天然防腐剂的研究和开发利用.doc

天然防腐剂的研究和开发利用摘要：本文主要介绍了防腐剂的作用机理，综述了植物源天然防腐剂、微生物源天然防腐剂以及动物源天然防腐剂的种类以及各自的特性、作用机理和研究开发利用的现状，并对天然防腐剂的应用前景做了展望。关键字：天然防腐剂 作用机理 植物源天然防腐剂 微生物源天然防腐剂 动物源天然防腐剂 种类 展望前言近年来，伴随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，食品加工业也得到了很大的发展。然而，在食品加工业中，各类食品的防腐保鲜，一直是一个亟待解决的重要问题。据估计，我国每年约有2030的食物因腐败而白白损失。食品腐败不仅会造成食品营养价值的丧失，甚至还会造成食物中毒。食品腐败的原因很多，主要有物理、化学、酶及微生物4个方面的因素，其中微生物作用最为严重。为了延长食品的保质期，在食品加工过程中，人们采用了许多不同的手段来杀死或者抑制微生物，添加防腐剂是其中最方便而有效的一种方法，因而被广泛使用于食品加工行业中。这使得食品添加剂行业得到了蓬勃发展，但在发展的同时，也出现了不少问题，以至于有部分人认为食品安全最大的问题是食品添加剂。为了让大家走出这一误区，我们就从食品防腐剂这个备受争议，也是最敏感的食品添加剂来说起。食品防腐剂是指为食品防腐和食品加工、储运的需要，加入食品中的化学合成物质或天然物质。它能防止食品因微生物引起的腐败变质，使食品在一般的自然环境中具有一定的保存期。食品防腐剂的用途，广义地说，就是减少、避免人类的食品中毒。狭义地说，就是防止微生物作用而阻止食品腐败的有效措施之一。目前，食品防腐剂在我国被划定在食品添加剂的有17类28个品种。防腐剂按来源分，有化学防腐剂和天然防腐剂2大类。化学防腐剂又分为有机防腐剂与无机防腐剂。前者主要包括苯甲酸、山梨酸等，后者主要包括亚硫酸盐和亚硝酸盐等。天然防腐剂，通常是从动物、植物和微生物的代谢产物中提取的，如乳酸链球菌素等1。尽管化学防腐剂具有比较强的防腐能力，但是由于化学防腐剂具有不同程度的安全问题，在消费者越来越追求天然无毒的食品趋势下，从各种动植物中寻找、提取安全无毒的天然防腐剂，就成为了当前食品添加剂研究的热点。目前,用于食品的天然防腐剂大致有3类:一是从天然植物中获得的直接提取物,如葡萄色素、中草药、大蒜素等;二是从微生物中获得的工程产品,如乳酸链球菌素、溶菌酶、-聚赖氨酸;三是从动物体中获得的物质,如鱼精蛋白、壳聚糖等。大量事实和文献报道证明,很多天然植物的直接提取物,能阻止病原微生物的生长,是理想的天然抑菌防腐材料,如中草药就具有清热解毒、滋补、抗菌等作用。现今天然植物的防腐作用已得到了较多的研究2。食品腐败变质主要是指以微生物为主的因素导致食品质量下降或失去食用价值的一切变化。食品本身含有的丰富的营养成分最易使微生物滋生且大量繁殖，并最终导致食品的腐败变质。化学防腐剂虽然是目前使用最广泛的防腐剂，但它对人们健康存在危害，人们开始追求更加高效、安全、无毒的天然防腐剂。在众多的天然活性成分中黄酮类化合物由于其抗菌抗氧化作用而成极有应用潜力的资源之一。桂花、甘草、金银花、竹叶、松叶等植物都是优良的黄酮潜在资源，提取的总黄酮具有一定的抗菌作用3。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。由栅栏技术(HurdleTechnology)可知,单一的防腐剂或保鲜方法通常都存在着一定的缺陷,必须采用复合保鲜技术,才能发挥互补和相乘效果,有效地阻止微生物的生长和其它不利因素,达到优势互补、相得益彰的目的。因此采用防腐剂复配技术,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,这是天然食品防腐剂发展的一个方向;利用基因工程技术构建高产菌株生产小分子肽类天然防腐剂,可大大降低成本,前景十分广阔,也是天然食品防腐剂发展的一个方向。此外,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,将使我们更有效合理的使用天然防腐剂4。1. 食品防腐剂的作用机理食品防腐剂是一种食品添加剂，它能防止食品在储存、流通过程中由微生物繁殖等引起的变质。按照防腐剂抗微生物的主要作用性质，可将其大致分为具有杀菌作用的杀菌剂和仅具抑菌作用的抑菌剂。杀菌或抑菌并无绝对界限，同一物质，浓度高时可杀菌，而浓度低时只能抑菌；作用时间长可杀菌，作用时间短则只能抑菌；对一种微生物具有杀菌作用，而对另一种微生物可能仅有抑菌作用5。 一般认为，食品防腐剂对微生物的抑制作用是通过影响细胞亚结构而实现的，这些亚结构包括细胞壁、细胞膜、与代谢有关的酶、蛋白质合成系统及遗传物质。由于每个亚结构对菌体而言都是必须的，因此食品防腐剂只要作用于其中的一个亚结构便能达到杀菌或抑菌的目的6。天然防腐剂的分类随着生物技术的不断发展，利用植物、动物或微生物的代谢产物等作为原料，经提取、酶法转化或者发酵等技术生产的天然生物型食品防腐剂逐渐受到人们的重视，也是今后我国防腐剂市场的主要方向7。2 天然防腐剂的种类及研究进展2.1 植物源天然防腐剂2.1.1 天然植物源防腐剂的研究现状开发高效、安全、稳定且便宜的新型天然防腐剂具有重要的意义。长期以来,食品工业都习惯于将化学合成品作为食品的防腐剂,如苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类和对羟基苯甲酸酯类等,其在使用过程中不可避免地会对食品的风味产生不良影响,一旦超标又会对人体产生毒副作用,同时,其防腐效果易受溶解度、食品微生物种类、pH值等因素影响,致使这类防腐剂难以满足现代食品加工及食品卫生安全性的需要。天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等优点,因此,近年来,更多的天然防腐剂得到了开发。人们发现多数天然防腐剂不但对人体健康无害,而且还具有一定的营养保健功能。在国际上,食品添加剂已向着天然、安全、营养的方向发展2。很多天然植物都有大量的具有抗菌活性的成分，是天然防腐剂的极好来源。国内外对植物源食品天然防腐剂的研究异常活跃，20世纪初，Rippetor等研究证明，从芥菜籽、丁香和桂皮等植物中提取的精油有一定的防腐作用，从而激起了人们对其中活性成分的提取、抗菌效果的评价以及作用机制和应用的研究。特别是近年来，我国许多学者也进行了植物源天然食品防腐剂的研究，他们研究了大蒜、生姜、丁香等50多种香辛科植物及大黄、甘草、银杏叶等200多种中草药及其他植物如竹叶等提取物的抗菌试验，发现有150多种具有广谱的抑菌活性，各提取物之间也存在抗菌性的协同增效作用，并作为天然防腐剂在某些类食品中作了一些简单应用1。2.1.2 植物源防腐剂主要活性成分植物源防腐剂的化学成分很复杂,这主要因为生物在生长过程中形成和积累了含量不均等的次生代谢产物,其中很多化学成分都具有重要的生理活性,如苷类、生物碱类、萜类和挥发油等 8 。RobertA等9研究表明,抑制黄曲霉的抑制剂是黄酮、黄酮醇、香豆素、色酮等苯丙基化合物和类黄酮(多酚) 、萜类化合物、咖啡因、胡椒粉等生物碱类。吴传万等详细介绍了植物源抑菌活性成分的结构类型,如萜类、生物碱类、黄酮类、苷类、皂甙、香豆素和木质素类、酯类、醛类、酚类和醇类、有机酸、精油类、皂甙、甾类、芪类、蒽醌类等10。陶永霞等研究表明,番茄生物碱对食品中常见的腐败细菌、酵母菌有较强的抑制作用,而对霉菌的抑制作用较弱,黄酮类化合物特别是异黄酮化合物也具有很强的抗菌作用11。此外，还有石榴皮中的鞣质和黄酮类化合物，橘皮苷，麻叶荨麻籽中的酚类化合物、香豆素类和有机酸，苦参中的生物碱、酚类物质和黄酮类的物质,地榆中的生物碱和黄酮类物质,冰片中的醌类物质等都具有一定的有效抑菌成分。2.1.3 植物源防腐剂的种类 茶多酚大量试验表明，茶多酚对人体有很好的生理效应，它能清除人体内多余的自由基，改进血管的渗透性能，增强血管壁弹性，降低血压，防止血糖升高，促进维生素的吸收与同化。还有抗癌防龋、抗机体脂质氧化和抗辐射等作用。茶多酚还具有很好的防腐保鲜作用，对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、龋齿链球菌以及毛霉菌、青霉菌、赤霉菌、炭疽杆菌、啤酒酵母菌等均有抑制作用。 大蒜素大蒜所含有的大蒜辣素对痢疾杆菌等一些致病性肠道细菌和常见食品腐败真菌都有较强的抑制和杀灭作用。这使得它成为一种天然的防腐剂，深圳教育学院的马慕英用大蒜水溶液对几十种污染食品的常见霉菌、酵母菌等真菌进行试验，结果发现它对这些真菌均有抑制作用，且防腐能力与化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾的效果相近。大蒜蒜瓣的抗菌性能十分微弱，蒜苗与蒜的茎叶具有相当的抗菌作用。其抗菌性能在高温下下降很多，因此应用大蒜提取物防腐保鲜应力求在较低温度（85）下进行。大蒜的最适作用pH值为4左右，因而适宜于酸性食品的防腐保鲜。 香精油香精油是生长在热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实的提取物，一直是人们较感兴趣的天然防腐剂之一，近些年来有关香精油作为食品防腐剂的报道很多。丁香油中主要为丁香酚，还含有鞣质等。吴传茂等研究发现，丁香油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、酵母菌、黑曲霉等食品有广谱抑菌作用，且在100以内对热稳定。突出特点是抑制真菌作用强。山苍子油是从山苍子的鲜果、树皮以及叶中提取的，含柠檬酸、甲基庚烯酮以及其他物质。余伯研究发现，山苍子油对多数霉菌的抗菌效力与山梨酸钾相近，但强于苯钾酸钠1。植物精油(如牛至、丁香、肉桂、百里香、薄荷、迷迭香、芫荽、鼠尾草等)和其单组分(如丁香酚、香芹酚、肉桂酸、己醛、麝香草酚、香芹酮、肉桂醛、柠檬醛、香叶醇等)对食源性病菌具有很强的抑制作用。植物精油所含化学成分复杂,其化学结构可分为脂肪族、芳香族和萜类三大类化合物和其含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等,此外还有含氮和含硫的化合物。疏秀林等研究了植物精油的抗菌作用及其在食品工业中的应用12。 蒽醌类中草药蒽醌类中草药，其存在形式主要是葡萄糖或非葡萄糖甙，同时也含有一定量的游离态蒽醌，如大黄、虎杖、决明子、何首乌和茜草等，具有2个相互共轭的、不饱和羰基结构。熊卫东等对蒽醌类中草药进行了抑菌试验。结果表明，其综合的抑菌活性应介于苯甲酸钠和肉桂醛之间。因此具有作为天然防腐剂的可行性1。 除了以上几种外，还有柠檬烯又称苧烯，学名为1- 甲基-4-(1- 甲基乙烯基)环己烯，分子式C10H16，是广泛存在于植物中的一种重要的单环单萜烯，柠檬烯是一种具有柠檬香气的无色液体，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，不溶于水。其柠檬香气与橙汁有相似之处，因此适合在橙汁中应用，但由于其不溶于水的特性，需要先进行乳化才能应用。国内外关于柠檬烯防腐抑菌方面的报道很少，Dambole na 等36研究发现，柠檬烯对酵母抑菌效果很好。2.1.4 天然植物源防腐剂研发中存在的问题及展望由我国植物源天然提取物制备的防腐剂，自然资源丰富，比起欧美国家具有明显优势，在一片回归自然的呼声中，中国的天然植物源防腐剂、天然植物提取物产品定会受到国际市场的青睐。在食品安全日益得到重视的现代社会里，植物源天然防腐剂也会做出自己的贡献。但同时我们也看到，目前涉及到天然防腐剂的详细组分、抑菌或是抗菌机理的研究报告很少，这有待于食品科学工作者的进一步细分和研究。我国的植物资源非常丰富,筛选天然防腐剂原料的范围也很广,但防腐剂的研发过程中还存在着很多问题。首先,由于植物原料成分复杂,目前大多是对其粗提物进行研究,对有效防腐成分的纯化鉴定还不够精细,需要寻找快速、高效提取分离与筛选、鉴定活性物质的方法。其次,影响植物抗菌活性的因素很多,如同种植物由于产地、收获季节、生育期、部位等因素影响其有效成分的含量,从而造成了活性的差异。再次,开发新型的植物源防腐剂需要食品科学、微生物学、生物化学、中药学、医学等多门学科的理论支持,而如今尚缺少这些系统的理论指导。最后,许多活性成分对微生物的作用机理目前还不明确,并且缺少对防腐剂的毒理学评价研究,因此需要了解在其与食品混合和被加工的过程中,防腐剂的成分所受到的影响,以及腐败菌是否对其产生抗性。防腐剂的用量和其对食品风味、品质的影响也需要得到深入的研究,同时对防腐作用成分间的协同作用研究还不足,此外,植物源防腐剂之间、植物源防腐剂与其他天然防腐剂之间的复配作用效果也缺乏系统的探究。国际上,食品添加剂的发展趋势是倡导其天然性、营养性和功能性,而我国对这一领域的研究和应用尚属初级阶段。中国地域辽阔,植物资源丰富,供植物源防腐剂选择的材料大多是药食兼用或常用调味料植物品种,口味良好、营养丰富,具有较好的保健功能,同时还可赋予食品独特香味,且安全性高,易为消费者接受,能满足人们对天然食品、绿色食品、健康食品的需要。因此,开发安全、高效、经济、营养的植物源天然食品防腐剂不仅是国外食品业发展的主流,也是我国今后食品发展的主要方向。从长远的角度来看,科学技术的进步、生活水平的提高和安全意识的进一步增强,使倡导绿色健康食品,关注新型天然防腐剂成为新的消费趋向。相信坚实的科研基础和良好的生产工艺的结合必定会扩大植物源天然防腐剂的应用范围,使其在食品工业中发挥更加重要的作用,为消费者提供安全放心的食品2。2.2 微生物源防腐剂随着我国国民经济快速发展，人们生活水平不断提高，相应对食品安全越来越备受重视，开发效果良好、无毒副作用的新型食品防腐剂的呼声越来越高。再则，我国微生物自然资源十分丰富，开发天然的提取物用于食品防腐剂，与欧美国家相比，具有明显优势。因此，开发微生物源食品防腐剂产品，定将受到市场青睐。当然，我们也应注意，目前我国使用的天然防腐剂大部分都是粗制品，其有效成分含量度量不很精确，有些天然防腐剂到底是何种物质起作用还不甚清楚，更不用说分离出纯品进行毒理学评价。另外涉及到天然防腐剂详细分组、抑菌或是抗菌机理的研究报告很少，这还有待于有关科学工作者的进一步深入探索与研究。 微生物源食品防腐剂主要以天然农副产品为原料，用发酵等生物技术制备，具有高效、无毒、适用性广等特点。目前主要应用的天然微生物源食品防腐剂有以下几种。2.2.1 - 聚赖氨酸22.1.1 - 聚赖氨酸定义及化学结构式- 聚赖氨酸能在人体内分解为赖氨酸，而赖氨酸是人体必须的8种氨基酸之一，也是世界各国允许在食品中强化的氨基酸。采用微生物白色链球菌产生的- 聚赖氨酸（-PL）是一类由L-赖氨酸的-氨基和另一个L-赖氨酸的a-羟基通过酰胺键结合而成的多聚氨基酸，聚合度为25-30，分子量为3600-4300。结构如下图1：图1 - 聚赖氨酸的化学结构式22.1.2 - 聚赖氨酸的特性- 聚赖氨酸具有很广的抗菌谱，它对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌、真菌的生长繁殖都有显著地抑制作用，而且对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。同时又有稳定性好（120,20min）水溶性也好，抑菌pH范围广（5-8）的特点。22.1.3 - 聚赖氨酸的发展及应用在日本，- 聚赖氨酸早在1989年就已经被批准作为防腐剂添加于食品中，已广泛用于方便米饭，湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐。2003年10月，- 聚赖氨酸被FDA批准为安全食品保鲜剂。种种迹象表明，- 聚赖氨酸都将是未来食品工业解决防腐问题的最佳抑菌剂之一13。在美国，研究者建议把- 聚赖氨酸作为防腐剂用于食品中。实践发现，- 聚赖氨酸可与食品中的蛋白质或酸性多糖发生相互作用，导致抗菌能力丢失，并且- 聚赖氨酸有弱的乳化能力，因此- 聚赖氨酸被限制于淀粉质食品。对于类此情况，目前我国还处于实验室研发阶段。当然，我国也有学者研究了- 聚赖氨酸对牛奶的保鲜效果。当采用420mg/L的- 聚赖氨酸t和2%甘氨酸复配时，保鲜效果最佳，可以保存11d，并仍有较高的可接受性，同时还发现- 聚赖氨酸和其他天然抑菌剂配合使用，有明显的协同增效作用，可以提高其抑菌能力。总之，由于- 聚赖氨酸是一种天然的生物代谢产品，它具有很好的杀菌能力，良好的热稳定性，因此，其商业开发潜力可能巨大14。Shoji等人研究表明15,-PL在酸性和微酸性环境中对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有一定抑菌效果，其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用，并能使某些噬菌体明显失活Neda对,-PL进行了毒理学研究16，经慢性和亚急性喂饲小鼠实验证明其没有毒性，甚至当,-PL达到20,000,mg/kg的高剂量水平时也不会产生任何的不利效果或基因突变此外，-PL对生殖系统、神经系统、免疫系统，以及胚胎的发育、后代的生长，甚至第二代的胚胎发育都不会产生毒性，因此是一种安全的天然防腐剂2003年FDA通过-PL作为安全食品保鲜剂17。Kahar等人18通过分段控制pH的发酵方法，使,-PL的产量增加到了48.3,g/L19。通过离子交换法、Sephadex G-25凝胶过滤和超滤法提取、纯化-PL，纯度可达95%以上在日本，-PL已实现工业化生产，主要应用于传统日常菜肴、天然加工食品和方便食品中近年来，美国也开始使用,-PL，主要应用于方便食品的防腐，添加量为550,mg/kg20，但是应用范围局限国内,-PL还没有广泛应用到食品领域中，因此要研究开发,-PL在国内食品中的应用，为探讨应用范围需对其在不同条件下的稳定性进行深入研究21。2.2.2 乳酸链球菌素 乳酸链球菌素定义及化学结构式乳酸链球菌素（Nisin）又叫乳链菌肽、乳球菌肽，是某些乳酸乳球菌在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的由多种氨基酸组成的小分子肽，可作为营养物质被人体吸收利用。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、李斯特杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞膜的正常功能，造成细胞膜的渗透、养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。Nisin的一级结构如下图2：图2 Nisin的一级结构1969年，联合国粮食及农业组织世界卫生组织（FALWHO）食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。这也是第一个被批准为食品防腐剂的细菌素。1992年3月，我国卫生部批准实施的文件指出：“可以科学地认为乳酸链球菌作为食品保藏剂是安全的”，并批准Nisin为食品防腐剂（GB12493-90），可以用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品、鱼类制品和酒精饮料中14。 乳酸链球菌素分类乳酸菌素按其化学结构、物理化学性质及分子特征可分为三类：羊毛硫细菌素、小分子热稳定多肽和大分子热不稳定蛋白。 乳酸链球菌素作用机理 有的研究认为Nisin可以抑制营养细胞的肽聚糖等物质的生物合成,使细胞膜和磷脂化合物的合成受阻,导致细胞内物质外泄,细胞裂解37。有的研究认为Nisin单体中的DHA (脱氢丙氨酸)和DHB(-甲基脱氢丙氨酸)可以与敏感性细胞膜中的某些酶的巯基发生作用38。有的研究认为,Nisin能消耗敏感细胞的质子驱动力39,40;还有的研究表明Nisin属于“孔道形成蛋白”,导致K+从胞浆中流出,ATP泄漏,胞外水分子进入,引起细胞自溶41-43。现新研究表明其作用机理有羊毛硫细菌素型和非羊毛硫细菌素型两种类型。目前，国内外专家通过诱变方法使某些产细菌素的乳酸菌抑菌谱变成广谱，而且可以提高乳酸菌产细菌素的产量。因此，乳酸菌素在食品工业中已得到了广泛的应用23。羊毛硫细菌素型的典型代表是nisin，它的作用机制为：Jack R.W.等认为与脱氢丙氨酸和脱氢丁氨酸有关，因为脱氢丙氨酸和脱氢丁氨酸能够与敏感菌株细胞膜中某些酶的疏基发生作用，释放细胞质，造成敏感菌细胞裂解24；Momtvolle T.J.等认为它主要是消耗敏感细胞的质子驱动力，从而抑制细胞壁中肽聚糖的合成，使细胞膜和磷脂化合物的合成受阻，导致细胞内物质外泄，引起敏感细胞裂解25。非羊毛硫细菌素型的作用方式是破坏细胞膜的稳定性，在其上形成一个亲水孔道，但这个亲水孔道是经膜上特定的受体蛋白介导的，与膜电位无关26。孔道使得细胞膜的通透性增强而引起细胞内各种离子的渗漏，导致细胞解体死亡27。发挥作用时不具有能量依赖性，即可导致细胞膜渗透屏障的丧失及质子动力的消失，因此非羊毛硫细菌素又称为非能量依赖型细菌素。 乳酸链球菌素的发展随着社会经济的发展和人民生活水平的提高人们对健康的重视程度也日益加强。而乳酸菌素作为一种无毒、无任何副作用的天然防腐剂，正迎合了人们的需要。并且，乳酸菌素作为一种生物防腐剂还有其自身的优点：它可以采用微生物发酵的方法大量生产，同时乳酸菌素种类繁多，随着高产乳酸菌素菌珠的选育和对乳酸菌素抑菌机理的研究深入乳酸菌素必将得到更加广泛的应用。2.2.3 纳他霉素 纳他霉素的定义纳他霉素是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，通常以烯醇式结构存在。焙烤食品用纳他霉素对面团进行表面处理，有明显的延长保质期作用。在香肠、饮料和果酱等食品的生产中添加一定量的纳他霉素，既可以防止发霉，又不会干扰其他营养成分14。 纳他霉素的抑菌特性及毒性研究纳他霉素抑制有害真菌而不作用于有益菌群，由于它对细菌不产生作用，因此可直接加到酸奶等发酵制品中，从而抑制了接种产品中的霉菌和酵母菌，保证了产品的质量，而其他防腐剂尚不具备这一功能。1966年，Levinskas等人研究纳他霉素的急性毒性和慢性毒性，证明纳他霉素对人体器官没有明显影响，也不产生伤害22。1977年，De Boer Stolk-Horsthuis研究了真菌对纳他霉素形成抗性的可能性，他们在连续几年使用纳他霉素的食品仓库中，没有发现真菌形成抗性的证据；使用大于MIC（最小抑菌浓度）的纳他霉素量，人为诱导也未发现真菌形成抗性的证据34。1982年，Ray和Bullerman报道纳他霉素能减少黄曲霉中的黄曲毒素、储曲霉中的储曲毒素、圆弧青霉中的青霉酸和展开青霉中的展开青霉素的产生35。因此纳他霉素能减少真菌毒素给人类造成的危害。 纳他霉素的抑菌机理纳他霉素是一种高效、广谱的真菌抑制剂。它是26种多烯烃大环内酯类抗真菌剂的一种，具有平面大环内酯环状结构，能与甾醇化合物相互作用且具有高度亲和性，可抑制真菌的活性。其抗菌机理在于它能与细胞膜上的甾醇化合物反应，由此引发细胞膜结构改变而破裂，导致细胞内容物的渗漏，使细胞死亡。但有些微生物（如细菌的细胞壁及细胞质膜）不存在这些类甾醇化合物，所以纳他霉素对细菌没有作用28。 纳他霉素应用中存在的问题及发展趋势目前国内市场销售的纳他霉素产品，价格在4 000元/kg左右，这使得纳他霉素的应用受到影响。各生产科研单位应加大研究力度，提高纳他霉素单位产量以降低其销售价格。例如可采用离子注入等诱变技术来选育高产菌株，同时在研究中采用廉价的农产品副产物（如豆饼水解液、碎米）为原料来降低生产成本，以降低产品价格，扩大这种新型生物防腐剂的应用范围。由于纳他霉素只对真菌有作用，对细菌、乳酸菌没有作用，因此在应用时要同其他生物防腐剂一起使用，才能起到应有的防腐效果，应研究纳他霉素与其他生物防腐剂的复配应用技术。 维他霉素的稳定性受pH值、温度、光照强度和氧化剂及重金属元素的影响，因此在研究中可采用琼脂扩散法详细分析纳他霉素在酱、酱油、果汁、糕点、肉制品内的稳定性和活性变化，确定其添加方法和剂量，为纳他霉素在我国传统食品中的推广应用奠定基础。2.2.4 溶菌酶溶菌酶又称细胞壁溶解酶，是一种专作用于微生物细胞壁的水解酶，它能选择性地分解微生物的细胞壁，在细胞内对吞噬后的病原菌起到破坏作用，从而抑制微生物的繁殖。溶菌酶是一种无毒、无害、安全性很高的高盐基蛋白质，具有一定的保健作用。它不仅能选择性地分解蛋白质，而且又不作用于其他物质。溶菌酶对枯草杆菌、耐辐射微球菌等革兰氏阳性细菌有强力的溶菌作用，对大肠杆菌、普通链球菌和副溶血性弧菌等革兰氏阴性细菌也有一定程度的溶解作用，其最有效浓度为0.005。目前，我国一般从鸡蛋清中提取生产溶菌酶，可作为清酒、干酪、香肠、奶油、生面条、水产品和冰淇淋等食品的防腐保鲜剂。目前我国一般从鸡蛋清中提取生产溶菌酶，价格昂贵，主要用于科研，在食品防腐中应用很少14。2.3 动物源天然食品防腐剂2.3.1 壳聚糖壳聚糖又叫甲壳素，是蟹虾、昆虫等甲壳质的脱乙酰产物，也是一种天然存在的生物多糖。它是由葡萄糖胺单体及N-乙酰基葡萄糖胺单体按不同比例组成的直链分子。由于葡萄糖胺单体上有游离的氨基，故带正电荷，它可以干扰细胞表面的负电荷，导致细胞物质外泄，使微生物死亡；分子较短的壳聚糖可以进入细胞内，并与DNA结合，抑制mRNA的转录，因而起到抑制微生物细胞生长活动的作用。它具有生物相容性和降解性，无毒副作用，无异味，而且其分子中的氨基酸和羟基性质活泼，能与多种有机物发生反应，进行化学改性，得到多种具有独特功能的衍生物。壳聚糖对细菌、酵母菌、霉菌都有效，对大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用，而且不影响食品风味。它广泛应用于腌渍食品、生面条、米饭、豆沙馅、调味液、草莓等保鲜中。近几年来，国内外有关刊物发表了不少关于壳聚糖以及壳聚糖衍生物的制备及应用等研究报道。随着对甲壳素的研究深入，其应用也必然越来越广泛29。壳聚糖抑菌性作用机理：壳聚糖具有良好的生物降解性、生物相溶性、无毒性和广谱抗菌性等特点,近年来,人们对于壳聚糖的抑菌机理的认识已经有了长远的发展30-32。普遍认为壳聚糖的抑菌机理有以下几种可能: (1)壳聚糖干扰菌体细胞膜的功可达到抑菌的效果。(2)壳聚糖直接与菌体DNA和mRNA作用。带有正电荷的壳聚糖与带有负电荷的DNA发生相互作用,影响RNA的转录和蛋白质的合成,从而实现抑菌的目的。(3)壳聚糖激活几丁质酶,达到抑菌的目的。(4)壳聚糖上的胺基起抑菌作用。(5)壳聚糖与细胞质发生作用33。2.3.2 蜂胶蜂胶是蜜蜂赖以生存、繁衍和发展的物质基础。各国科学家经过研究证实，蜂胶是免疫因子的激活剂，它的成分复杂，含有黄酮类萜烯类化合物和多种活性成分，能显著提高人体的免疫力，对糖尿病、癌症、高血脂、白血病等多种顽症有较好预防和治疗效果。同时，蜂胶黄酮是蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分,比常用的二丁基羟基甲苯的抗氧化性能高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。蜂胶对病毒、病菌、霉菌有较强的抑制、杀灭作用，对正常细胞没有毒副作用。因此在食品中添加蜂胶不仅是一种天然的高级营养品，而且可以作为天然的食品添加剂。近年来研究还发现，蜂胶经过特殊工艺加工处理后可制成天然口香糖。其中的有效成分具有洁齿、护牙作用，可防止龋齿的形成，同时还可以逐渐消除牙垢33。2.3.3 鱼精蛋白鱼精蛋白是在鱼类精子细胞中发现的一种细小而简单的含高精氨酸的强碱性蛋白质，分子量较小，大约为4 00010 000，它对枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣型芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌等均有较强抑制作用，但对革兰氏阴性细菌抑制效果不明显。研究发现，鱼精蛋白可与细胞膜中某些涉及营养运输或生物合成系统的蛋白质作用，使这些蛋白质的功能受损，进而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。鱼精蛋白在中性和碱性介质中的抗菌效果更为显著。广泛应用于面包、蛋糕、菜肴制品（调理菜）、水产品、豆沙馅、调味料等的防腐中1。3 展望随着生活水平的不断提高和对健康的日益关注,人们对防腐剂之类的食品添加剂在安全性能上提出了更高的要求因此,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。另外，天然防腐剂人工提取和制造工艺复杂,技术投资规模大,这就大大限制了生产商对这类产品的生产和使用;其次,天然防腐剂的抗菌性一般较窄,客观上使其应用领域受到了限制。因此,天然防腐剂存在的弱点也就成为科技工作者研究攻克的难点和重点。目前天然食品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。我们所使用的天然防腐剂多为粗制品，其详细组成成分、抑菌或抗菌机理还不是很清楚，这还有待于广大食品科学工作者的进一步研究。随着抗菌物质分子结构与作用机理的揭示,更多的天然防腐剂将被开发出来,以其安全性,无毒副作用的特点越来越受到食品工业的青眯。随着食品工业的发展和人们生活水平的提高,天然防腐剂将会在21世纪具有广阔的应用前景,必将对人类健康发挥巨大的作用。参考文献1 徐芳.浅析食品防腐剂J.畜牧与饲料科学，2009，30（2）:77-79.2 范永超,任顺成,李翠翠,李绍虹,天然植物源防腐剂研究进展J.安徽农业科学, Journal of Anhui Agri. 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