动物性天然防腐剂.pdf

1 6 6 2 D D 6 I 2 v 0 3 食品研究与开发 1- I 品 保 鲜 动物性天然防腐剂 王丽霞， 陈祥贵 ( 西华大学生物工程学院， 四川 成都 6 1 0 0 3 9 ) 摘要： 随着人们对健康的要求， 天然防腐剂以其独特的优点已经受到了人们的关注。天然防腐剂分为三天类， 分别为： 植物性天然防腐剂、 动物性天然防腐剂、 微生物性天然防腐剂。本文章主要介绍了动物性天然防腐剂的抗茵机理以及 在食品及其它方面的应用以及天然防腐剂的发展趋势， 从而使人们可以更进一步了解动物性天然防腐荆， 并指导人 们合理地应月这类天然防腐荆。 关键词 天嫖防腐剂； 动物性； 作用机理； 应用； 发展趋势 N AT URAL P RE S E RVAT I VE S OF ANI MAL s WANG L i x i a C HE N Xi a n g g u i ( C o l l e g e o f B i o e n g i n e e ri n g i n X i h u a U n i v e r s i t y ， C h e n g d u 6 1 0 0 3 9 ， S i c h u a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Wi t h t h e r e q u e s t o f p e o p l e f o r h e a l t h， p e o p l e h a v e p a i d a t t e n t i o n t o t h e m b e c a u s e o f n a t u r a l p r e s e r v a t iv e s c h a r a c t e r i s t ic N a t u r a l p r e s e rv a t i v e s a r e f r o m t h r e e k i n d ：p l a n t ， a n im a l s ， m i c r o o r g a n i s m T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e a n t i mi c r o b i a l me c h a n i s m a n d a p p l i c a t i o n o f a n i mal n a t u r al p r e s e r v a t i v e s i n foo d a n d o t h e r f a c t s a n d i n t r o d u c e s t h e d e v e l o p c u r r e n t o f n a t u r a l p r e s e rva t i v e s I t h e l p s p e o p l e k n o w t h e m f u r - t h e r a n d a p p l y i n r e a s o n K e y wo r d s： n a t u r al p r e s e r v a t i v e s a n i mals ； a n t i mi e r o b i a l me c h a n i s m ；a p p l i c a t i o n；d e v e l o p c u r r e n t 食品在贮存中极易受微生物侵袭而导致腐败。 据统计， 全世界约 1 0 一 2 0 的食品损失源于各种 腐败 1 。 腐败变质不仅会使食品丧失营养价值， 还会 造成食物中毒， 影响人类的身体健康。为了延长食 品的保藏期限、 人们在食品加工过程中采用不同手 段使微生物丧失活性 、 延缓或阻止其生长 ， 添加防 腐剂是其中一种使用方便、 非常有效的食品防腐方 法， 因而被普遍采用。化学合成防腐剂添加到食品 中会给人体带来一定的危害，这与人们追求安全、 健康饮食方式的愿望相违背。天然防腐剂具有抗菌 性强、 安全无毒 、 水溶性好、 热稳定性好、 作用范围 广等合成防腐剂无法比拟的优点 2 。因此， 近年来， 天然防腐剂的研究和开发利用成了食品工业的一 个热点。随着科技的进步， 天然防腐剂不断出现， 天 然防腐剂的防腐保鲜效果有了较大的提高， 有些天 然防腐剂已达到或超过人工合成防腐剂的效果， 而 价格也大大降低。 本文主要介绍了动物性天然防腐 剂的作用机理以及它们在食品中的应用以及对天 然防腐剂的展望 。 1 壳聚糖 1 1 壳聚糖的结构及其作用机理 壳聚糖( c h i t o s o n ) 叉叫脱乙酰甲壳质 ， 它是蟹 虾、 昆虫等甲壳质脱乙酰后的高分子有机物， 它是 由葡萄糖胺单体及 N 一 乙酰基葡萄糖胺单体按不同 比例组成的直链分子， 葡萄糖胺单体上带有游离的 氨基 ， 因此壳聚糖带有正电荷， 它通过干扰细胞表 作者简介： 王丽霞( 1 9 8 1 一 ) ， 女， 研究生， 研究方向： 食品科学。 面的负电荷 ， 导致细胞物质外泄， 使细胞死亡； 分子 较短的壳聚糖可以进入细胞内，并与 D N A结合和 抑制 m R N A的合成来抑制微生物细胞的活动3 。壳 聚糖一般不溶于水， 溶于醋酸和乳酸中。 1 2壳聚糖在食品方面的应用 壳聚糖可以用作水果和蔬菜的保鲜剂。将食品 浸没于壳聚糖的溶液中，然后在空气中干燥后， 在 食品的表面会形成可食性薄膜 ， 利用这一技术可用 于新鲜果蔬的保鲜， 延长它们的货架期。目 前， 已应 用于番茄 、 草莓等， 这一技术还可以与冷藏方法联 合使用， 从而达到抑制霉菌和细菌的目的。 此外 ， 壳聚糖还可以在调味品中作为抑菌剂起 作用： 一些研究成果中发现， 如果将 O 1 的壳聚糖 加到酱油当中，则可以明显地抑制酵母菌的生长。 原醋中通 常含有单宁类多酚物质 ，可引起 醋的混 浊， 在原醋中加入 6 g L的壳聚糖， 可有效去除醋中 的这些物质 ， 从而防止不 良现象的发生 。而且可以 消除苦涩味， 改善 口感 。 J e s s i c a P a r k e r 4 报道壳聚糖作为一种抗菌剂， 在 经过紫外光处理后， 其作用力会提高。 壳聚糖可抑制一些腐败菌 ， 如枯草杆菌、 大肠 杆菌、 假单胞菌属和金黄色葡萄球菌的生长， 在更 高的浓度下， 能够抑制肉发酵剂的生长； 当肉于 3 0 保温培养 4 8 h ， 1 0 o C 或 4培养 1 0 d的过程中， 0 5 - 1 0 壳聚糖抑制腐败菌的生长 ， 降低脂肪氧 化和酸败 ， 感官质量更佳； 壳聚糖还对肉在存储过 程中红色的生成有促进作用。 维普资讯 食 品 保 鲜 食品研究与开发 2 o O 6 v o t2 7 N O 3 壳聚糖还能抑制在营养素培养基上培养 的大 肠杆菌、 镰刀属尖孢菌素。壳聚糖的抗菌性能还被 用于面条 中， 以减 少醋酸昧 ； 应用于抗菌大米 、 沙丁 鱼和牛肉、 要防止煮制后缺乏“ 煮熟风味” 。据报道， 壳聚糖不会影响在 N a C 1 、 乙酸、 丙二酸和壳聚糖混 合物中腌制的黄瓜风味。在西式火腿中， 当壳聚糖 的添加量0 1 时， 能够产生较好的抑制微生物的 效果。 近年来， 防腐剂的联合使用成为人们研究的一 个热门。如壳聚糖可与茶多酚的联合应用。由于壳 聚糖对于大肠杆菌、 炭疽杆菌、 福氏痢疾杆菌及白 色念珠菌等微生物 ， 只有抑制作用 ， 而没有杀灭作 用， 壳聚糖的抑菌、 杀菌作用受到多种因素的制约。 食品用一定浓度的壳聚糖处理后， 残存的杂菌主要 是好的芽孢氧和兼性厌氧杆菌。因此 ， 壳聚糖与其 互补的防腐剂联用会使防腐效果更佳， 研究这样类 型的复合防腐剂是发展的一个趋势。 壳聚糖不但应用于食品行业 ， 它还应用于化妆 品和洗发香波行业， 医疗行业等等。如它可以作为 重金属的吸收剂， 抗酸剂， 离子交换树脂。壳聚糖还 可以降低 L D L 胆固醇， 有助于伤口愈合、 降低血压、 骨骼修复等等 。 2 鱼精蛋白和组蛋白 2 1 鱼精蛋白的作用机理 鱼精蛋白主要是在鱼类的精子成熟期间逐步 表达并代替组蛋白而形成的， 它是一种分子量小及 精氨酸含量高的强碱性蛋白_6 。鱼精蛋白的抗菌作 用是在 1 9 3 7 才开始被发现7 。 后来有人发现鱼精蛋 白的抑菌机理是因为精氨酸是一种含有带正电荷 胍基的碱性氨基酸， 在食品体系中， 这些带正电荷 的阳离子 肽与细胞壁上带负 电荷的胞壁酸或细胞 膜上带负电荷的磷脂产生静电作用， 破坏细胞壁或 细胞膜的通透性来抑制细菌生长8 。 最新研究表明： 鱼精蛋白的作用机制是抑制细胞中电子传递系统 中的一些特定成分 ， 抑制一些与细胞膜有关的新陈 代谢过程它可能定为在细胞膜表面， 与膜中的涉及 营养运输或者是生物合成系统的蛋白质作用， 使这 些蛋白质受损 ， 进而抑制细胞的新陈代谢， 最终导 致细胞死亡9 。鱼精蛋白在中性和碱性介质中显示 出很强的抑菌能力 ，而在酸性条件下作用不太明 显， 并有较高的热稳定性 ， 在 2 1 0条件下加热 1 5 h 仍具有活性m 。 由于鱼精蛋白是一种小分子肽， 因 此有些蛋白酶会分解它，使它的一级结构破坏， 从 而影响它的抗菌特性。 2 2鱼精蛋白在食品方面的应用 鱼精蛋白能抑制多种食品腐败菌I 1 ， 对某些杆 菌， 如枯草杆菌、 芽孢杆菌、 干酪乳杆菌、 胚芽乳杆 菌、 乳酸菌 、 霉菌、 革兰氏阳性菌均有较强抑制作 用， 应用于面包、 蛋糕、 菜肴制品( 调理菜) 、 水产品、 调味料等中。据报道， 在牛奶、 鸡蛋、 布丁， 鱼糜制品 等食品中添加一定浓度的鱼精蛋白， 可以延长其保 存期。但是生产鱼精蛋白的费用就目前来说还是比 较高 ， 因此 ， 其在食 品工业方面的应用虽然广 1 2 1 。 但 还是不常用。 鱼精蛋白现在在医学领域应用的较多。据报 道 ， 鱼精蛋白可以增强肝细胞生长因子诱导肝脏再 生 ， 减少有丝分裂对肝细胞生长因子的影响， 从而 使肝细胞生长因子得到增值” 。鱼精蛋白不仅用于 治疗肺咳血、 重症肝炎引起的大出血 ， 还可和抗凝 血药肝素的硫酸基相结合， 使肝素很快失去抗凝活 性。鱼精蛋白可与胰岛素、 抗菌素 、 肾上腺皮质激素 等药物形成混合物， 以延长这些药物的疗效。 3 蜂胶 3 1 蜂胶的结构及作用特性 蜂胶是蜜蜂从植物幼芽及树干上采集的树脂 ， 混入上鄂的分泌物、 蜂蜡等加工而成的一种具有芳 香气味的不透明胶状固体，呈黄褐色或灰褐色， 味 微苦。不溶于水， 溶于乙醇、 乙醚等有机溶剂。 据研 究， 蜂胶中含有大量活跃的还原因子， 具有较强的 抗氧化性。蜂胶多酚类化合物具有抑制和杀灭细菌 的作用， 经过降解起最终产物是苯甲酸， 是一种天 然防腐剂。 蜂胶的防腐保鲜机理目前认为是两个方面： 第 一 ，蜂胶的抑菌作用， 蜂胶对各种细菌、 真菌、 病菌 和原虫都具有抑制和消灭能力。蜂胶中的高良姜 素、 山奈菌、 对香豆苯甲酸酯、 蜂胶浸出物等均有抗 菌活性， 而且蜂胶中的树脂也具有抑菌作用。同时 蜂胶还含有多种黄酮化合物及挥发性物质 ， 这些物 质对抑制和杀灭果品、蔬菜表面微生物其重大作 用； 第二 ， 蜂胶的成膜作用， 蜂胶是良好的成膜剂， 它喷洒在果蔬表面可形成一层薄膜， 这层薄膜可以 减少微生物的浸染 ， 阻碍果蔬内部与外界的气体交 换， 从而抑制呼吸， 降低新陈代谢， 减少果蔬表面的 水分蒸发， 因而推迟腐败， 起到防腐保鲜作用。 3 2蜂胶在食品方面的应用 蜂胶以其具有抗氧化性 ， 可用作油脂 和其他食 品的天然抗氧化剂 ， 蜂胶可以作为添加剂添加到面 包及糕点里面， 不仅可以增加风味， 而且可以增强 这些产品的货架期； 蜂胶抑制和杀灭细菌的特性是 其可以应用于食品的贮藏，可保持食品的鲜度、 光 泽、 颜色、 口味， 阻氧、 防水分蒸发的作用， 能减少霉 烂 、 变质、 延长货架期， 且无任何副作用 ， 蜂胶可使 鱼、 虾储存周期延长 2 5 倍。蜂胶还可以用作食品 天然添加剂， 石河子大学研究者把蜂胶用于” 纯天然 王浆蜜口服液 的生产中， 认为蜂胶不仅具有天然防 腐剂的作用 。还可加强产品的营养保健作用 ， 具有 广阔的开发前景 l 引 。 蜂胶应用在日用化学工业是一种理想的功能 强化剂 。如润肤露 、 牙膏 、 洗发香波 ， 口红 、 防晒露 、 口香糖、 蜂胶漱口水、 肥皂、 香皂等等 1 。这些产品 维普资讯 1 6 8 2 0 2 D 3 食品 研究与开发 1- f 晶 保 锋 不仅具有一般同类产品的作用，而且有助于除 口 臭、 解除牙齿疼痛、 改善口腔卫生以及滋润、 保护皮 肤、 预防治疗牙科和皮肤科疾病。 蜂胶作生物农药制剂， 在延长农产品种子的库 存时间并保持正常萌芽旺盛生长， 以及农业病虫害 防治等方面具有广阔市场前景。 用蜂胶等生物制品 取代某些毒性强、 副作用大的化学农药 ， 不仅可以 减少环境污染， 而且有益于人体健康 ， 具有较高的 社会 、 生态效益。 4 天然防腐剂的发展趋势 回归自然， 是人类拥有更多更好的绿色食品和 有机食品。食品防腐剂在食品工业中添加后已成为 食品的一个组成部分。 理想的食品防腐剂应该具有以下的特点： 应 用广谱性， 对绝大多数的造成食品腐败变质的微生 物有抑制， 最好有杀灭作用； 对人体安全； 使用 量尽量到最少， 在其最低浓度下就可以抑菌； 对 食品本身不会造成异味的产生和颜色的变化以及 保持原有风味； 来源丰富且价格低廉 ， 其本省的 稳定性要好 。 就目前来看 ， 人们对小分子抗菌肽类天然防腐 剂研究比较热， 可是小分子抗菌肽类防腐剂的生产 费用高。随着科技的不端发展， 基因技术的日益成 熟， 利用基因工程技术构建高产菌株生产小分子肽 类前景广阔。 采用复合技术， 增强防腐剂对食品中杂菌的针 对性， 利用配料中各个组分的互补、 增效作用， 可以 获得满意的抑菌和杀菌效果， 这也是天然食品防腐 剂发展的一个方向。 更深入的了解天然防腐剂在有害微生物中的 作用机制以及有害微生物的应激反应可以使我们 更有效合理的使用天然防腐剂。因此， 对这两方面 的进一步研究， 会为对天然防腐剂的开发利用提供 更可靠准确的科学依据。 参考文献： 1 张芳， 徐学方 几种天然防腐剂及其在食品中的应用 J 食品工业 2 0 0 1 0) ： 3 0 2 张建云， 余有本， 等 天然防腐剂综述 J 饮料工业 2 0 0 1 ( 4 ) ： 1 - 5 3 段杉， 彭喜春， 等 新型食品防腐剂 J 中国食品添加剂 2 o 0 2 (4 ) ： 6 2 - 6 5 4 J e s s i e a P a r k e r N o u ri s h i n g Ne w s N u t ri t i o n i n f o r m a t i o n 8 o u r c e c e n t e r 2 o o 2 5 5 5 Wi l l i a m J H e n n e n ， P h D C h i t o s a n M Wo o d a n s P u b l i s h i n g I n c P O B o x 1 6 0 P l e a s a n t G r o v e ， U T 8 4 0 6 2 1 9 9 6 C o p y ri g h t ： l 4 6 徐玉佩 国外天然防腐剂发展状况E J 1 2 - 1 4 7 M U y t l e n d a l e a n d J D e b e v e r e E v a l u a t i o n o f ant i m i c r o b i a l a c - t i v i t i e s o f p r o t ami n e J F o o d M i c r o b i o l o g y 1 9 9 4 ， ( 1 1 ) ： 4 1 7 4 2 7 8 R o s s P o t t e r ， G u l n i h a l O z b a y ， L i s b e t h T r u e l s t r u p H a n s e n and To m G i l 1 T E S TI NG T HE B ACr E RI AL I N HI B 聊 0N OF C HEMI C AL I M0DI F l E D P R0 I IAM1 NE S UL F AT E De p a r t me n t o f F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y， Da l T e c h Ha l i f a x， No v a S c o t i a， Cana d a 9 郭新竹 ， 宁正祥， 等食 品防腐作用机理的研究进展 J 中 国食品产业网 1 O 王南舟， 钟立人 鱼精蛋白抗菌特性的研究 J 食品科学 2 l ( 4 ) ： 4 3 - 4 5 1 1 M i l l e r B ， A b r a m s F A n t i b a c t e r i a l p r o p e r t i e s o f p m t a m i n e and h i s t o n e S c i e n c e ， 1 9 4 2， 9 6， 4 2 8 - 4 3 0 1 2 Mo t o h i n o T P rot a mi n e a n d e m u s i fi e r s船 f o o d p r e s e r v a t i v e M J p K o k a i T o k k y o K o h o ， 2 ， 2 5 ， 9 6 1 3 l u K e X i n L i u I ， Y u k i o K a t o I ， T a i I c h i K It K u 2 。 K u n i o M a t s u mo t o ，T o s h i k a z u Na k a mu r a ，a nd Yi c h i S u g i y a ma P r o t a mi n e e n h anc e s t h e p rol i f e r a t i v e a c t i v i t y o f h e p a t o e y t e g r o w t h f a c t o r i n r a t s J A m J P h y s i o l G a s t roi n t e s t L i v e r P h y s i o l 2 7 4 ：G 21 一 G 2 8，1 9 9 8 ； 0 1 9 3 1 8 5 7 9 8 Vo 1 2 7 4。I s S u e 1 ，G2 1 一 G2 8 。 J anu a r y 1 9 9 8 1 4 1 徐宝才 天然食品防腐剂的研究进展 J 江苏食品与发 酵 2 0 0 1 ， 6 ( 2 ) ： 2 6 - 2 9 1 5 T o m H a m me t t H o n e y N o n t i m e r F o r s t P r o d u c t s F a c t s h e e t n o 1 0 J e f f e r s o n C i t y 收稿 日期： 2 0 0 5