防腐劑都有哪些?
一、天然食品防腐劑
天然食品防腐劑一般是指從動植物體中直接分離出來的,或從它們的代謝物中分離的具有防腐作用的一類物質(zhì)。天然防腐劑具有抗菌性強、安全無毒、水溶性好及作用范圍廣等合成防腐劑沒有的優(yōu)點。隨著人們生活水平的提高和科學技術的進步,人們越來越關注天然食品防腐劑。天然食品防腐劑按來源可分源于植物、源于動物和源于微生物三類:
1、天然植物中提取的防腐劑
(1)果膠分解物
果膠主要存在于蘋果、葡萄、柑桔等水果和蔬菜中。果膠的酶分解產(chǎn)物有很強的抗菌作用,特別適用于大腸桿菌的抑制。果膠分解物在酸性條件下有效,在PH小于6時抗菌性*。目前,國外將其配合其他天然防腐劑,廣泛用于酸菜、咸魚等食品的防腐
(2)瓊脂低聚糖
從海藻中提取的瓊脂,主要成分是瓊脂糖,其酶分解物即為瓊脂低聚糖,它具有較強的抑菌和防止淀粉回生老化的作用,在濃度達3.11%時,能有效地減少菌落產(chǎn)生。目前普遍用于掛面、面包和糕點等食晶中。
(3)中草藥提取物
大蒜中的大蒜辣素和大蒜新素能有效抗葡;紫蘇葉提取物則具有廣譜抗菌作用,對各種球菌、桿菌均有良好的抑制作用;連翹提取物中的連翹酚能有效的抑制多種革蘭氏陽性菌、陰性茼,延長食品的保質(zhì);此外,茶多酚、魔芋提取物甘露聚糖、玉米須提取物等均有良好的抗菌作用。
2、來源于動物的天然防腐劑
(1)蜂膠
蜂膠具有較強的抑菌作用,其制劑抑菌效果同各種化學防腐劑的抑菌效果相當。一般認為蜂膠的防腐保鮮機制首先是蜂膠能殺滅多種細菌、真菌、病毒和原蟲,其次是蜂膠具有良好的成膜作用,形成的薄膜能減少微爭物的污染,還可以降低食物與外界氣體交換。將蜂膠浸提物直接加人牛奶、保健口服液及飲料中均有良好的防腐保鮮作用。目前,蜂膠原料粉的價格在300元左右每千克。
(2)殼聚糖
殼聚糟又叫甲殼索,是從蟹殼、蝦殼中提取的一種多糖類物質(zhì)。殼聚糖及其衍生物用作防腐保鮮劑原理與蜂膠類似,主要是利用其良好的成膜性和較強的抗菌能力。殼聚糖對細菌、酵母菌、霉菌都有效。研究表明其可以用于飲料、醬類、果蔬等食的防腐,是目前天然抗菌防腐劑的*佳候選者。
(3)溶菌酶
一般蛋白質(zhì)含溶菌酶0—3%左右,所以可從蛋白質(zhì)中提取。目前投入商業(yè)化生產(chǎn)的是雞蛋蛋清溶菌酶,在PH值為7,溫度在5O℃條件下,溶菌酶對革蘭氏陽性細菌、枯草桿菌、芽孢桿菌、好氣性孢子形成菌等,有較強的溶菌作用。由于食品中的羥基和酸會影響溶菌酶的活性,因此,它一般與酒、植酸、甘氨酸等物質(zhì)配合使用。已經(jīng)廣泛應有于水產(chǎn)品、肉制品、新鮮海產(chǎn)品、糕點和酒及其他飲料的防腐保鮮,但價格高,2400元左右每公斤。
(4)魚精蛋白
魚精蛋白是一種在魚類精核中發(fā)現(xiàn)的聚陽離子肽,具有廣譜抑菌活性,能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣形芽孢桿菌等的生長,對革蘭氏陽性菌、酵母和霉菌也有明顯的抑制作用。魚精蛋白的作用機制破壞微生物的細胞壁,溶解細胞膜,引起細胞滲漏,魚精蛋白與其他天然添加劑、甘氨酸、醋酸鈉等配合使用,抗菌效果更好,適用的食品防腐范圍也更廣,目前食品級魚精蛋白的價格在600元左右每公斤。
3、來源于微生物的天然防腐劑
(1)乳酸鏈球菌(Nisin)
Nisin對革蘭氏陽性菌有較強抑制作用,尤其是可形成芽孢的細菌,但對革蘭氏陽性菌、酵母和霉菌沒有作用,能抑制葡萄球菌屬,鏈球菌屬,小球菌屬,及大部分梭菌屬和芽孢桿菌屬的芽孢。Nisin在酸性條件下有較強的活性,在pH<4.5時達到最大活性。Nisin和乳酸合用能抑制肉中的金黃色葡萄球菌和沙門氏菌。Nisin與檸檬酸鹽、磷酸鹽合用也能提高其對革蘭氏陰性菌的抑制效果。Nisin的這種抗菌作用使它作為防腐劑應用在乳制品、啤酒等酒*料、酸性罐頭食品肉制品等的防腐工作中,其制劑市場價格在650元左右每公斤。
(2)那他霉素
那他霉素幾乎能殺死和抑制所有的酵母菌和霉菌,但對細菌和原生動物無效。那他霉索的抗菌譜正好與Nisin形成互補,二者可以共同使用。那他霉素的抗菌效果比常用的山梨酸強50~300倍,1.0~6.0mg·L-1能夠抑制大多數(shù)的霉菌。那他霉素常用于干酪,干香腸的表面處理,也應用于酸奶、酒和果汁的防腐。
二、化學類食品防腐劑
1、苯甲酸及其鈉鹽
苯甲酸及其鈉鹽是目前我國食品加工業(yè)中常用的防腐劑之一,主要用于飲料等液體食品(如:汽水、果汁、醬油、罐頭、酒類等)的防腐。苯甲酸又名安息香酸,分子式C7H6O2。苯甲酸為一元芳香羧酸。苯甲酸親油性大,易透過細胞膜,進入細胞體內(nèi),從而干擾了微生物細胞膜的通透性,抑制細胞膜對氨基酸的吸收。進入細胞體內(nèi)的苯甲酸分子,電離酸化細胞內(nèi)的堿性物質(zhì),并能抑制細胞呼吸酶系的活性,對乙酰輔酶A縮合反應有很強的阻止作用,從而起到對食品的防腐作用。苯甲酸在偏酸性的環(huán)境中具有廣泛的抗菌譜,其對細菌的抑制力較強,對酵母、霉菌抑制力較弱,防腐的最適pH值為2.5~4.0。因苯甲酸難溶于水,實際應用中常以苯甲酸鈉代替之。苯甲酸鈉只有在游離出苯甲酸的條件下才能發(fā)揮防腐作用,在較強酸性的食品中,苯甲酸鈉的防腐效果好。苯甲酸及其鈉鹽是比較安全的食品化學防腐劑,按食品添加劑使用衛(wèi)生標準使用,目前還未發(fā)現(xiàn)任何有毒副作用。
2、山梨酸及其鉀鹽
山梨酸為2,4-己二烯酸,亦稱花楸酸,分子式C6H8O2。山梨酸(山梨酸鉀)是使用最多的防腐劑,大多數(shù)國家都使用。山梨酸是不飽和脂肪酸,其抑菌機理是利用自身的雙鍵與微生物細胞中的酶的巰基結(jié)合形成共價鍵,使其喪失活性,破壞酶系。此外山梨酸還能干擾傳遞機能,如細胞色素C對氧的傳遞,以及細胞膜能量傳遞的功能,抑制微生物的增殖,從而達到防腐的目的。山梨酸及其鉀鹽能有效抑制霉菌、酵母和好氣性腐壞菌,但對厭氧性細菌與乳酸菌幾乎無效。山梨酸的防腐效果隨pH值的升高而降低,但其適宜的pH值范圍比苯甲酸廣,在pH值為5~6以下為宜,也屬于酸性防腐劑。山梨酸可以參與人體的正常代謝,并最終被氧化成CO2和水,對人體基本無害,且對食品風味無不良影響,是目前*的非常安全的食品化學防腐劑之一。但是由于山梨酸的價格比苯甲酸高,使其應用受到限制,目前僅在好的食品中應用。
3、丙酸及其鹽
丙酸是一元酸,無色油狀液體。它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。丙酸鹽主要有丙酸鈉和丙酸鈣,它們的防腐機理相同,都是在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楸?,單體丙酸分子可以在霉菌細胞外形成高滲透壓,使霉菌細胞內(nèi)脫水,失去繁殖力,且還可以穿透霉菌細胞壁,抑制細胞內(nèi)的活性。其中丙酸是人體正常代謝的中間產(chǎn)物,可以被代謝和利用,安全無毒。丙酸鹽是酸型防腐劑,要在酸性環(huán)境中才能產(chǎn)生抑菌作用,目前主要用于面包、糕點類食品,可起到較好的防霉效果。
4、對羥基苯甲酸酯類(尼泊金酯)
對羥基苯甲酸酯類有對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸異丙酯、對羥基苯甲酸丁酯、對羥基苯甲酸異丁酯、對羥基苯甲酸庚酯等。對羥基苯甲酸酯類的抑菌機理是:使微生物細胞呼吸系統(tǒng)和電子傳遞酶系的活性受到抑制,并能破壞微生物細胞膜的結(jié)構(gòu),從而起到防腐的作用。對羥基苯甲酸酯類防腐效果不隨pH值變化而變化,在pH值為4~8范圍內(nèi)均有較好效果,對霉菌、酵母、細菌有廣譜的抗菌作用,但對革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌的作用較差。對羥基苯甲酸酯類的抗菌性與烷鏈的長短有關,烷鏈越長,抗菌作用越強。對羥基苯甲酸酯類的抗菌作用比苯甲酸和山梨酸強,毒性低于苯甲酸但高于山梨酸。最大缺點是有特殊氣味,且難溶于水,所以通常是將它們先溶于氫氧化鈉、酸、乙醇中,然后使用。為了更好地發(fā)揮防腐作用,最好是將2種或2種以上的該酯類混合使用。
5、脫氫醋酸及其鈉鹽脫氫醋酸
分子式C8H8O4它和它的鈉鹽均為白色或淺黃色結(jié)晶狀粉末,有較強的抗細菌能力,對霉菌和酵母的抗菌能力尤強。是酸性防腐劑,對中性食品基本無效。對光和熱穩(wěn)定,在水溶液中降解為醋酸,對人體無毒。是一種廣譜型防腐劑,廣泛用于肉類、魚類、蔬菜、水果、飲料類、糕點類等的防腐保鮮。
6、乳酸鈉
無色或微黃色透明液體,無異味,略有咸苦味,混溶于水、乙醇、甘油。一般濃度為60%-80%,60%的濃度最大使用*為30g/KG。.乳酸鈉是一種新型的防腐保鮮劑,主要應用到肉、禽類制品中,對肉食品細菌有很強的抑制作用。如大腸桿菌、肉毒梭菌、李斯特菌等。通過對食品致病菌的抑制,從而增強食品的安全。增強和改善肉的風味,延長貨架期。乳酸鈉在原料肉中具有良好的分散性,且對水分有良好的吸附性,從而有效地防止原料肉脫水,達到保鮮、保潤作用。主要適用于烤肉、火腿、香腸、雞鴨禽類制品和醬鹵制品等。在肉制品中保鮮的參考配方:乳酸鈉:2%,脫氫醋酸鈉0.2%。
7、富馬酸二甲酯
是當前國內(nèi)外大力發(fā)展的新型防霉保鮮劑,能抑制30多種霉菌和酵母菌,且其抗菌性能不受pH值的影響,具有高效廣譜、安全性高、價格低廉等優(yōu)點。其綜合抗菌防腐性能*,具有很強的生物活性。因升華而具有熏蒸性,因而具有接觸殺菌與熏蒸殺菌雙重作用。毒性低,進入人體后很快變成人體代謝的正常成分富馬酸,應用重復性好。 富馬酸二甲酯在蔬菜、水果、中草藥、煙草、化妝品、紡織品、膠卷、磁帶、軟盤、皮革、紙張圖書資料的防腐、防霉、防蟲方面也有廣泛的應用。富馬酸二甲酯在食品保鮮中具有很大的應用價值和良好的經(jīng)濟效益。尤其是在高溫高濕的條件下,可避免食品的變質(zhì)腐化及外觀上出現(xiàn)干裂老化口感差等嚴重影響生產(chǎn)和市場銷售的情況發(fā)生。
8、無機鹽防腐劑
主要包括含氮的硝酸鹽和亞硝酸鹽以及含硫的。硝酸鹽的毒性主要是在食物、水中或體內(nèi)被還原成亞硝酸鹽所致。亞硝酸鹽是食品添加劑中毒性*的物質(zhì)之一,人體攝入后,可與血紅蛋白結(jié)合,形成高鐵血紅蛋白而失去攜氧功能,嚴重時可窒息。對人體的致死量為4~6g/kg體重。一定條件下可轉(zhuǎn)化為強致癌性的亞硝胺。這類防腐劑主要用于肉類食品的防腐和護色。含硫的亞硫酸鹽和焦亞硫酸鹽等其有效成分是亞硫酸分子,亞硫酸的殺菌作用機理主要是消耗食品中O2使好氣性微生物因缺氧而致死,并能抑制某些微生物生理活動中酶的活性。由于使用這些鹽后殘留的二氧化硫能引起過敏反應,尤其是對哮喘病人,因此現(xiàn)在一般只將其列入特殊的防腐劑中。例如,廣西地方標準DB45/319- 2007《鮮濕米粉質(zhì)量安全要求》中就規(guī)定米粉中SO2的殘留量要低于方法檢出限。