食品防腐剂的研究进展

姜鹏 黄俊

(云南大学生化学院应用化学系)

摘 要 论述当今食品防腐剂状况。结合国际互联网上有关防腐剂的最新报道,对于现今几种常用食品防腐剂以及开发热点之一的天然防腐剂作一些介绍。

Abstract treat as the status of food preservative nowadays. Use the very new report abort preservative in the Internet, toward introduce some of useful food preservative and some message of the empolder hotspot savageness preservative.

关键字  食品  防腐剂 天然 合成 Key words food preservative savageness combine

随着经济与社会的发展,人们的生活水平不断提高,对食品提出了更高的要求,食品工业因此获得了迅猛的发展。食品工业的关键问题之一是防腐保鲜,延长保存期,添加防腐剂是其重要措施之一。我国常用食品防腐剂按期性质可分两类:无机及有机化学防腐剂,前者主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类,对羟基甲酸酯类、丙酸酯类等;后者有山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、丙酸钠、对经基苯甲酸乙酯、对经基苯甲酸丙酯、植酸、植酸 钠、苯甲酸钠、双乙酸钠、乳酸链球菌素、异抗坏血酸钠、没食子酸丙醋、茶多酚、丁基经基面 香醚、仲丁胺、噬苯眯哗、 二丁基经基甲苯、特丁基对苯二酚、选迭香抗氧剂。美国卫生基金会和国家癌症研究所新近公布的一份报告表明,在全世界每年罹患癌症的500万人中,有50%左右与食品污染有关,而其中有30%左右受害于食品中的防腐剂。曾经使用的硼砂、甲醛、水杨酸、焦碳酸二乙酯等等目前已禁止使用。目前我国普遍使用的防腐剂有山梨酸、山梨酸甲、苯甲酸、亚硝酸盐等,其中以亚硝酸盐致癌的危险较大。山梨酸和山梨酸甲是国际上公认的安全防腐剂,但过量摄入也会影响人体新陈代谢的平衡,同时,它还会使食品的营养和风味受到破坏。用因此开发安全,健康,高效的食品防腐剂成为食品科学研究热点之一。本文将对近年来一些较有前境的新型食品防腐剂做简要介绍。

一.无机食品防腐剂

臭氧消毒灭菌技术1

臭氧是一种广谱杀菌剂,在和菌体接触后可快速扩散并渗透到菌体的细胞壁,其强烈的氧化作用是使菌体蛋白变性,破坏菌体酶系,达到杀菌作用。

同常见高温,紫外,化学药剂杀菌比较具有灭菌速度快,无残留,无消毒死角,不需高温处理,可脱色除味,使用方便的特点。

短时间杀灭大肠杆菌,蜡杆菌,巨杆菌,痢疾杆菌,伤寒杆菌,流脑双球菌,金黄葡萄球菌,沙门氏菌及流感病毒,肝炎病毒等多种微生物。

近年来臭氧消毒灭菌技术常用于:

矿泉水,纯净水等的生产。其在水中的杀菌速度为氯的60—3000倍。由于其自身的性质,可完全自行分解为氧气,可制得无菌且高含氧量的矿泉水。

果品,蔬菜的贮藏保鲜。臭氧在杀菌同时还能使果蔬表皮气孔缩小,调节呼吸,消除果蔬在贮藏期间产生的乙烯,乙醇,乙醛等气体减少果蔬的生理消耗。

还可用于食品臭氧无菌包装。

固体二氧化氯在食品包装中的应用2

稳定的二氧化氯溶液是被世界卫生组织列为IA级安全高效广谱消毒杀菌剂,以吸水树脂聚丙烯酸为载体制得固体二氧化氯不仅安全高效,广谱杀菌且无色,无味,无毒副作用,由于其自身扩散能力强,活性高不借助任何设备,不与食品接触,不对食品造成二次污染。

二.合成类

富马酸二甲酯

富马酸二甲酯是当前国内外大力发展的新型防霉保鲜剂,能抑制30多种霉菌和酵母菌,且其抗菌性能不受pH值的影响,具有高效广谱、安全性高、价格低廉等优点,其综合抗菌防腐性能优于目前常用的苯甲酸、山梨酸、丙酸及盐、脱氧醋酸等同类防腐剂。它具有很强的生物活性,因升华而具有熏蒸性,因而具有接触杀菌与熏蒸杀菌双重作用,其毒性低,该物质进入人体后很快变成人体代谢的正常成分“富马酸”,其应用重复性好。 富马酸二甲酯在蔬菜、水果、中草药、烟草、化妆品、纺织品、胶卷、磁带、软盘、皮革、纸张、图书资料的防腐、防霉、防虫方面也有广泛的应用。富马酸二甲酯在食品保鲜中具有极大的应用价值和良好的经济效益,尤其是在高温、高湿的条件下,可避免食品的变质腐化及外观上出现干裂、老化、口感差等严重影响生产和市场销售的情况发生。

苯甲酸及其钠盐3

苯甲酸又名安息香酸,稍溶于水,可溶于乙醇,在酸性条件下对多种微生物(酵母、霉菌、细菌)有明显抑菌作用,但对产酸菌作用较弱。苯甲酸溶解度低,实际生产中大多使用其钠盐,抗菌是钠盐转化为苯甲酸后起作用的。pH2.5~4.0抑菌效果最好,pH4.5时对一般微生物完全抑制的最小浓度为0.05%~0.1%。在直接饮用的饮料内的最大使用量为0.2g/kg。

对羟基苯甲酸酯类

对羟基苯甲酸酯又名尼泊金酯,对霉菌、酵母菌有抗菌作用,其防腐效果优于苯甲酸及其钠盐,其使用量约为苯甲酸钠的1/10。在pH值4~8范围中都有良好效果。缺点是水溶性较差,常需用醇类溶解后使用。果汁、果酱最大使用量:0.1~0.2g/kg;饮料最大使用量:0.01g/kg。 山梨酸及其盐类 山梨酸(2,4-乙二烯酸),又名花秋酸,微溶于水,易溶于乙醇。对光、热稳定,长期放置易氧化着色。对霉菌、酵母菌和好气性细菌均有抑菌作用,但对嫌气性细菌、芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌几乎无效。山梨酸是酸性防腐剂,适用范围在pH值5.5以下,而毒性为苯甲酸的1/4,有逐步取代苯甲酸及其钠盐的趋势。最大使用量:0.6g/kg。

三.天然植物中提取的防腐剂

果胶分解物

果胶存在于苹果、葡萄、柑桔等水果和蔬菜中,除了含有半乳糖醛酸以外,还含有阿拉伯糖等中性糖。

未分解的果胶和半乳糖醛酸完全没有抗菌作用,而果胶的酶分解产物才有抗菌作用。但在pH值为6以上的碱性介质中抗菌性能明显下降。

目前以果胶分解物为主要成分,配合其他天然防腐剂,已用于酸菜液、汉堡牛肉饼等的防腐。

用果胶分解生成的果胶甲酯酶,能使罐头蔬菜保持像从菜园中刚采摘时那样鲜脆。因其利用一切可得到的钙原子搭建“盐桥”,因此逆转了加热变软的过程,在60-65℃温度下耐烫30分钟仍有良好的鲜脆效果。

琼脂低聚糖

从海藻中提取的琼脂,主要成分是琼脂糖,其酶分解物即为琼脂低聚糖,它具有较强的抑菌和防止淀粉回生老化的作用,在浓度达3.11%时,能有效地减少菌落产生。目前普遍用于挂面、面包和糕点等食品中。

儿茶素 具有与BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基羟基甲苯)等合成抗氧化剂相同的性能,用量少,抗氧化性强,优于天然VE的抗氧化性;同时抑菌作用相当强,为乙醇的100倍,能抑制葡萄球菌、大肠菌、枯草菌和绿脓菌、土壤菌、腐败菌等。儿茶素对植物油脂有较理想的抗氧化作用,对色素及维生素也具有较好的稳定作用;它在一般食品加工中能耐热,还有很强的耐酸性;它与VE有协同增效作用,而且使用安全,变态反应性试验为阴性。

四.来源于动物的天然防腐剂

蜂胶黄酮防腐抗氧化剂

蜂胶是蜜蜂从胶原植物的芽孢或树干上采集来的黏性分泌物———树脂,经蜜蜂用舌腺、蜡腺分泌物以及花粉混合加工形成的一种具有特殊芳香气味的胶状物。蜂胶的成分复杂,主要含有丰富的黄酮类物。

质、萜烯类物质、有机酸、酯类、醌类、醛类、醇类、氨基酸、维生素、酶类、多糖、微量元素等。

在一般的蜂胶原料中,黄酮类化合物的含量可达10%以上,在质量较好的蜂胶中可高达26%以上。蜂胶黄酮是蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分,在0.02%~0.05%的浓度下,比常用的二丁基羟基甲苯(BHT)的抗氧化性能高2倍,使得蜂胶表现出很强的抗菌、抗氧化及强化免疫等作用。

由于蜂胶富含黄酮类、萜烯类物质及大量的蜂蜡、重金属等杂质,且绝大部分组分不溶于水,因而,提取具有一定难度。

壳聚糖4

壳聚糖又叫甲壳素,是从蟹壳、虾壳中提取的一种多糖类物质。壳聚糖及其衍生物用作保鲜剂主要是利用其成膜性和御菌功能。

壳聚糖作为一种新型食品被膜材料,可用于肉类,鱼类保鲜。果蔬及米饭保鲜。还可用于食品保鲜包装容器。

溶菌酶

一般蛋白质含溶菌酶0~3%左右,所以可从蛋白质中提取。在PH值为6—7,温度在50℃条件下,溶菌酶对革兰氏阳性细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌、好气性孢子形成菌等,有较强的溶菌作用。由于食品中的羟基和酸会影响溶菌酶的活性,因此,它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂,应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。

鱼精蛋白

是一种引人注目的天然抗菌物质,它是一种小而简单的球形蛋白质,含有大量氨基酸,也是一种碱性蛋白质,分子量为5000,常与核酸结合,存在于鱼的精子细胞中。通常从鲑、鲟、鲱等鱼中提取。

鱼精蛋白在中性和碱性介质中显示出较高的抗菌能力,而在pH值为6以下的酸性介质比较弱。鱼精蛋白的热稳定性较高,在210℃加热90分钟仍有一定的活性。在牛奶、鸡蛋、布丁中添加0.05%~0.1%鱼精蛋白,能在15℃保存5-6天,而不添加鱼精蛋白的则第4天就开始变质。切面中添加同样量的鱼精蛋白,能保存3-5天,而对照者2天后就变质了。

鱼精蛋白与其他天然添加剂、甘氨酸、醋酸钠等配合使用,抗菌效果更好,适用的食品防腐范围也更广。

五.微生物类

红茶菌5

红茶菌,俗称海宝,为传统活菌饮料。研究表明红茶菌液培养到第7d时,呈现愉快的酸味,对细菌G+和G-有明显的抑制作用。以与红茶菌液相同酸度的乙酸溶液、乳酸溶液进行比较实验,三者抑菌作用较接近。

乳酸链球菌

乳酸链球菌素是一种安全、高效、无毒且应用广泛的天然食品防腐剂,是一些乳酸链球菌菌株产生的一种多肽抗生素,它对许多革兰氏阳性菌,包括利斯特氏菌属、梭菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属在内的多种腐败菌和食物病原菌有强烈的抑制作用,而对酵母菌和霉菌无任何作用。 (1)罐装食品

在酸性条件下,乳酸链球菌素易溶、稳定、抑菌活性高,因而可用于酸性罐头食品的保鲜。现已成功地应用于罐头食品的种类有萝卜酱、蘑菇、豌豆、番茄、汤类等。

(2)乳制品

500-10000IU/g的乳酸链球菌素 就可有效地阻止肉毒梭菌A、B型孢子发芽。

链球菌素的鲜牛乳在80℃下灭菌10分钟,保存半年后其品质仍然良好。现已成功地将乳酸链球菌素应用于全脂消毒牛乳、灭菌乳、风味乳、罐炼乳、再制乳等。

(3)肉制品

乳酸链球菌素可用于火腿,牛舌及鱼类、三明治等高蛋白食品,明显地改变其质地外观、延长贮存期,并且可降低亚硝酸盐用量,减少对人体的危害。

(4)酒精饮料

由于乳酸链球菌素可抑制革兰氏阳性菌,不抑制酵母菌,可将其应用于啤酒、果酒、蒸馏酒精和烈性酒发酵等乙醇饮料的酿造,以防止乳酸菌引起的腐败。其应用方法可将乳本乡链球菌素直接加入发酵液中,也可将其加入到不灭菌的桶装或瓶装的啤酒中。还可用乳酸链球菌素代替传统的酸洗法清除酵母中污染的乳酸菌。

现今,安全、无毒副作用的食品防腐剂越来越受到食品工业的青睐。具有这一特点的天然防腐剂的研究与应用在国外已日趋广泛,在我国尚属初级阶段。随着抗菌物质分子结构与作用机理的揭示,更多更好的食品防腐剂将被开发出来。

参考资料

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2. 周大军、李国龙,《食品科技》,2000,6:34

3. Chemical Abstracts. Vol.132,No.9.2000; 132:107123p Disposition of sodium and potassium [14C ]benzoate (BA) orally administered to rats.

4.董炎明、阮永红等,《食品科技》,2000,5:28

陈忻、袁毅华、孙恢礼等,《食品研究与开发》,2000,10月21卷,5:7

5.谢俊杰、钟青萍等,《食品科技》,2000,6:59

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