食品防腐劑在食品中的作用及安全性

1、食品防腐劑在食品中的作用及安全性學(xué)院：生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 班級(jí)：XXXXX 學(xué)號(hào)：XXXXX 姓名：XXXXX食品防腐劑在食品中的作用及安全性生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 XXXXX XXXXX摘要：介紹了食品防腐劑的抗菌、抑菌機(jī)理，對其分類和功能作用進(jìn)行了闡述，對目前廣泛存在的防腐劑安全問題進(jìn)行了分析，并對未來防腐劑的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。關(guān)鍵詞：防腐劑；作用；安全性 食品工業(yè)已成為我國目前農(nóng)產(chǎn)品增值、積累發(fā)展資金、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)。食品, 尤其是密封包裝的現(xiàn)代食品, 在長時(shí)間貯存或長途運(yùn)輸中, 發(fā)生霉?fàn)€變質(zhì)是人們最擔(dān)心的問題。食品腐爛變質(zhì)后, 人們常見到的是產(chǎn)氣、變酸、變臭、長毛等等, 這些現(xiàn)象都

2、是食品在微生物侵染下產(chǎn)生的1-5。食品防腐劑是應(yīng)食品防腐的需要而生，伴隨現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展而成長起來的。它是指用于防止食品在儲(chǔ)存、流通過程中主要由微生物繁殖引起的變質(zhì)，提高保存性，延長食用價(jià)值而在食品中使用的添加劑，具有殺死微生物或抑制其繁殖的作用。其使用不僅可以提高食品的營養(yǎng)、改善食品風(fēng)味，而且更重要的是可以延長食品的儲(chǔ)存期。以目前我國年使用10萬噸化學(xué)合成防腐劑為例，平均按1添加劑量計(jì)算，每年可使1億噸食品免于腐敗變質(zhì)；平均每噸食品按3000元計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)3000億元，而這僅僅只是一個(gè)保守的估計(jì)！可見目前食品工業(yè)是離不開食品防腐劑的6。另一方面我們應(yīng)該也可以看到由于食品添加劑的廣泛

3、應(yīng)用，尤其是一些廠家對食品防腐劑的濫用給人們帶來的食品安全問題。人們也因此越來關(guān)注食品中添加了什么防腐劑，這些防腐劑的安全性如何。因此正確認(rèn)識(shí)食品防腐劑的作用及安全性是相當(dāng)重要的。1 食品防腐劑的抗菌、抑菌機(jī)理食品防腐劑是一種食品添加劑，它能防止食品在儲(chǔ)存、流通過程中由微生物繁殖等引起的變質(zhì)。按照防腐劑抗微生物的主要作用性質(zhì)，可將其大致分為具有殺菌作用的殺菌劑和僅具抑菌作用的抑菌劑。殺菌或抑菌并無絕對界限，同一物質(zhì)，濃度高時(shí)可殺菌，而濃度低時(shí)只能抑菌；作用時(shí)間長可殺菌，作用時(shí)間短則只能抑菌；對一種微生物具有殺菌作用，而對另一種微生物可能僅有抑菌作用7。相關(guān)資料顯示，從微生物的增殖過程來看, 開

4、始是緩慢的誘導(dǎo)期, 過了誘導(dǎo)期, 就急聚進(jìn)入對數(shù)期, 增殖非常旺盛。如果食品己嚴(yán)重被微生物污染, 再使用防腐劑也無濟(jì)于事的。一般認(rèn)為, 食品防腐劑對微生物的抑制作用是通過影響細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的, 這些亞結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、與代謝有關(guān)的酶、蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)及遺傳物質(zhì)。由于每個(gè)亞結(jié)構(gòu)對菌體而言都是必須的, 因此食品防腐劑只要作用于其中的一個(gè)亞結(jié)構(gòu)便能達(dá)到殺菌或抑菌的目的。根據(jù)前人的大量研究, 防腐劑的作用機(jī)理可歸納為三個(gè)方面:(1)作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜系統(tǒng)； (2)作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)；(3)作用于酶或功能蛋白8。有關(guān)應(yīng)用防腐劑的效應(yīng)、殺死食品中微生物的作用方式，目前了解的不很全面。具有

5、抗微生物作用的物質(zhì)，只有在以足夠的濃度與微生物細(xì)胞直接接觸的情況下，才能產(chǎn)生作用。實(shí)際上殺死微生物是基于多種可選擇性的多種效應(yīng)：(1)防腐劑對細(xì)胞壁和細(xì)胞膜產(chǎn)生效應(yīng)；(2)防腐劑對酶活性或?qū)?xì)胞原生質(zhì)部分遺傳微粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。許多防腐劑，如酚類之所以具有抗微生物作用，是由于能夠破壞或損傷細(xì)胞壁或者能干擾細(xì)胞壁合成的機(jī)理?？偟目磥恚栏瘎┳钪匾囊蛩乜赡苁且恍┟傅姆磻?yīng)，或者抑制微生物細(xì)胞中酶的合成。有時(shí)幾種防腐劑混合作用或防腐劑與食品保存的物理方法共同使用會(huì)達(dá)到更好的效果。 2 食品防腐劑的分類及其功能作用防腐劑的主要作用是抑制微生物的生長繁殖, 以延長食品的保存期。它與冷藏、輻照、巴氏殺菌等保

6、存方法相比有使用方便、效果穩(wěn)定、用量小、防腐能力強(qiáng)且不需要儀器等優(yōu)點(diǎn), 所以被廣泛應(yīng)用在食品生產(chǎn)過程中, 如流體、固體及動(dòng)物性食品等。正因其抑制微生物生長繁殖, 有時(shí)也可防止食物中毒的發(fā)生。目前，美國允許使用的防腐劑約為50種，日本約為40種，我國允許使用的為32種。由于不同防腐劑其功能作用不大相同，因此分別了解不同種類防腐劑的作用是十分有必要的。2. 1 人工合成食品防腐劑2. 1.1 酸型防腐劑 酸型防腐劑的特點(diǎn)就是體系酸性越大，其防腐效果越好，而在堿性條件下則幾乎無效。常用的酸型防腐劑如苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它們的鹽類等。2.1.1.1 苯甲酸、山梨酸及其鹽類 苯甲酸及苯甲酸鈉的有效成

7、分是未解離的苯甲酸分子，其作用效果與酸度有很大關(guān)系，pH2.54.0抑菌效果最好。其抑菌的機(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的縮合反應(yīng)受到抑制,并阻礙細(xì)胞膜的正常生理作用。山梨酸常用其鉀鹽,抗菌力強(qiáng),能抑制細(xì)菌、霉菌和酵母的生長,防腐效果好, 可參與體內(nèi)正常代謝,并被同化而產(chǎn)生CO2和水,故對人體無害。因此它被廣泛地用于碳酸飲料、果汁、醬油、罐頭和酒類的防腐。但研究顯示，它具有疊加毒性作用，在一些國家已被禁止在兒童食品中使用，我國也在逐步縮小苯甲酸鈉的使用范圍和使用量。2.1.1.2 丙酸鹽丙酸鹽是一類新型的防腐劑，其有效成分是丙酸，在酸性環(huán)境中能產(chǎn)生

8、抑菌作用。常見的有丙酸鈣、丙酸鈉等。丙酸鹽在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，單體丙酸分子可以在微生物細(xì)胞外形成高滲透壓, 使微生物細(xì)胞脫水，失去繁殖力，且還可以穿透其細(xì)胞壁，抑制細(xì)胞內(nèi)的活性。丙酸為食品的正常成分，也是人體代謝的正常中間體，與其他脂肪酸一樣，它可通過代謝作用被人體吸收，并供給人體必需的鈣，無蓄積性。丙酸鹽在食品中主要用于面包、糕點(diǎn)類食品，其離解常數(shù)較低，對霉菌的抑制效力很高，比苯甲酸鈉的效力高，但對酵母菌基本無影響，故不影響面包的正常發(fā)酵。丙酸無毒性，在食物中的含量無規(guī)定，因此許多發(fā)達(dá)國家早在五、六十年代就把它作為最重要、最廣泛的食品防腐劑使用。2. 1.2 酯型防腐劑 酯型防腐劑的特點(diǎn)就是在

9、很寬的pH范圍內(nèi)都有效，毒性也比較低，但其水溶性較差。一般情況下為了提高防腐效果和溶解度，不同的酯常常要復(fù)配使用。酯型防腐劑包括對羥基苯甲酸酯類,其作用是抑制微生物細(xì)胞呼吸酶與電子傳遞酶系統(tǒng)的活性, 破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。其抑菌能力隨烷基鏈的增長而增強(qiáng), 對霉菌、酵母有較強(qiáng)的作用,且其效果在PH4 8內(nèi)均較好,不隨PH值而變化,故可被用于代替酸型防腐劑,但對細(xì)菌特別是革蘭氏陰性桿菌和乳酸菌的作用較弱。它具有高效、低毒、廣譜、易配伍的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于果蔬保鮮及食醋、碳酸飲料、果味型飲料、啤酒、果醬、糕點(diǎn)餡等。國外60年代就將對羥基苯甲酸酯類應(yīng)用于啤酒和清酒中，而在我國其生產(chǎn)數(shù)量不多9。2.

10、 1.3 無機(jī)鹽防腐劑如亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽等。由于使用亞硫酸鹽后殘存的二氧化硫會(huì)引起嚴(yán)重的過敏反應(yīng)， 因此FDA已禁止其在生吃的新鮮果蔬中作為防腐劑使用。硝酸鹽和亞硝酸鹽在腌制臘肉方面是不可或缺的防腐劑，它不僅能使食物具備獨(dú)特的色香味，還能抑制細(xì)菌生長及孢子形成，尤其是肉毒桿菌。但是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)生亞硝胺這種致癌物質(zhì)。2.2 天然食品防腐劑根據(jù)天然食品防腐劑10的來源不同,可分為:微生物源、動(dòng)物源、植物源、礦物提取物及天然有機(jī)化合物。2.2.1 微生物源天然食品防腐劑 微生物源食品防腐劑主要以天然農(nóng)副產(chǎn)品為原料，用發(fā)酵等生物技術(shù)制備，具有高效

11、、無毒、適用性廣等特點(diǎn)。如溶菌酶、乳酸鏈球菌素、納他霉素、-聚賴氨酸等。溶菌酶11是對枯草桿菌、耐輻射微球菌等革蘭氏陽性細(xì)菌有強(qiáng)力的溶菌作用，對大腸桿菌、普通鏈球菌和副溶血性弧菌等革蘭氏陰性細(xì)菌也有一定程度的溶解作用，其最有效濃度為0.005。 乳酸鏈球菌素它能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細(xì)菌，如肉毒梭菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、李斯特桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌的生長和繁殖，尤其對產(chǎn)生孢子的革蘭氏陽性細(xì)菌有特效。它是一種無毒的天然防腐劑，對食品的色、香、味、口感等無不良影響。乳酸鏈球菌素對霉菌和酵母的影響很弱, 故一般僅用于乳制品、罐頭食品、植物蛋白食品的防腐。 納他霉素與真菌的麥角

12、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。在焙烤食品時(shí)用納他霉素對面團(tuán)進(jìn)行表面處理，有明顯的延長保質(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)干擾其他營養(yǎng)成分。 -聚賴氨酸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)定性和優(yōu)良防腐性能。在日本，-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、魚片和餅干的保鮮防腐中。2.2.2 動(dòng)物源天然食品防腐劑 品種較多,主要有魚精蛋白和組蛋白、殼聚糖即脫乙酰甲殼質(zhì)、蜂膠。如殼聚糖具有良好的生物降解性、生物相溶性、無

13、毒性和廣譜抗菌性等特點(diǎn),近年來越來越受到人們的重視,尤其在殼聚糖的抑菌方面。作為一種新型食品的膜材料, 可用于肉類、魚類、果蔬及米飯保鮮。2.2.3 植物源天然食品防腐劑 自然界天然植物中存在許多生理活性物質(zhì), 具有抗菌作用。天然食用香料植物、中草藥等其他植物。其主要有: 姜提取物、銀杏葉提取物、肉桂提取物、丁香提取物、邊迭香提取物、紅曲提取物、甘椒提取物、辣椒提取物等具有很強(qiáng)的殺菌作用。MubashirH12等研究了苦薄荷的全植物提取液的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)其甲醇提取物對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有抑制作用。Chattopadhyay R R13等論述了草藥香料如薄荷、迷迭香、牛至、丁香、大蒜、洋

14、蔥、孜然芹、黑胡椒、肉桂等具有抗氧化性和抗微生物活性，可作為食品防腐劑，其對延長食品的貨架期和控制食品中的病原菌有重要作用。2.2.4 礦物提取物 從巖鹽層巖石中的礦物鹽類中提取的一種具有抗菌作用的物質(zhì)?？捎糜跅蠲?、草莓、蘑菇等食品的防腐保鮮。2.2.5 天然有機(jī)化合物 可在食品保存技術(shù)中應(yīng)用的天然有機(jī)化合物很多。如甘氨酸、氨基葡萄糖鹽酸鹽等。3 食品防腐劑的安全性我國食品添加劑衛(wèi)生管理辦法明確規(guī)定：“食品添加劑使用必須符合食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或衛(wèi)生部公布的名單規(guī)定的品種及使用范圍、使用量。禁止以掩蓋食品腐敗變質(zhì)或以摻雜、摻假、偽造為目的而使用食品添加劑”。食品添加劑衛(wèi)生管理辦法中包含的30

15、多種防腐劑都已經(jīng)過嚴(yán)格的安全性評價(jià)，在正確的使用范圍、使用量內(nèi)，其安全性均有可靠保障。但在實(shí)際操作過程中由于某些人為原因或技術(shù)原因存在著超標(biāo)準(zhǔn)使用等問題，從而產(chǎn)生各種安全事件。3.1 超標(biāo)使用某些廠商超標(biāo)準(zhǔn)、超劑量使用防腐劑，以延長食品保質(zhì)期；某些廠家利用防腐劑兼具抑菌消毒的特點(diǎn)，在食品加工過程中大量使用防腐劑，以降低食品中的細(xì)菌數(shù)，如為了使食品呈鮮艷的顏色，并企圖抑制微生物生長，擅自超量添加如亞硝酸鹽混合硝酸鹽形成的防腐劑等違規(guī)添加劑14，從而對消費(fèi)者健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。3.2 違規(guī)使用 某些商家為使食品保持新鮮的感官性狀，使用國家明令禁止使用于食品的防腐劑，如福爾馬林浸泡海菜、魷魚、海參、

16、豬肚（牛肚）等15；將含甲醛成分的致癌工業(yè)用品“吊白塊”添加到米、面、腐竹、食糖等食物中進(jìn)行增白和防腐，從而引發(fā)多起食品中毒事件。3.3 降級(jí)使用 國家規(guī)定必須使用食品級(jí)添加劑，而有些食品生產(chǎn)廠為了降低成本，使用工業(yè)級(jí)代替食品級(jí)添加劑。由于工業(yè)級(jí)產(chǎn)品中含有的少量雜質(zhì)未經(jīng)過毒性試驗(yàn)，因此，消費(fèi)者在食用工業(yè)添加劑加工的食品達(dá)到一定量時(shí)，必然對身體健康造成損害，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致死亡。3.4 無標(biāo)識(shí)使用 國家明確規(guī)定食品配料中的食品添加劑必須使用規(guī)定的名稱標(biāo)出。但有些商家為了迎合消費(fèi)者的心理，故意在標(biāo)簽中少標(biāo)或隱去某些食品添加劑名稱，甚至在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明“不含防腐劑”、“不含任何食品添加劑”等字樣來誤

17、導(dǎo)和欺騙消費(fèi)者，侵犯消費(fèi)者的知情權(quán)。3.5 無序使用 食品防腐劑可以在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間段控制微生物生長，而不能立刻殺死微生物。不少生產(chǎn)者對此認(rèn)識(shí)不清，而把防腐劑混同于消毒劑、殺菌劑，從而忽視在其它方面的消毒，造成產(chǎn)品中微生物指標(biāo)超標(biāo)。一些小作坊在加工熟食、肉制品、水發(fā)食品及焙烤食品時(shí)，用法、用量全憑經(jīng)驗(yàn)；還有的使用一些無產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證或過期的食品添加劑。 食品防腐是一個(gè)系統(tǒng)工程, 隨著現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展, 食品流通調(diào)配率越來越高, 一種食品生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、消費(fèi)的周期越來越短, 消費(fèi)者會(huì)享用到越來越多的生、鮮食品從而不需要使用過多的防腐劑處理。同時(shí)呼吁全社會(huì)關(guān)注食品中防腐劑的使用情況, 積極舉報(bào)

18、違法使用的案件, 防患于未然。以維護(hù)廣大消費(fèi)者的健康權(quán)益, 創(chuàng)造關(guān)愛健康、追求天然、崇尚綠色消費(fèi)的良好社會(huì)氛圍。4 展望 國際上, 食品添加劑的發(fā)展趨勢是倡導(dǎo)其天然性、營養(yǎng)性和功能性, 而我國對這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用尚屬初級(jí)階段。中國地域遼闊, 植物資源豐富, 供植物源防腐劑選擇的材料大多是藥食兼用或常用調(diào)味料植物品種, 口味良好、營養(yǎng)豐富, 具有較好的保健功能, 同時(shí)還可賦予食品獨(dú)特香味,且安全性高, 易為消費(fèi)者接受, 能滿足人們對天然食品、綠色食品、健康食品的需要。因此, 開發(fā)安全、高效、經(jīng)濟(jì)、營養(yǎng)的植物源天然食品防腐劑不僅是國外食品業(yè)發(fā)展的主流, 也是我國今后食品發(fā)展的主要方向。從長遠(yuǎn)的角

19、度來看, 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、生活水平的提高和安全意識(shí)的進(jìn)一步增強(qiáng), 使倡導(dǎo)綠色健康食品, 關(guān)注新型天然防腐劑成為新的消費(fèi)趨向。相信堅(jiān)實(shí)的科研基礎(chǔ)和良好的生產(chǎn)工藝的結(jié)合必定會(huì)擴(kuò)大植物源天然防腐劑的應(yīng)用范圍, 使其在食品工業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用, 為消費(fèi)者提供安全放心的食品。 參考文獻(xiàn)：1 凌光婷.食品添加劑手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.2 萬素英，李琳，王慧君.食品防腐與食品添加劑M.北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.3 王燕，車振明.食品防腐劑的研究進(jìn)展J.食品研究與開發(fā)，2005，26（5）：167-170.4 寧正祥，王若峰，譚飛龍.食品防腐劑研究進(jìn)展述評J.食品與發(fā)酵工業(yè)，1995，（6）：72-75.5 鐘國清，徐興然，陳朝英.新型防霉劑富馬酸二甲酯的合成及抑菌試驗(yàn)研究J.四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，18（5）：10-15.6 張松，楊永勝，郭俊俊.我國食品防腐劑的使用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2008，9(52)：59-60.7 天津輕工業(yè)學(xué)院食品工業(yè)教研室.食品添加劑M.輕工業(yè)出版