防腐劑，又稱防腐殺菌劑。是一類保持食品原有性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為目的的食品添加劑，是指能抑制微生物活動(dòng)、防止食品腐敗變質(zhì)以延長(zhǎng)保存期的一類添加劑。目前常用的食品防腐劑主要分為化學(xué)類食品防腐劑和天然類食品防腐劑，化學(xué)類食品防腐劑分為酸性防腐劑、酯型防腐劑、無(wú)機(jī)鹽防腐劑 天然類食品防腐劑分為植物源食品防腐劑、動(dòng)物源食品防腐劑和微生物源食品防腐劑。

目前常用的食品防腐劑主要分為化學(xué)類食品防腐劑和天然類食品防腐劑。
1.化學(xué)類食品防腐劑
目前我國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用的大多為化學(xué)防腐劑, 常用的主要有: 苯甲酸( 鈉) 、山梨酸( 鉀) 、對(duì)羥基苯甲酸酯類、丙酸鹽、亞硫酸及其鹽類、硝酸鹽及亞硝酸鹽。
(1)苯甲酸及其鈉鹽
苯甲酸又名安息香酸, 其抑菌作用的機(jī)理是使微生物細(xì)胞的呼吸系統(tǒng)發(fā)生障礙, 使三羧酸循環(huán)( TCA 循環(huán)) 中乙酸輔酶 A→乙酸醋酸及乙酸草酸→檸檬酸之間的循環(huán)過(guò)程難以進(jìn)行, 并阻礙細(xì)胞膜的正常生理作用。苯甲酸在人體內(nèi)與氨基乙酸結(jié)合, 生成馬尿酸, 在尿中排除, 無(wú)蓄積作用。由于其有效成分是未解離的苯甲酸分子, 所以在酸性食品中使用效果好, 對(duì)酵母、霉菌都有效。主要應(yīng)用于汽水、果汁類、醬油、罐頭和酒類的防腐。
(2)山梨酸及其鉀鹽
山梨酸是不飽和脂肪酸, 其抑菌機(jī)理是利用自身的雙鍵與微生物細(xì)胞中酶的巰基形成共價(jià)鍵, 使其喪失活性, 破壞酶系, 從而抑制微生物的生長(zhǎng)。山梨酸可參與體內(nèi)正常代謝, 并最終被氧化為 CO2和水, 對(duì)人體基本無(wú)害, 且對(duì)食品風(fēng)味亦無(wú)不良影響, 是目前國(guó)際上公認(rèn)最安全的化學(xué)防腐劑之一。山梨酸主要抑制霉菌和酵母,但是在微生物過(guò)多的情況下發(fā)揮不了作用, 因此它適用于有良好的衛(wèi)生條件和微生物數(shù)量較少的食品中使用。山梨酸由于價(jià)格比苯甲酸類高, 使其應(yīng)用受到限制, 目前僅在高端食品中有應(yīng)用。
(3)對(duì)羥基苯甲酸酯類( 甲、乙、丙、異丙、丁、異丁、庚等酯)
也稱為尼泊金酯, 其抑菌機(jī)理與苯甲酸基本相同,主要是使微生物細(xì)胞呼吸系統(tǒng)和電子傳遞酶系統(tǒng)的活性受抑制, 并能破壞微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu), 從而起到防腐的效果。對(duì)羥基苯甲酸酯類防腐效果不隨 pH 值而變化, 在 pH4~8 范圍內(nèi)均有較好效果, 故可被用于代替酸性防腐劑, 且毒性低于苯甲酸( 但高于山梨酸) 。目前我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定, 對(duì)羥基苯甲酸酯類系列中只有乙酯、丙酯可以應(yīng)用于食品中。
(4)丙酸鹽
丙酸鹽在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楸? 單體丙酸分子可以在霉菌細(xì)胞外形成高滲透壓, 使霉菌細(xì)胞內(nèi)脫水, 失去繁殖力, 且還可以穿透霉菌細(xì)胞壁, 抑制細(xì)胞內(nèi)的活性。同時(shí)丙酸為食品的正常成分, 也是人體代謝的正常中間體, 易被消化系統(tǒng)吸收, 無(wú)蓄積性, 不隨尿排出, 它經(jīng)ω- 氧化后可與輔酶 A 結(jié)合形成琥珀酸鹽或酯而參加三羧酸循環(huán)代謝為 CO2和水。在食品中主要用于面包、糕點(diǎn)類食品, 其離解常數(shù)較低。對(duì)酵母無(wú)效, 故不影響面包的正常發(fā)酵。
(5)亞硫酸及其鹽類
主要有亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽和二氧化硫。其有效成分是亞硫酸分子, 亞硫酸的殺菌作用機(jī)理是消耗食品中的 O2, 使好氣性微生物因缺氧而致死, 并能抑制某些微生物生理活動(dòng)中酶的活性。由于使用亞硫酸鹽后殘存的二氧化硫能引起嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng), 尤其對(duì)哮喘患者,故 FDA 于 1986 年禁止其在生吃的新鮮果蔬中作為防腐劑使用。在我國(guó), 部分食品加工過(guò)程中還有使用。
(6)硝酸鹽及亞硝酸鹽
使用少量硝酸鹽或亞硝酸鹽來(lái)腌制肉類和家禽,是人們常用的食物防腐方法。由于硝酸鹽及亞硝酸鹽能與腌肉中的其他物質(zhì)起反應(yīng), 產(chǎn)生硝胺這種可能會(huì)令人類致癌的物質(zhì)。食物中硝酸鹽的含量一般很少, 不會(huì)令人中毒, 但人體腸道的細(xì)菌可把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。而亞硝酸鹽對(duì)人體健康的影響較大。
2.天然食品防腐劑
(1)植物源食品防腐劑
①香辛料 香辛料一般指生長(zhǎng)在熱帶或亞熱帶的芳香植物的根、樹(shù)皮、種子或果實(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。通過(guò)近些年的研究發(fā)現(xiàn), 這些香辛料能抑菌防腐, 真正起作用的是其精油, 而目前研究與開(kāi)發(fā)食品防腐劑使用的大多也是香辛料的精油或者提取物。
②中草藥 多種中草藥具有抑菌作用, 其抑菌范圍廣, 對(duì)常見(jiàn)病原菌如淋病球菌、白念球菌、痢疾桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、傷寒沙門(mén)氏菌以及黑曲霉、黃曲霉、日本曲霉、雜色曲霉、產(chǎn)黃青霉、毛殼菌、彎孢霉、枝孢霉、桔青霉等霉菌都有較強(qiáng)的抑制作用。目前中草藥抑菌試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)黃連的抑菌能力最強(qiáng), 其次為大黃、黃苓、大青葉、艾葉、魚(yú)腥草等, 再其次為黃柏、玄參、連翹、知母、馬鞭草、烏梅、白頭翁、茵陳、蒲公英等。
③果膠分解物 果膠是一種水溶性天然聚合物, 主要存在于檸檬、橙、柚、柑橘、葡萄等果皮中或甜菜、蘋(píng)果等廢渣中。目前, 國(guó)外以果膠分解物為主要成分, 配合其他天然防腐劑, 已廣泛應(yīng)用于酸菜、咸魚(yú)、牛肉餅等食品的防腐。果膠酶解產(chǎn)物可應(yīng)用于酸漬蔬菜、湯面制品和乳制品等食品中, 具有理想的防腐效果，因此果膠酶解物是一種極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的新型天然食品防腐劑。
④其他植物 銀杏葉提取物: 銀杏樹(shù)是我國(guó)的特產(chǎn)植物之一, 銀杏葉提取物對(duì)食品中常見(jiàn)致病菌的最低抑制濃度分別為金黃色葡萄球菌 8 %, 變形桿菌6 %, 大腸桿菌 6 %, 枯草芽抱桿菌 6 %, 產(chǎn)氣桿菌 5 %,沙門(mén)氏菌 6 %; 在相同時(shí)間內(nèi), 濃度越高, 抑菌率也越高, 同一濃度作用時(shí)間越長(zhǎng), 抑菌率也越高, 并且具有熱穩(wěn)定性。
荸薺( 馬蹄) 皮提取物: 該制劑對(duì)常見(jiàn)食品污染細(xì)菌和真菌的最低抑制濃度分別為 0.312 5 %和 2.5 %, 抗菌效力比苯甲酸鈉大。而且其熱穩(wěn)定性能良好, 經(jīng) 121 ℃、15 min 處理后仍具有較強(qiáng)的抗菌效力。
(2)動(dòng)物源食品防腐劑
①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), 能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、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)。它的抑菌范圍和食品防腐范圍均較廣。它對(duì)枯草桿菌、芽孢桿菌、干酪乳桿菌、胚芽乳桿菌、乳酸菌、霉菌、芽孢耐熱菌和革蘭氏陽(yáng)性菌等均有較強(qiáng)的抑制作用, 但對(duì)革蘭氏陰性菌抑制效果不明顯。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)精蛋白與其它天然添加劑配合使用, 抗菌效果更為顯著。
②殼聚糖 殼聚糖又叫甲殼素, 是從蟹殼、蝦殼中提取的一種多糖類物質(zhì)。殼聚糖具有廣泛的抗菌作用, 在濃度為0.4 %時(shí)對(duì)大腸桿菌、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。殼聚糖不溶于水, 通常將其溶解于食醋中, 主要用于泡腌食品。
③蜂膠 蜂膠是免疫因子的激活劑, 它含有的黃酮類化合物和多種活性成分, 能顯著提高人體的免疫力, 對(duì)糖尿病、癌癥、高血脂、白血病等多種頑癥有較好預(yù)防和治療效果。同時(shí), 蜂膠對(duì)病毒、病菌、霉菌有較強(qiáng)的抑制、殺滅作用, 對(duì)正常細(xì)胞沒(méi)有毒副作用。因此在食品中添加蜂膠不僅是一種天然的高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品, 而且可以作為天然的食品添加劑。
(3)微生物源食品防腐劑
①溶菌酶 溶菌酶由球孢鏈霉菌產(chǎn)生, 是一種專門(mén)作用于微生物細(xì)胞壁的水解酶。其作用機(jī)制為破壞細(xì)菌、酵母菌和霉菌的細(xì)胞壁, 使細(xì)胞壁中的糖苷鍵和肽鍵斷裂, 最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。溶菌酶是一種無(wú)毒、無(wú)害、安全性很高的高鹽基蛋白質(zhì), 具有一定的保健作用。它不僅能選擇性地分解微生物, 而且又不作用于其它物質(zhì)。該酶對(duì)枯草桿菌、耐輻射微球菌等革蘭氏陽(yáng)性菌有強(qiáng)力分解作用, 對(duì)大腸桿菌、普通變球菌和副溶血性弧菌等革蘭氏陰性菌也有一定程度的溶解作用, 其最有效濃度為0.05 %。目前我國(guó)一般從雞蛋清中提取生產(chǎn)溶菌酶, 價(jià)格昂貴, 主要用于科研, 在食品防腐中應(yīng)用很少。
②乳酸鏈球菌素( Nisin) 乳酸鏈球菌素是由多種氨基酸組成的多肽類化合物, 可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被人體吸收利用。它能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,如肉毒梭菌、金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、利斯特氏菌, 嗜熱脂肪芽孢桿菌的生長(zhǎng)和繁殖, 尤其對(duì)產(chǎn)生孢子的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有特效。它是一種無(wú)毒的天然防腐劑, 對(duì)食品的色、香、味、口感等無(wú)不良影響?，F(xiàn)己廣泛應(yīng)用于乳制品、罐頭制品、魚(yú)類制品和酒精飲料中。
③納他霉素( Natamycin) 納他霉素( Natamycin) , 是由納他鏈霉菌受控發(fā)酵制得一種白色至乳白色的無(wú)臭無(wú)味的結(jié)晶粉末, 通常以烯醇式結(jié)構(gòu)存在。它的作用機(jī)理是與真菌的麥角甾醇以及其他甾醇基團(tuán)結(jié)合, 阻遏麥角甾醇的生物合成,從而使細(xì)胞膜畸變, 最終導(dǎo)致滲漏, 引起細(xì)胞死亡。焙烤食品用納他霉素對(duì)面團(tuán)進(jìn)行表面處理, 有明顯的延長(zhǎng)保質(zhì)期作用。在香腸、飲料和果醬等食品的生產(chǎn)中添加一定量的納他霉素, 既可以防止發(fā)霉, 又不會(huì)干擾其他營(yíng)養(yǎng)成分。
④ε- 聚賴氨酸 它是一種天然的生物代謝產(chǎn)品, 具有很好的殺菌能力、熱穩(wěn)定性和巨大商業(yè)潛力。在日本, ε- 聚賴氨酸已被批準(zhǔn)作為防腐劑添加于食品中,廣泛用于方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產(chǎn)品、醬類、醬油、魚(yú)片和餅干的保鮮防腐中。
有關(guān)防腐劑的概述、種類及應(yīng)用是由Chemicalbook的丁紅編輯整理。（2016-01-22）用于造紙、涂料、水處理、日化、皮革等防腐