新时期天然食品防腐剂在食品中的应用研究

摘 要：新时期食品安全问题愈发突出，人们对食品中防腐剂的要求明显提高。天然食品防腐剂是一种更安全、健康的防腐剂类型，可直接从动植物中提取，起到抑菌、防腐的作用。本文结合天然食品防腐剂的原理，对常见的天然食品防腐剂展开分析，同时深入研究了其在食品中的具体应用，以此明确天然食品防腐剂的实用价值，为更多天然防腐剂的研发提供思路。

关键词：天然防腐剂；食品防腐剂；食品；食品安全

Abstract： In the new era， food safety issues have become increasingly prominent， and people’s requirements for preservatives in food have significantly increased. Natural food preservatives are a safer and healthier type of preservatives that can be extracted directly from plants， playing a bacteriostatic and antiseptic role. This article combines the principles of natural food preservatives， analyzes common natural food preservatives， and deeply studies their specific applications in food， in order to clarify the practical value of natural food preservatives and provide ideas for more research and development of natural preservatives.

Keywords： natural preservative; food preservatives; food; food Safety

近年来，食品添加剂的危害性愈发明显，天然食品防腐剂的使用被更多人所接受，是新时期保障食品安全的重要工具。因此，本文对天然食品防腐剂在食品中的应用展开研究，以明确该类防腐剂的开发思路，促进天然食品防腐剂的推广和运用，使食品企业正确看待其价值，将其投入到食品安全生产中，把控好食品安全防线，维护人们的切身利益。

1 天然食品防腐剂的作用原理

天然食品防腐剂的来源不同，其作用原理会存在差异，常见的抑菌、防腐机理主要包括以下内容。①通过破坏食品中、食品外包装上的菌体细胞壁、细胞膜结构，使其屏障功能受损，菌体细胞内的物质泄露。②通过影响菌体细胞中核酸、蛋白质的表达和合成，改变细胞生长环境，破坏其生长所需的物质基础。③可以直接抑制菌体内酶的活性，阻止酶的代谢，使细胞无法正常呼吸，以此控制菌体的生长。

从植物、动物、微生物中提取的抗菌物质中，肉桂酸、肉桂醛可抑制食品中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长，肉桂酸也可用于抑制真菌生长。一些天然食品防腐剂中的大豆球蛋白碱性抗菌肽可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特氏菌生长。溶菌酶对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌均有抑杀作用，Nisin对革兰氏阳性菌具有较强抑制作用，尤其是可形成芽孢的细菌。而壳聚糖能较好地抑制食品中的细菌、真菌、病毒，但壳聚糖水溶性差，整体抗菌能力相对温和[1]。

2 新时期常见的天然食品防腐剂

天然食品防腐剂具有热稳定性、可安全使用、较强抗菌性的特点。根据天然防腐剂的提取源头可将其分为天然植物防腐剂、天然动物防腐剂、微生物防腐剂3种，各类天然食品防腐剂的结构特征、组成不同，适用的食品同样存在差异。

2.1 天然动物防腐剂

天然动物防腐剂是指在动物代谢产物、动物体内提取的生物活性物质，这类物质具有一定的抑菌、防腐作用，常见的动物防腐剂有抗菌酶、抗菌肽、抗氧化肽。

（1）抗菌酶。酶一般是通过不同方式激发自身的抗菌活性。例如，抗菌酶中的溶菌酶在作用时，可催化、裂解细胞表面的聚合物和细胞壁，使细菌分解；乳过氧化物酶则是直接通过催化、氧化的方式，起到抗菌作用，常用于抑制食品中的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌[2]。乳过氧化物酶是天然食品防腐剂中的天然抗菌剂，可用于食品外包装上，起到抑菌、杀菌的作用。使用时可直接将乳酸过氧化物酶加入配制好的壳聚糖膜内。壳聚糖膜的浓度会存在差异，食品储藏时，使用不同浓度壳聚糖膜装入乳酸过氧化物酶后，食品中腐败杆菌、荧光杆菌、嗜中性细菌的数量会存在不同程度的减少。

（2）抗菌肽是动物防腐剂中由20～60个氨基酸残基构成的抗菌物质，可作用于食品中的细菌、真菌、某些病毒，分离于海洋生物、昆虫、甲壳类动物。动物源性抗菌肽则是从哺乳动物、两栖动物、鱼类中提取的。

（3）抗氧化肽是由蛋白质及其水解物、氨基酸等和多肽组成。该物质中的活性肽能使蛋白质具有抗氧化活性，使食品具有抗氧化作用。研究表明，鱼、鸡的酶解产物放入牛肉糜后，酶解产物会通过抗氧化作用避免牛肉的脂质氧化，抑制率为80%～93%。

2.2 天然植物防腐剂

天然植物防腐剂提取于植物，如植物草药、植物香料、植物精油和其他植物等。天然植物防腐剂是常见的天然食品防腐剂，具有独特风味、抑菌防腐作用。食品中常用的天然植物防腐剂有植物提取物、植物精油。

2.2.1 植物提取物

植物提取物一般是从某种植物的花朵、果实、根茎、树皮中获取，其味道相对浓烈，高浓度时会使人感到不适，所以应用时需控制其浓度。植物提取物属于植物素，但这类植物素具有生物活性，投入使用时，其定性、定量指标的变化都会影响其效果，甚至会改变食物内微生物的含量、食物的口感和味道。植物提取物中包含特定的植物化学成分，从草药、香料、蔬菜、水果中提取的植物提取物都能起到防腐、抑菌、抗菌的作用。相关研究表明，植物提取物可用于抑制食品中食源性致病菌。石榴果中提取的物质可抑制食品中的大肠杆菌、沙门氏菌[3]。

2.2.2 植物精油

植物精油提取时，提取方法、植物生长情况、品种、植物采摘的时间及植物采集部位都会直接影响植物精油的化学成分。一些草药中的植物精油在花期提取后，其抗菌活性会更为明显。部分植物天生就带有抗菌化合物，无需通过提取植物精油获取天然防腐剂。晒熟植物在本体受损、面临微生物攻击时会释放天然抗菌剂。在食品保鲜处理中，植物精油的优势更为明显，具有抗菌效果强、无毒无害的优势。

2.3 微生物防腐剂

细菌菌体生成的诸多细菌化合物都可以抑制食品内病原微生物、腐败菌的成长。常见菌体中包含大量的食品级微生物，可在食品管理中被制作成微生物防腐剂。如微生物中的乳酸菌是常见的食品添加剂，是能抑制食品中微生物生长的天然食品防腐剂。生产馒头、面包等发酵食品时，乳酸菌不仅能改变食品口感、风味，还能作为防腐剂预防致病微生物的生长。相较于其他防腐剂，乳酸菌可食用，且无害，主要成分有细菌素、过氧化氢、有机酸、二氧化碳和二乙酰[4]。

乳酸菌成分中的细菌素属于天然防腐剂的一种，也可称之为天然生物防腐剂，可用于食品中金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌的抑制、消杀，甚至对革兰氏阳性菌有抗菌活性。此外，细菌素能联合使用其他抗菌化合物，起到细菌灭活作用，常用于生物活性包装，以及食品中病原体的抑制。食品安全管理中，相关人员可直接将细菌素加入食品包装膜中，避免包装材料直接和食品表面接触，预防食品表面微生物生长。

3 天然食品防腐剂在食品中的应用场景

3.1 溶菌酶

溶菌酶是天然动物防腐剂的一种，常用于肉制品、鱼类及其制品、普通生肉、乳制品、蔬菜和水果的保鲜处理中，可起到延缓蔬菜水果变质、肉及其制品腐烂的作用。溶菌酶作为天然食品防腐剂，对食品中的真菌、细菌表现出抗菌活性，特别是对革兰氏阳性菌的抗菌作用更强，其与乳酸球菌素这类防腐剂联合使用时，对革兰氏阳性菌有协同作用。

3.2 植物提取物

植物提取物是一种天然抗氧化剂，食品安全管理、保鲜处理中，抗氧化剂有着不可替代的作用，可直接避免食物因快速氧化而逐渐腐烂，有利于延长食品的保鲜、锁鲜时间。植物性抗氧化剂的保护作用和丁基羟基茴香醚、丁基化羟基甲苯较为相似，可用于蔬菜、水果，作为强化、稳定生鲜类食品的天然抗氧化剂。相关人员在深入研究食品中植物提取物的抗氧化作用后，发现从大蒜、西红柿等植物中提取的天然防腐剂能延缓冷冻鱼肉、腌制鱼肉的氧化[5]。

韩金龙等[2]在天然食品防腐剂的研究中发现，植物提取物这类防腐剂在鱼肉及其制品的冷冻保存中，有助于降低其氧化率。植物提取物的浓度越高，冷冻保存期间食品的氧化率越低。此外，迷迭香也属于植物型抗氧化剂的一种，其成分有助于稳定食品中的自由基、打破食品氧化链，其提取物对鱼肉及其制品也有着脂质氧化抑制作用。

3.3 微生物发酵剂

细菌会产生较多的化合物，菌类化合物在食品中可用于预防腐败，抑制食品中致病微生物生长。根据细菌素、酶、其他微生物代谢物的成分差异，微生物防腐剂中的生物保存特性有所不同。微生物保护培养物是食品中较为多见的天然食品防腐剂，可分为微生物发酵剂、食品保护性培养物两种。微生物发酵剂的主要成分是食品级微生物，使用期间可产生大量菌类物质、微生物，抑制其他微生物的生长，多用于食品发酵。微生物培养物中，发酵剂能改变食品的营养结构、感官特性，保护性培养物则主要用于保障食品的安全性。乳酸菌作为抑制微生物生长的物质，是微生物防腐剂中常见的微生物发酵剂。

3.4 植物精油

植物精油是从植物香料、植物草药中提取的液体，属于植物防腐剂，具有芳香性、挥发性、无害性，植物精油中含有丰富的次生代谢物，能够延缓、抑制霉菌或细菌生长。植物精油不仅可用于食品行业，还可用于医学、化妆品、香水等行业。在食品生产活动中，植物精油可同时作为防腐剂和调味剂，相关人员从植物根茎、叶、花、芽、种子和果实中提取的精油中含有抗菌化合物、其他抑菌化学成分，整体的抗菌、防腐效果较强。

近年来，随着植物精油提取工艺的成熟，食品中植物精油、其他植物防腐剂的应用频率明显提高。肉类食品、鱼类的存储期间，植物精油可对食物起到保鲜作用，提取自茴香的植物精油甚至能提升肉类的新鲜度，丁香、黑胡椒中提取的植物精油可用于冷藏后的猪肉，达到抑菌保鲜的目的。鱼类贮藏时，需要先电解植物精油，同时与相同浓度的香芹酚、麝香草酚混合制成植物精油，延长鲤鱼、其他鱼类的贮藏时间，增强鱼肉保鲜度。

3.5 鱼精蛋白

鱼精蛋白属于动物防腐剂中的抗菌肽，主要成分是多聚精氨酸、氨基酸，这些物质会和细菌细胞壁相互作用，抑制食品中细胞壁的形成，并通过抑制其代谢而使细菌细胞死亡。鱼精蛋白一般提取自鱼类、鸟类、哺乳动物的精子细胞中，常用于面包、牛奶、奶制品的防腐保鲜，对食品中的细菌和霉菌都具有抗菌活性。

相较于化学合成防腐剂，鱼精蛋白有安全性高、防腐性能好的优势。相关研究表明，鱼精蛋白对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、霉菌、酵母菌都有抑制作用，其抑菌活性主要受酸碱度、温度的影响。鱼精蛋白被广泛用于饭团、乳油、土豆、香肠等食品的保鲜防腐中，与EDTA复配后，鱼精蛋白的抑菌效果会更加明显，在酱油中可直接代替苯甲酸，起到防腐作用。

4 结语

传统化学食品防腐剂的使用会使食品购买者面临诸多安全风险，天然食品防腐剂是直接从动物、微生物、植物中提取的添加剂，具有较强的安全性，值得在食品行业推广使用。但当前的天然食品防腐剂数量有限，为保证食品安全生产，还应加大天然食品防腐剂的研究力度，提取更多天然防腐剂，维护食品安全，降低食品安全风险。

参考文献

[1]张重阳，陈旭升.ε-聚赖氨酸的抑菌机制及其在食品防腐保鲜中的应用[J/OL].中国食品学报：1-14[2022-11-16].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4528.TS.20230213.1758.004.html.

[2]韩金龙，董梅，王琴，等.天然食品防腐剂研究进展[J].中国食品，2021（23）：104-105.

[3]朱燕莉，王正莉，王卫，等.天然食品防腐剂的抑菌机理研究进展[J].中国调味品，2021，46（9）：176-180.

[4]刘锦红.天然食品防腐剂乳酸链球菌素在乳制品中的应用研究[J].轻工科技，2021，37（7）：8-9.

[5]董欣旖，赵英侠.食品防腐剂在食品中应用现状分析[J].中国食品添加剂，2020，31（11）：139-143.

作者简介：杨芝（1992—），女，湖南衡阳人，本科。研究方向：食品检验。