防腐劑亦稱食品保存劑(foodpreservatives)，能抑制食品中微生物繁殖，防止食品腐敗。防腐劑的理想條件為：對所有能使食品變質(zhì)的微生物(酵母、霉菌、細(xì)菌)均有效;無毒或毒性極微;無味、無色、無臭、無刺激性，不使食品變化;易使用，具水溶性、耐熱性，不易受PH變化的影響。中國目前允許使用并有國家標(biāo)準(zhǔn)的防腐劑有以下兩種。①苯甲酸及其鈉鹽：苯甲酸(ben-zolic acid)又名安息香酸，防腐效果好，對人體無害，進(jìn)入人體后與甘氨酸或葡萄糖醛酸結(jié)合，然后全部排出體外。人體每日允許攝入量為<5毫克/公斤體重。②山梨酸及其鉀鹽：山梨酸(sorbicacid)又名花椒酸，為一種不飽和脂肪酸，在體內(nèi)可參與正常脂肪代謝，對人體無害，防腐效果好。人體每日允許攝入量為<5毫克/公斤體重。
【分類】：
對微生物或霉菌具有殺滅、抑制或阻止生成作用的藥劑。它們一般對熱、光、氧化等作用穩(wěn)定。用于食品工業(yè)的，如苯甲酸、山梨酸、對羥基苯甲酸乙酯等;用于制革工業(yè)的，有六六六、氟硅酸鈉、亞砷酸鈉、萘、石碳酸、五氯酚鈉等;用于化妝品工業(yè)的，如硫柳汞(乙基汞硫代水楊酸鈉)、十二烷基胍乙酸鹽、六氯酚、硼酚等。其他如藥物、疫苗、木材等也常用防腐劑。
在乳膠工業(yè)中用于防止因微生物等的作用而引起凝結(jié)或變質(zhì)現(xiàn)象的常稱為保存劑。
在各種腐蝕環(huán)境中，加量很少、但可以明顯防止金屬腐蝕的物質(zhì)，該類防腐劑可以分為：(1)無機(jī)防腐劑，如重鉻酸鈉、鉻酸鈉、亞硝酸鈉、多磷酸鹽、重碳酸鉀等。(2)有機(jī)防腐劑，如低碳脂肪胺以及高分子量胺類、油酸等羧酸、磺酸鉀鹽、脂肪酸多元醇酯等。(3)氣化防腐劑，如胺類的亞硝酸鹽。(4)抗震油防腐劑，主要有羧酸鹽、磺酸鹽、酯類以及烷基磷酸酯等。
【作用】
是具有殺菌力的一類化合物。從歷史上來說，石炭酸是這類化合物中很重要的一種。防腐劑具有殺死引起感染性疾病的有機(jī)體的特性、尤其能殺死引起傷口感染(敗血癥) 的有機(jī)體，傷口感染時，細(xì)菌會隨著軟組織損壞的擴(kuò)展和化膿而繁殖。防腐劑在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域有許多重要的用途(盡管現(xiàn)在已不用它來消毒傷口)。例如，用氯消毒自來水，用甲醛汽(極毒) 消毒房間。不幸的是，正是防腐劑殺死微生物的功能使它不能用于有活組織存在的情況，也不能用于安全手術(shù)消毒; 例如酚和碘的酒精溶液只能使軟組織的損壞擴(kuò)展。(在割破的創(chuàng)口涂碘酊只能看做是一種形式而不是一種治療手段。)
防腐劑在現(xiàn)代的外科手術(shù)中作為無菌法的一種輔助手段占有重要地位。例如手術(shù)刀和碳鋼器械在用高壓蒸汽消毒時會嚴(yán)重?fù)p壞，因而這類器械的消毒常規(guī)程序是先在強(qiáng)防腐劑中浸泡，使用前再把防腐劑洗掉。迄今最有效的消毒手段是用100℃以上的蒸汽，因而必然是在壓力下處理; 消毒手術(shù)室用的布簾和工作服的通常方法是在120℃的蒸汽中蒸。有一種“防腐手術(shù)”，這種手術(shù)與J. 李斯特 ( Joseph Lis-ter)的名字聯(lián)系在一起，這是試圖直接用防腐劑來克服感染的一種手術(shù)方法 (例如在酚的噴霧中做手術(shù)，用石炭酸或其他防腐溶液處理傷口)。這種方法已被無菌手術(shù)完全取代。
【食品防腐劑的防腐機(jī)理】
食品防腐劑是一類具有抑制微生物增殖或殺死微生物的化合物。防腐劑可以防止食品在儲存、流通過程中受到微生物繁殖而引起的變質(zhì)，提高食品的保存性，保持食品的優(yōu)良品質(zhì)和營養(yǎng)成分，延長食品的食用價值。
開發(fā)和選用食品防腐劑的標(biāo)準(zhǔn)是“高效低毒”，高效是指對微生物的抑制效果好，而低毒是指對人體不產(chǎn)生可觀察到的毒害。盡管生物的基本代謝過程有很多相同和相似之處，但每一類生物的代謝是有很大差異的，一般各種物質(zhì)都是直接通過微生物的細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)，任何對其生理代謝產(chǎn)生干擾的物質(zhì)都可以干擾微生物的生長。因此很多物質(zhì)對人體無任何不良影響，但對微生物的生長影響很大，由于不同類微生物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、代謝方式是有差異的，因而同一種防腐劑對不同的微生物效果不一樣。
防腐劑抑制與殺死微生物的機(jī)理十分復(fù)雜，目前使用的防腐劑對微生物主要有以下幾方面的作用：
1）防腐劑破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，或干擾細(xì)胞壁的合成，或改變細(xì)胞膜的滲透性，使得微生物體內(nèi)的物質(zhì)逸出細(xì)胞外，或影響與膜有關(guān)的呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)，導(dǎo)致微生物正常的生理平衡被破壞而失活；
2）防腐劑作用于微生物體內(nèi)的酶系，抑制酶的活性，干擾其正常代謝。如防腐劑與酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性，干擾微生物體的正常代謝，從而影響其生存和繁殖。通常防腐劑作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰輔酶A縮合酶、脫氫酶、電子傳遞酶系等；
3）防腐劑作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯等；
4）其他作用：包括防腐劑作用于蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)部分變性、蛋白質(zhì)交聯(lián)而導(dǎo)致其他的生理作用不能進(jìn)行等。
【使用條件】
防腐劑應(yīng)具備的條件
目前世界各國用于食品防腐的藥劑種類很多，食品防腐劑應(yīng)該符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，食品防腐劑本身應(yīng)該性質(zhì)較穩(wěn)定，與食品不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；加入到食品中后在一定的時期內(nèi)有效，在食品中有很好的穩(wěn)定性；防腐劑應(yīng)在低濃度下具有較強(qiáng)的抑菌作用；防腐劑本身不應(yīng)具有刺激氣味和異味；防腐劑不應(yīng)阻礙消化酶的作用，不影響腸道內(nèi)有益菌的作用，對人體正常功能無影響；防腐劑應(yīng)價格合理、使用方便等。
【注意事項】
防腐劑使用的注意事項
與各類食品添加劑一樣，防腐劑必須嚴(yán)格按中國《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定添加，不能超標(biāo)使用。在食品的生產(chǎn)加工過程中，由于防腐劑在種類、性質(zhì)、使用范圍、價格和毒性等不同的情況下，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定使用。
1）正確選用防腐劑
不同的防腐劑理化特性不一樣，防腐劑的風(fēng)味和理化特性與食品相容，則可用于這些食品，相反則不能。另外，每種防腐劑往往只對一類或某幾種微生物有抑制作用，由于不同食品中污染菌的情況不一樣，需要的防腐劑也不一樣。應(yīng)了解各類防腐劑所能抑制的微生物種類，有些防腐劑對霉菌有效果，有的對酵母有效果，只有掌握防腐劑的這一特性，才能對癥下藥，一般以復(fù)配形式來進(jìn)行綜合防腐保鮮的較多。
2）注意防腐劑的使用量和使用范圍
應(yīng)了解各類防腐劑的毒性和使用范圍，按照安全使用量和使用范圍進(jìn)行添加。隨著食品添加劑的不斷開發(fā)與相應(yīng)獨(dú)立實驗的研究進(jìn)展，添加劑的種類與使用范圍也在不斷地進(jìn)行調(diào)整和變化，有些傳統(tǒng)的防腐劑已不再被列入食品添加劑的名單中，并被禁止在食品加工中使用。
因此，對防腐劑的使用種類、范圍及限量的分析檢測是對食品添加劑管理的主要內(nèi)容之一。如苯甲酸鈉，因其毒性較強(qiáng)，在有些國家已被禁用，中國也嚴(yán)格規(guī)定了其只能在醬類、果醬類、醬菜類、罐頭類和一些酒類中使用。
3）注意防腐劑有效的pH值范圍
由于未電離分子比較容易滲透微生物的細(xì)胞膜，所以pH值是決定防腐劑效果的重要因素。應(yīng)了解各類防腐劑的有效使用環(huán)境，酸性防腐劑只能在酸性環(huán)境中使用，其在酸性環(huán)境中強(qiáng)有效的防腐作用，用于中性或偏堿性的環(huán)境中沒有多少作用。
食品pH值對酸性防腐劑的防腐效果有很大的影響，一般來說，苯甲酸及苯甲酸鈉適用于pH4.5～5.0以下，山梨酸及山梨酸鉀在pH5.0～6.0以下，對羥基苯甲酸酯類使用范同為pH4.0～8.0，而酯型防腐劑中的尼泊金酯類也能在pH4.0～8.0之間使用，且效果較好。酸性防腐劑的防腐作用主要是依靠溶液內(nèi)的未電離分子。如果溶液中氫離子濃度增加，電離被抑制，未電離分子比例就增大，所以低pH值的防腐作用較強(qiáng)。
4）防腐劑的溶解與分散
防腐劑必須在食品中均勻分散，如果分散不均勻就達(dá)不到較好的防腐效果。所以防腐劑要充分溶解而分散于整個食品中。溶解時溶劑的選擇要注意，有的食品不能有酒味，就不能用乙醇作溶劑；有的食品不能過酸，就不能用太多的酸溶解。
溶解后的防腐劑溶液，有時存在不好分散的情況，由于加入到食品中化學(xué)環(huán)境改變，局部防腐劑過濃，會有防腐劑析出。如醇溶解的對羥基苯甲酸酯類，加入到水相后，如未及時均質(zhì)，則會很快析出，浮出水相表面，會降低防腐劑的有效濃度，影響食品的外觀。苯甲酸鹽、山梨酸鹽加到酸性食品中，如某一局部太多，也會析出苯甲酸或山梨酸鹽的塊狀物。
5）食品的熱處理
一般情況下加熱可增強(qiáng)防腐劑的防腐效果，在加熱殺菌時加入防腐劑，殺菌時間可以縮短。
6）減少食品的污染菌
防腐劑一般殺菌作用很小，只有抑菌的作用，在添加防腐劑之前，應(yīng)保證食品滅菌完全，不應(yīng)有大量的微生物存在，否則防腐劑的加入將不會起到理想的效果。因為在食品中的微生物基數(shù)大，盡管其生長受到一定程度的抑制，微生物增殖的絕對量仍然很大，最終通過其代謝分解產(chǎn)物使防腐劑失效。
如山梨酸鉀，不但不會起到防腐的作用，反而會成為微生物繁殖的營養(yǎng)源。因此不管是否使用防腐劑，加工過程中嚴(yán)格的衛(wèi)生管理都是十分重要的。
7）防腐劑的并用及其他因素
各種防腐劑都有各自的作用范圍，在某些情況下兩種以上防腐劑的并用，往往具有協(xié)同作用，而比單獨(dú)作用更為有效。例如飲料中并用苯甲酸鈉與二氧化硫，有的果汁中并用苯甲酸鈉與山梨酸，可達(dá)到擴(kuò)大抑菌范圍的效果。
防腐劑的使用往往結(jié)合一定的殺菌處理和密封或隔絕等措施，來達(dá)到防腐或保鮮的目的，為了充分發(fā)揮防腐劑的作用和達(dá)到較好的防腐或保鮮效果，應(yīng)在使用防腐劑之前考慮別的影響因素，如選擇的防腐劑種類是否適宜加工的食品；食品的形態(tài)是否對防腐劑的形式和防腐效果有影響；體系酸堿度是否利于防腐劑的溶解和分散等因素。