如今越來越受到人們的關注。本文主要對食品中防腐劑的定義、種類、發展和應用前景進行了闡述。

1 食品防腐劑的定義

食品防腐劑是指通過抑制或消滅微生物的增長而防止食品腐敗變質的一類制劑[1]。

2 食品防腐劑的分類

食品防腐劑通常分為化學食品防腐劑和天然食品防腐劑。在中國，按照GB 2760-2014食品添加劑使用標準中規定的容許添加的食品防腐劑共有28種。

2.1 化學食品防腐劑

食品中常添加的化學食品防腐劑主要有苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、丙酸及其鈉鹽/鈣鹽、對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽、脫氫乙酸及其鈉鹽等。

2.1.1 苯甲酸及其鈉鹽

苯甲酸別名安息香酸或苯蟻酸，具有苯或甲醛的氣味，該物質為鱗片狀或針狀的白色結晶物，易溶解于乙醇、乙醚等有機試劑，微溶于水。苯甲酸相應的鈉鹽則是無臭或略帶安息香氣味的白色顆粒物，易溶于水。

苯甲酸在pH值為2.5～4.0時防腐效果較好，但此種防腐劑對產酸酶的作用很弱，在pH值高于5.5時，對很多霉菌無抑制效果。苯甲酸及其鈉鹽是低毒防腐劑，如果過量攝入會影響人體血壓、心臟和腎臟功能，但因其價格低廉，在中國市場仍然作為主要防腐劑在使用。

2.1.2 山梨酸及其鉀鹽

山梨酸別名清涼茶酸、2，4-己二烯酸，無臭或微臭，白色結晶粉狀物，易溶于無水乙醇、丙酮、環己烷等有機試劑，微溶于水。山梨酸在常溫常壓下不分解，需避免與強氧化物的接觸。其相應的鉀鹽為無色或白色鱗片狀結晶性粉狀物，無臭或微臭，在空氣中容易吸潮，易溶于水、乙醇。

山梨酸在pH值低于5.0～6.0時抑菌效果最好，對霉菌的抑制作用最佳，除此之外山梨酸對酵母菌、好氧性微生物有明顯的抑制作用，但對可形成芽孢的厭氧型微生物和嗜酸乳酸桿菌的抑菌能力不足。山梨酸的抑菌效果比廉價的苯甲酸及其鈉鹽要高5～10倍，毒性卻是苯甲酸及其鈉鹽的1/5，在國際上被公認為最好防腐劑之一，已成為歐美等發達國家的主流防腐劑。

2.1.3 丙酸及其鈉鹽/鈣鹽

丙酸別名初油酸、甲基乙酸、乙基甲酸，純丙酸為無色、具有腐蝕性的液體，有刺激性氣味，與水、乙醇、乙醚、氯仿互溶；其相應的鈉鹽/鈣鹽為無色透明結晶或顆粒狀結晶粉狀物，略帶有特殊氣味，具有吸潮性。

丙酸要在酸性條件下才能起到抗菌防霉的效果[2]，其對霉菌、需氧芽孢桿菌以及革蘭氏陰性桿菌有較強的抑制作用，但對酵母菌無抑制作用，因此，主要用于面包和糕點的防霉。同時，丙酸對黃曲霉毒素和枯草桿菌也有不錯的抑制效果。

2.1.4 對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽

對羥基苯甲酸酯類別名尼泊金酯類、對羥基安息香酸，對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽為白色結晶粉狀物，難溶于水，可溶于堿性水溶液及有機試劑。

對羥基苯甲酸酯類是世界上公認的三大廣譜食品防腐劑之一，具有多種形式，其中尼泊金甲酯的毒性要高于其它酯類，很少單獨作為食品防腐劑在食品中添加，但可以與尼泊金丙酯一起使用，它們之間具有協同效應。對羥基苯甲酸酯類對酵母菌、霉菌具有廣泛的抗菌作用，但對乳酸菌和革蘭氏陰性桿菌的抗菌作用較差[3]。

2.1.5 脫氫乙酸及其鈉鹽

脫氫乙酸別名α，γ-二乙酰基乙酰乙酸、脫氫醋酸，呈白色或淡黃色結晶粉末狀物，無臭、無味，難溶于水，其相應的鈉鹽為白色或近白色結晶性粉狀物質，無臭，易溶于水，耐光、耐熱性好。

脫氫乙酸及其鈉鹽是繼苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽和對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽后的新型食品防霉防腐劑。脫氫乙酸對酵母菌、霉菌有著極強的抑制作用，并且不會隨著酸堿度和溫度的改變使抑菌效果受到影響。

2.2 天然食品防腐劑

食品中常添加的天然食品防腐劑主要有納他霉素、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸、溶菌酶等。

2.2.1 納他霉素

納他霉素別名匹馬霉素，是由納他鏈霉素發酵生成的一種白色、無臭無味的具有烯醇式結構的大環內脂化合物，難溶于水、耐高溫，其活性受pH值、溫度、光強度以及氧化劑和重金屬的影響。納他霉素對酵母菌、霉菌等絲狀真菌的抑制作用很強，但對細菌、病毒的抑制效果不佳。納他霉素很難被人或動物的腸胃所吸收，所以對人體基本沒有毒性。

2.2.2 乳酸鏈球菌素

乳酸鏈球菌素別名乳酸鏈球菌肽、尼辛，是由乳酸鏈球菌產生的一種由34個氨基酸組成的多肽，其中堿性氨基酸含量高，因此帶正電荷。乳酸鏈球菌素對葡萄球菌屬、鏈球菌屬、乳酸桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬的細菌有較好的抑制作用，但對革蘭氏陰性細菌、霉菌、酵母菌的抑制效果不佳，當與EDTA或檸檬水等具有絡合效果的試劑共同使用時，對部分革蘭氏陰性細菌有效。乳酸鏈球菌素可以被人體消化道中的蛋白酶降解，不會在人體富集，同時也不影響人體腸道有益菌群，對人體是無害的[4]。

2.2.3 ε-聚賴氨酸

ε-聚賴氨酸為淡黃色粉狀物，略帶苦味，易溶于水，熱穩定性很好，是白色鏈霉菌的發酵產物，對革蘭氏陽性菌及陰性菌、真菌、芽孢桿菌和厭乙梭菌都有顯著的抑制作用。ε-聚賴氨酸在微酸性和中性條件下的抑菌效果很強，但在強酸性或堿性條件下的抑菌效果很差。endprint

2.2.4 溶菌酶。

溶菌酶別名胞壁質酶、N-乙酰胞壁質聚糖水解酶，是一種無毒、無害的高鹽基堿性球蛋白，主要來源于蛋清。當前，溶菌酶分為3種類型：C型（雞卵清溶菌酶）、G型（鵝卵清溶菌酶）、噬菌體溶菌酶。溶菌酶對革蘭氏陽性菌、好氣性孢子形成菌、枯草桿菌、地衣型芽孢桿菌等有抑菌性，溶菌酶對pH值和溫度有著一定的要求，在pH值為6～7，溫度為50℃以下時溶菌效果最好[5，6]。

3 食品防腐劑的作用機理

按防腐劑對微生物的主要作用效果，可將其分為具有殺菌效果的殺菌劑和具有抑菌效果的的抑菌劑。食品防腐劑對微生物起到抑制作用主要是通過對微生物的細胞膜、細胞壁、其蛋白質合成系統及遺傳物質加以影響而實現的。目前，使用食品防腐劑對微生物的影響主要有以下幾個方面：

①作用于細胞膜：導致細胞膜的通透性增加或結構改變，使細胞內的酶和代謝產物外流，從而導致細胞失去活力。

②使細胞中主要的酶失活：大多數抗菌劑的作用都是通過抑制細胞內的酶活性或合成來實現，這些酶主要是合成細胞中重要成分的酶以及基礎代謝的酶。

③作用于蛋白質，導致蛋白質部分變性、蛋白質交聯，從而使得其它生理作用不能正常進行等[7]。

4 食品中防腐劑的應用前景

隨著網絡的發展以及人們生活水平的不斷提高，食品安全問題也備受關注。食品安全往往與食品中添加的防腐劑密不可分，因此防腐劑的發展也越來越快。對于防腐劑的發展可概括為以下幾點：

①由高毒性食品防腐劑向低毒性食品防腐劑方向發展。化學防腐劑由于價格低廉、使用方便等特點將會有相當長的時間會繼續使用，但對于毒性高的防腐劑，我國政府會禁止使用或限制其使用量[8]。

②防腐劑的研究方向逐漸由化學食品防腐劑向天然食品防腐劑轉移。由于化學防腐劑一般都具有毒性，長時間累積疊加勢必會對人體健康造成影響，而天然食品防腐劑具有無毒、安全、高效等特點，勢必會逐漸取代化學食品防腐劑[9]。

③由單一型食品防腐劑向復配型食品防腐劑發展，目前廣泛使用的食品防腐劑都具有抑菌種類少的特點，單獨使用一種食品防腐劑往往防腐效果不理想，食品企業可添加復配食品防腐劑以達到防腐的目的[10]。

參考文獻：

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[3] 林日高，林捷，周愛梅等.對羥基苯甲酸酯類鈉鹽的抑菌作用及其穩定性研究.中國食品添加劑[J].2002（3）：19-24.

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[9] 王衫，揭琴豐，邱偉華.食品防腐劑的應用現況、問題及對策.中國食品添加劑[J].2011（1）：23-27.

[10] 喬長晟，王玲，朱曉紅，新型天然防腐劑的發展現狀與趨勢.寧夏農學院學報[J].2001（4）：54-62.endprint