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食品中防腐剂的概述和应用前景

摘 要:食品的腐败变质不仅会造成经济损失,往往还会引起食品安全问题。因此,如何防止食品腐败成为了一项重要课题,常用的防腐手段就是添加食品防腐剂。本文对食品防腐剂进行了概述,并对其应用前景进行了阐述。

关键词:食品防腐剂 安全 概述 应用前景

随着现代生活水平的不断提高,食品的质量问题越来越受到百姓的关注。当百姓在市场上选购商品时,首先会关注食品的感官,观察有无腐败变质的迹象。因此,有效防止食品腐败变质成为食品企业首要解决的问题。为延长食品保质期,减少企业在食品变质问题上的损失,食品企业会在其生产的产品中添加适量国家容许添加的防腐剂,以达到抑制或消灭食品中的微生物防止或减缓食品腐败的目的。由于防腐剂价格低廉且使用方便,现如今越来越受到人们的关注。本文主要对食品中防腐剂的定义、种类、发展和应用前景进行了阐述。

1 食品防腐剂的定义

食品防腐剂是指通过抑制或消灭微生物的增长而防止食品腐败变质的一类制剂[1]

2 食品防腐剂的分类

食品防腐剂通常分为化学食品防腐剂和天然食品防腐剂。在中国,按照GB 2760-2014食品添加剂使用标准中规定的容许添加的食品防腐剂共有28种。

2.1 化学食品防腐剂

食品中常添加的化学食品防腐剂主要有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及其钠盐/钙盐、对羟基苯甲酸酯类及其钠盐、脱氢乙酸及其钠盐等。

2.1.1 苯甲酸及其钠盐

苯甲酸别名安息香酸或苯蚁酸,具有苯或甲醛的气味,该物质为鳞片状或针状的白色结晶物,易溶解于乙醇、乙醚等有机试剂,微溶于水。苯甲酸相应的钠盐则是无臭或略带安息香气味的白色颗粒物,易溶于水。

苯甲酸在pH值为2.5~4.0时防腐效果较好,但此种防腐剂对产酸酶的作用很弱,在pH值高于5.5时,对很多霉菌无抑制效果。苯甲酸及其钠盐是低毒防腐剂,如果过量摄入会影响人体血压、心脏和肾脏功能,但因其价格低廉,在中国市场仍然作为主要防腐剂在使用。

2.1.2 山梨酸及其钾盐

山梨酸别名清凉茶酸、2,4-己二烯酸,无臭或微臭,白色结晶粉状物,易溶于无水乙醇、丙酮、环己烷等有机试剂,微溶于水。山梨酸在常温常压下不分解,需避免与强氧化物的接触。其相应的钾盐为无色或白色鳞片状结晶性粉状物,无臭或微臭,在空气中容易吸潮,易溶于水、乙醇。

山梨酸在pH值低于5.0~6.0时抑菌效果最好,对霉菌的抑制作用最佳,除此之外山梨酸对酵母菌、好氧性微生物有明显的抑制作用,但对可形成芽孢的厌氧型微生物和嗜酸乳酸杆菌的抑菌能力不足。山梨酸的抑菌效果比廉价的苯甲酸及其钠盐要高5~10倍,毒性却是苯甲酸及其钠盐的1/5,在国际上被公认为最好防腐剂之一,已成为欧美等发达国家的主流防腐剂。

2.1.3 丙酸及其钠盐/钙盐

丙酸别名初油酸、甲基乙酸、乙基甲酸,纯丙酸为无色、具有腐蚀性的液体,有刺激性气味,与水、乙醇、乙醚、氯仿互溶;其相应的钠盐/钙盐为无色透明结晶或颗粒状结晶粉状物,略带有特殊气味,具有吸潮性。

丙酸要在酸性条件下才能起到抗菌防霉的效果[2],其对霉菌、需氧芽孢杆菌以及革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用,但对酵母菌无抑制作用,因此,主要用于面包和糕点的防霉。同时,丙酸对黄曲霉毒素和枯草杆菌也有不错的抑制效果。

2.1.4 对羟基苯甲酸酯类及其钠盐

对羟基苯甲酸酯类别名尼泊金酯类、对羟基安息香酸,对羟基苯甲酸酯类及其钠盐为白色结晶粉状物,难溶于水,可溶于碱性水溶液及有机试剂。

对羟基苯甲酸酯类是世界上公认的三大广谱食品防腐剂之一,具有多种形式,其中尼泊金甲酯的毒性要高于其它酯类,很少单独作为食品防腐剂在食品中添加,但可以与尼泊金丙酯一起使用,它们之间具有协同效应。对羟基苯甲酸酯类对酵母菌、霉菌具有广泛的抗菌作用,但对乳酸菌和革兰氏阴性杆菌的抗菌作用较差[3]

2.1.5 脱氢乙酸及其钠盐

脱氢乙酸别名α,γ-二乙酰基乙酰乙酸、脱氢醋酸,呈白色或淡黄色结晶粉末状物,无臭、无味,难溶于水,其相应的钠盐为白色或近白色结晶性粉状物质,无臭,易溶于水,耐光、耐热性好。

脱氢乙酸及其钠盐是继苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐和对羟基苯甲酸酯类及其钠盐后的新型食品防霉防腐剂。脱氢乙酸对酵母菌、霉菌有着极强的抑制作用,并且不会随着酸碱度和温度的改变使抑菌效果受到影响。

2.2 天然食品防腐剂

食品中常添加的天然食品防腐剂主要有纳他霉素、乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸、溶菌酶等。

2.2.1 纳他霉素

纳他霉素别名匹马霉素,是由纳他链霉素发酵生成的一种白色、无臭无味的具有烯醇式结构的大环内脂化合物,难溶于水、耐高温,其活性受pH值、温度、光强度以及氧化剂和重金属的影响。纳他霉素对酵母菌、霉菌等丝状真菌的抑制作用很强,但对细菌、病毒的抑制效果不佳。纳他霉素很难被人或动物的肠胃所吸收,所以对人体基本没有毒性。

2.2.2 乳酸链球菌素

乳酸链球菌素别名乳酸链球菌肽、尼辛,是由乳酸链球菌产生的一种由34个氨基酸组成的多肽,其中碱性氨基酸含量高,因此带正电荷。乳酸链球菌素对葡萄球菌属、链球菌属、乳酸杆菌属、梭状芽孢杆菌属的细菌有较好的抑制作用,但对革兰氏阴性细菌、霉菌、酵母菌的抑制效果不佳,当与EDTA或柠檬水等具有络合效果的试剂共同使用时,对部分革兰氏阴性细菌有效。乳酸链球菌素可以被人体消化道中的蛋白酶降解,不会在人体富集,同时也不影响人体肠道有益菌群,对人体是无害的[4]

2.2.3 ε-聚赖氨酸

ε-聚赖氨酸为淡黄色粉状物,略带苦味,易溶于水,热稳定性很好,是白色链霉菌的发酵产物,对革兰氏阳性菌及阴性菌、真菌、芽孢杆菌和厌乙梭菌都有显著的抑制作用。ε-聚赖氨酸在微酸性和中性条件下的抑菌效果很强,但在强酸性或碱性条件下的抑菌效果很差。

2.2.4 溶菌酶。

溶菌酶别名胞壁质酶、N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,是一种无毒、无害的高盐基碱性球蛋白,主要来源于蛋清。当前,溶菌酶分为3种类型:C型(鸡卵清溶菌酶)、G型(鹅卵清溶菌酶)、噬菌体溶菌酶。溶菌酶对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等有抑菌性,溶菌酶对pH值和温度有着一定的要求,在pH值为6~7,温度为50℃以下时溶菌效果最好[5,6]

3 食品防腐剂的作用机理

按防腐剂对微生物的主要作用效果,可将其分为具有杀菌效果的杀菌剂和具有抑菌效果的的抑菌剂。食品防腐剂对微生物起到抑制作用主要是通过对微生物的细胞膜、细胞壁、其蛋白质合成系统及遗传物质加以影响而实现的。目前,使用食品防腐剂对微生物的影响主要有以下几个方面:

①作用于细胞膜:导致细胞膜的通透性增加或结构改变,使细胞内的酶和代谢产物外流,从而导致细胞失去活力。

②使细胞中主要的酶失活:大多数抗菌剂的作用都是通过抑制细胞内的酶活性或合成来实现,这些酶主要是合成细胞中重要成分的酶以及基础代谢的酶。

③作用于蛋白质,导致蛋白质部分变性、蛋白质交联,从而使得其它生理作用不能正常进行等[7]

4 食品中防腐剂的应用前景

随着网络的发展以及人们生活水平的不断提高,食品安全问题也备受关注。食品安全往往与食品中添加的防腐剂密不可分,因此防腐剂的发展也越来越快。对于防腐剂的发展可概括为以下几点:

①由高毒性食品防腐剂向低毒性食品防腐剂方向发展。化学防腐剂由于价格低廉、使用方便等特点将会有相当长的时间会继续使用,但对于毒性高的防腐剂,我国政府会禁止使用或限制其使用量[8]

②防腐剂的研究方向逐渐由化学食品防腐剂向天然食品防腐剂转移。由于化学防腐剂一般都具有毒性,长时间累积叠加势必会对人体健康造成影响,而天然食品防腐剂具有无毒、安全、高效等特点,势必会逐渐取代化学食品防腐剂[9]

③由单一型食品防腐剂向复配型食品防腐剂发展,目前广泛使用的食品防腐剂都具有抑菌种类少的特点,单独使用一种食品防腐剂往往防腐效果不理想,食品企业可添加复配食品防腐剂以达到防腐的目的[10]

参考文献:

[1] 罗傲霜,淳泽,罗傲雪等.食品防腐剂的概况与发展.中国食品添加剂[J].2005(4):55-58.

[2] 张少飞,何九军,王让军等.食品防腐剂的概述及其发展状况.山东化工[J].2015(44):40-41.

[3] 林日高,林捷,周爱梅等.对羟基苯甲酸酯类钠盐的抑菌作用及其稳定性研究.中国食品添加剂[J].2002(3):19-24.

[4] 梅丛笑,方元超,赵晋府.微生物天然防腐剂在食品工业中的应用及前景.江苏食品与发酵[J].2000(4):26-28.

[5] 陈晓伟,韦媛媛.天然食品防腐剂的利用现状及前景.中国食品添加剂[J].2002(3):19-24.

[6] 冯炜炜,陈志伟.天然食品防腐剂的研究进展.安徽农业科学[J].2011(18):31-35.

[7] 郭新竹,宇正举,故新宇等.食品防腐剂作用机理的研究进展.食品科技[J].2008,18(4):36-39.

[8] 石立三,吴清平,吴慧清等.我国食品防腐剂应用状况及未来发展趋势.食品研究与开发[J].2008,29(3):56-63.

[9] 王衫,揭琴丰,邱伟华.食品防腐剂的应用现况、问题及对策.中国食品添加剂[J].2011(1):23-27.

[10] 乔长晟,王玲,朱晓红,新型天然防腐剂的发展现状与趋势.宁夏农学院学报[J].2001(4):54-62.


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