目前,普遍使用的苯甲酸钠,尼泊金丙酯等化学防腐剂一般都有-定的毒性。若严格按国标限量使用,应该是安全的。但一些伪劣食品,往往超标,超量使用,给人们的健康带来危害。
由于化学防腐剂的安全性受到挑战,天然食品防腐剂日益受到重视。对注重健康的人士来说,总希望能食用不含化学防腐剂的天然食品。现在,国际上流行的"有机食品",是完全没有污染物,不含任何人工合成的物质。因此,为满足各种保健食品生产的需要,研究与开发广谱、高效、安全的天然食品防腐剂,成为当今食品添加剂研究领域中的热点之一。本文将对国内外天然食品防腐剂的研究进展作简要介绍,旨在为人们正确对待和合理使用食品防腐剂提供参考。
一、 外天然食品防腐剂的研究进展
国外对天然食品防腐剂的合成、筛选、抗菌性能和抗菌机理进行大量试验研究的同时,也对有关食品防腐剂的法规不断地进行补充、完善。到目前为止,国外食品防腐剂行业已发展到了相当成熟的水平,开发出了数十种天然食品防腐剂。国外对天然食品防腐剂的研究主要表现在以下两方面:
1. 从动植物、微生物中开发与提取天然食品防腐剂
植物与人们的生命活动息息相关。人们在膳食中从植物中获取包括天然食品防腐剂在内的大量物质和能量。许多学者对植物进行了大量的研究,结果发现,毛桃和杏核等中的芳香精油成分;大蒜、洋葱等中的辛辣组分;白菜汁中的非辛辣组分;以及绿茶、苹果、腰果等中的风味成分,均含有抗菌的有效成分。并指出这些有效成分的抑菌机理,它们或作用于细胞膜,或作用于细胞内物质。COULD根据大量的试验观察,把食品防腐剂的作用机理归纳为三个方面:①作用于细胞壁和细胞膜系统;②作用于遗传物质或遗传微粒结构;③作用于酶或功能蛋白。BRUL等对化学合成和天然食品防腐剂的作用方式也进行了广泛的调查研究,并认为微生物对防腐剂的抗性是由于食品防腐剂在微生物体内诱导其发生应激反应而产生的。
在动物体内也含有丰富的抗菌物质。近年来,人们对昆虫的体液免疫及其生化性质进行了深入研究,发现经细菌、疫苗,某些化学物质及超声波诱导处理后,昆虫体液内能产生一些杀死细菌的物质,其中有一类由数十个氨基酸残基组成,称为抗菌肽(CECROPLNS)。曾有报道说,对惜古比天蚕蛹注射阴沟肠杆菌后能诱导产生蚕抗菌肽。ROLLERS等也发现,从蟹壳、虾壳中提取的脱乙酰壳罕院多糖(CHITOSAN)有很强的抑真菌作用。
微生物无处不在,无孔不入。利用微生物发酵法生产和制备天然食品防腐剂受到广大利科技工作者的重视和消费者的青睐。用发酵法生产的溶菌酶是利用微生物发酵产品作为食品防腐剂的成功先例。随后,又研究利用乳酸菌等发酵,生产出了许多抗菌素,如乳酸链球菌素(NISIN),枯草杆卤素(SUHTILIN)等。NORMAN队为乳酸链球菌素、枯草杆菌素等微生物抗菌肽中含有稀有氨基酸及环肽结构是这类防腐剂具有抗菌活性的原因所在。乳酸链球菌素因具有广谱、安全、高效的防腐性能在食品{:业如乳制品、罐装食品、植物蛋白食品、肉制品中得到广泛的使用。
2.食品工程技术和生物技术应用于天然食品防腐剂的研究
食品工程技术和生物技术等高新技术在食品防腐剂中的应用,为研究、开发天然食品防腐剂提供了更广阔的空间,使天然食品防腐剂的研究工作更趋深入和完善。
SZABO等将气调法等食品工程技术与天然食品防腐剂NISIN结合使用,大大地提高了NISIN的应用范围,节约了生产费用。ENTIAN对枯草杆菌素和乳酸链球菌素的生物合成机制进行了研究,为抗菌素的生物合成提供了理论依据。据ALEXANDA报道,将NA3PO4与NISIN结合使用,可以提高革兰氏阴性菌对NISIN:的敏感性。固定化技术的应用,使NISIN等多种天然食品防腐剂可以重复利用。CUTTER等将NISIN固定于藻酸钙凝胶中使用,结果发现,比直接使用NISIN有更好的效果,不仅提高了NISIN的使用率,而且拓宽了其抑菌范围。高压液相色谱法、酶免疫测定法等高新技术在天然食品防腐剂的检测中也被广泛采用,促进了天然食品防腐剂的发展。
二、国内天然食品防腐剂研究进展
国内对天然食品防腐剂的研究起步较晚。与国外相比,尚属初级阶段,为适应市场需求,国内许多学者做了大量的研究和开发工作。
张燕婉等研究发现,壳聚糖对余黄色葡萄球菌等五种食物中毒菌有不同程度的抑制作用。工南舟、王维华、张国顺、王允祥和马慕英分别研究了甘草制剂,连翘 制剂,藻类和大蒜汁的抑菌防腐 作用,发现它们对多种常见食品腐败菌具有广泛的抑制作用。秦燕等也证实了肉桂醛、紫苏醛等几种植物精油成分能有效延长微生物的生长适应期,缩短对数生长期和稳定期,从而可有效地降低微生物的生长势和减少微生物的生长量。甄清通过对贡菜提取液的研究发现,贡菜提取液对几种细菌和霉菌有不同程度的抑菌、杀菌作用。
除了研究植物提取液的抗菌性能外,国内许多学者,更热衷于天然生物防腐剂--抗菌肽的研究。姜明等成功地从柞蚕中诱导出抗菌肽,并认为它有杀菌作用。王吉彬对食品生物防腐剂--细菌素(LACTEINOCLNS)的生化特性作了详细的介绍。细菌素中研究最深最广的当属乳酸链球菌素。他们分别从遗传学、最佳发酵条件和在食品工业山的应用等各方面进行了广泛深入的研究,取得了令人瞩目的成果。
三、天然食品防腐剂新品概览
对天然食品防腐剂的研究近来日趋活跃。但日前开发的某些天然食品防腐剂有抗菌能力较差;抗菌谱较窄;价格偏高等缺点;有些还有异味和杂色等不足之处,若与某些物质联合使用,便可获得满意的效果。下面简介近年来新开发的几种天然食品防腐剂:
1.溶菌酶
溶菌酶能作用于某种细菌的细胞壁而引起溶菌现象,溶菌作用最适PH值为6-7,最适温度为50℃,常与甘氨酸等配合使用于面类、水产熟食品、色拉等食品防腐。
2.鱼精蛋白
鱼精蛋白对枯草杆菌素、巨大芽孢杆菌素等有抗菌作用,在中性和碱性介质中有较高的抗菌能力,常用于牛奶、鸡蛋、布丁等食品防腐。
3.脱乙酰甲壳质
脱乙酰甲壳质又叫壳聚糖,浓度为0,4%时,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有抗菌性,对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌亦有抗菌作用,适用于不含蛋白质的酸性食品,
4.甜菜碱