防腐剂

防腐剂 食品防腐剂种类与使用范围 食品防腐剂种类 使用范围 苯甲酸 碳酸饮料、低盐酱菜、酱类、蜜饯、葡萄酒、果酒、软糖、酱油、食醋、果酱（不包括 苯甲酸钠 罐头）、果汁（味）型饮料、食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁。 山梨酸 除同上外、还包括鱼、肉、蛋、禽类制品、果、蔬类保鲜、胶原蛋白肠衣、果冻、氢化 山梨酸钾 植物油、鱼干制品、即食豆制品、糕点、馅、面包、蛋糕、月饼、即食海蜇、乳酸菌饮 料。 丙酸钙 生面湿制品（切面、馄饨皮）、面包、食醋、酱油、糕点、豆制食品。 丙酸钠 糕点、杨梅罐头加工工艺。 对羟基苯甲酸丙酯 果蔬保鲜、食醋、碳酸饮料、果汁（味）型饮料、果酱（不包括罐头）酱油、酱油、酱 料、糕点馅、蛋黄馅。 脱氢乙酸 腐乳、酱菜、原汁桔浆。 双乙酸钠 谷物、即食豆制品。 二氧化碳 碳酸饮料、汽酒类。 乳酸链球菌素 罐头、植物蛋白饮料、乳制品、肉制品。 过氧化氢 生牛乳保鲜（限于黑龙江、内蒙古地区使用）、袋装豆腐干。 探讨中国食品防腐剂目前发展现状以及前景 防腐保鲜剂是指用于防止食品在储存、流通过程中，由于微生物繁殖引起的变质，或由于储存销售条件不善，食品内在品质发 生劣变、色泽下降，为提高保存期，延长食用价值而在食品中使用的添加剂。 几乎所有食品都需要防腐保鲜剂。随着食品工业的发展，防腐保鲜剂行业也有飞速的发展，由过去单一苯甲酸及其盐类、山梨 酸钾及其盐类发展到如今有了更加丰富多样的产品。 如丙酸盐、对羟基苯甲酸酯（尼泊金酯类）、脱氢醋酸钠、双乙酸钠、过氧化氢等。特别是近两年来，天然食品防腐剂得到人 们重视与发展，如壳聚糖、海藻糖、溶菌酶、鱼精蛋白、蜂胶、抗菌肽类、果胶分解物、乳酸链球菌素、纳他霉素等。并且生产的 规模进一步扩大，成本逐渐下降，应用研究也有一定改善。 例如：自上世纪90年代开始乳酸链球菌素两次列入国家科技攻关项目，但是由于多年来生产规模小，成本高，应用研究基础 差，开始时市场定位在医药行业中推广应用，应用范围狭小，一直在艰难的境地中维持多年。2002年来在生产应用和市场开发方面有所突破，重点研究应用于食品、肉制品等行业中，使产品产量与销量迅速增长。还有纳他霉素，国内已有数家公司正对其进行 考察，有的进入中试阶段，准备生产。由此可见，一些新原料、新产品、新技术正在不断发展。 但是，多年来，防腐保鲜剂行业存在着许多问题，其中主要问题是使用超标问题。每年国家对食品进行的抽样检查，有相当食 品不合格是因为防腐剂使用超标，特别是苯甲酸钠的超标问题，是一个复杂而综合性的问题，究其原因： 1．企业使用时对防腐剂的作用原理和使用方法不够了解，误认为使用量越多越好，越能延长保质期； 2．很多小型食品生产企业卫生条件差，产品在生产过程和包装之前已经带入大量的微生物，或者食品原料本身就有许多微生物， 而作为防腐剂，它是不具备灭菌功能的； 3．在现实生产条件下，一些品种防腐剂的允许使用量也确实很难达到防腐效果。致使许多食品企业不顾国家标准限制，而随意增 加防腐保鲜剂使用量。 上述三点看出既存在企业自身和技术水平不足，也存在相关企业、部门对使用单位缺乏正确使用防腐保鲜剂的技术支持和服务 支持，还存在相关应用研究基础差，应用技术研究对产品应用和市场推广支持不够。 由于现有相当一部分防腐保鲜剂生产企业规模还是偏小，技术还不能成熟与完善，成本高，至使企业技术和研发还在如何提高 生产技术，如何最大降低成本，而应用技术研究不重视，或有的企业规模较大，技术也成熟，但技术研发方向过于偏重对新原料、 新产品的开发上，使开发出来产品得不到很好的推广，他们认为只有新产品，新技术才能保持领先于人，这一点没错，但不重视应 用与推广，怎样才能使企业做强、做大呢？怎么能创造最大化的利润呢？ 这些问题对防腐保鲜剂行业发展是一个瓶颈，怎样突破这个瓶颈呢？社会工业革命发展趋势都是逐渐向市场化、细分化方向发 展，防腐保鲜剂行业同样应该并正在向这个方向发展，逐步出现了专业从事相关复配食品添加剂生产企业，并且取得了不菲的成绩。 近年来，防腐剂的科研、生产和应用企业携手共同研究这一课题，新型复合食品添加剂企业参与进来，现在已经有了一些进展。 研究开发出针对一些主要产品的专用型复合防腐保鲜剂，如泰康食品科技有限公司的肉制品专用的、鲜湿面专用的、豆制品专用的、 酱菜专用的等复合防腐保鲜剂，并有些品种已形成系列化，走出了一条很好的路子，很有发展潜力。由于复合防腐保鲜剂的出现， 使得科研、生产和应用紧密结合在一起，形成一个个具有高效性、专用性、广谱性、方便性、安全性极佳的新型产品。复合防腐保 鲜剂产品优势在哪呢？ 一、解决单一防腐保鲜剂允许使用量内很难达到防腐效果，复合的多种防腐保鲜剂共同作用，提高防腐的高效性。 二、单一防腐保鲜剂为达到防腐保鲜作用，易发生超标问题，而复合型防腐保鲜剂则可保证各种成分单体远低于国家卫生 标准，大大提高产品安全性。 三、单一防腐保鲜剂易受环境因素影响，一般抑菌谱都较窄，而复合型防腐保鲜剂可提供更加宽松的环境要求和更广的抑 菌谱牞使用更加安全。 四、避免使用多个单体防腐保鲜剂带来复杂和不确定因素，复合型防腐保鲜剂使用方便、简单。 五、复合型防腐保鲜剂更加经济、适用，由于利用单体各自优点，避开缺点，同时发挥之间的协同增效作用，使产品在尽 可能低用量发挥最大的效能。 当然，复合型防腐保鲜剂不但有很大的优势，并且代表防腐保鲜剂行业发展趋势和方向之一，但同时在发展过程中也碰到 一些障碍。主要体现在以下几点： （1）此复合型防腐保鲜剂无国家卫生标准和行业标准为依据，只能是各生产企业根据GB2760－1996标准为基础，制定企业标 准，报当地卫生部门和技术监督部门备案，严格按企业标准来生产和控制产品质量。 （2）由于没有相关国家标准，以至食品企业使用时缺乏权威依据，对产品的信任度降低。这一点已经严重阻碍这个行业发展， 急需国家技术推荐委员会、行业协会等相关专家共同研讨这一问题，尽快建立适合我国国情、可操作性更强的标准来规范和管理市 场。 （3）近年防腐保鲜剂科研获得长足发展，出现了不少新产品，但与生产结合不强，使得许多新原料、新产品停留科研水 平上，成本过高，不能尽快转化为产品。这需要科研单位与生产企业联合起来共同研发，开发出更多市场需要，市场认可的新品种、 新技术。 （4）复合型防腐保鲜剂企业本身涉及时间不长，技术和经验不够，应尽快吸收优秀人才，培养优秀人才，走专业化、高 科技发展道路，把这一新型行业发展壮大。 当然，解决防腐保鲜剂这一瓶颈问题是相当重要的，其涉及众多的食品领域和行业，需要科研、生产、技术应用、生产 应用企业共同来协作完成，并在行业协会、政府机关等部门指导、监督、管理下，寻求防腐保鲜剂更大的发展。 双乙酸钠 双乙酸钠又名双乙酸氢钠，二醋酸一钠。英文名称为Sodium Diacetate，简称SDA。国外商品名称为维他可乐波YITA-CROP，在美国则称为CROP-CURE或GRAINCURE，日本则称为固体醋酸。 双乙酸钠的分子式为CH3COONa•CH3COOH•XH2O或NaH（CH3CO2）2，无水物分子量为142.09，是乙酸和乙酸钠的分子化合物。由短氢键相结合，外观为白色吸湿性结晶粉末，晶体由24个双乙酸钠分子组成一个单晶胞的正六面透明体，边长为15.98A?，含有40%的游离乙酸，具有乙酸的挥发性气味。熔点96?-97?，加热至150?以上分解。在水中的溶解度为1千克溶解于1升水，对光和空气的稳定性为存放一年，游离乙酸含量降低0.34%。 双乙酸钠（SDA）在我国是一种新型的多功能绿色食品添加剂。它主要用于粮食、食品的防霉、防腐、保鲜、调味、改善营养 价值。由于它安全、无毒、无残留、无致癌、无致畸变，被联合国卫生组织公认为“0”毒性物质。是目前替代山梨酸钾、苯甲酸 钠、丙酸钙等防霉剂的理想产品。广泛用于烘烤食品、调味品、酱菜、雪菜、榨菜、肉食品、果汁饮料等加工食品之中。能改善食 品的口感，提高产品的档次，更是食品出口企业必选项的添加剂。 除防霉功能外，还可作为营养配料，可提高蛋白质的转化率和微量元素的吸收率，增加食品的营养价值。 2002年，浙江省江山创新科技有限公司制定了与国际SDA标准相一致的企业标准Q/JCK01-2002。 2002年12月27日，浙江省江山创新科技有限公司取得了浙江省食品添加剂生产企业卫生许可证浙卫食添(2002)第015号。 双乙酸钠的推广使用，受到国内食品卫生检测部门和专家的高度重视。先后颁布使用卫生标准和批准扩大使用范围。 常用食品防腐剂都有哪些 我国批准使用的食品防腐剂有十几种，不同的防腐剂使用范围也各不相同。 苯甲酸、苯甲酸钠：用于碳酸饮料、低盐酱菜、酱菜、蜜饯、葡萄酒、果酒、软糖、酱油、食醋、果酱、果味（汁）饮料、 山梨酸、山梨酸钾：除与上述苯甲酸的使用范围相同外，山梨酸还主要用于鱼、肉、蛋、禽类食品和果蔬类产品保鲜。此 外，也可用于果冻、即食豆制品、糕点、即食海蜇、乳酸菌饮料等。 丙酸钙、丙酸钠：用于生面湿制品（切面、馄饨皮）、面包、食醋、酱油、糕点、豆制品、杨梅罐头等。 对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯：用于果蔬保鲜、食醋、碳酸饮料、果味（汁）饮料、果酱、酱油、糕点馅等。 脱氢乙酸：用于腐乳、酱菜、原汁桔浆。 双乙酸钠：用于谷物、即食豆制品。 二氧化碳：用于碳酸饮料、汽酒类。 乳酸链球菌素：用于罐头、植物蛋白饮料、乳制品、肉制品。 过氧化氢：用于生牛乳保鲜（限于黑龙江、内蒙古地区使用）、袋装豆腐干。 方便面三成不合格微生物指标防腐剂指标不合格 本报讯(记者李冬玲)2003年第1季度国家质检总局对方便面产品进行了国家监督抽查，产品涉及河北、河南、辽宁等7个省、市，产品抽样合格率为7成。其中酸价、过氧化值、净含量偏差等项目均为全部合格。 我国是方便面总销量最多的国家，2000年世界方便面生产500亿包，中国大陆方便面产量190亿包，占世界总产量35％。资料显示，我国现有方便面生产企业300多家，生产线 近2000条，年生产能力700多万吨， 年产值约为260亿元。近年来随着现代化快节奏生活方式的渗透，人们对于方便、卫生、 美味、价廉的方便面的需求在不断增加。但由于方便面生产技术含量不高，进入门槛低，所以导致生产企业众多，竞争激烈。 抽查表明，合格产品的生产企业多数为具有一定规模的生产企业。本次对天津的“顶益”、北京的“统一”、河南的“白 象”等品牌企业进行了跟踪抽查，抽查结果全部合格。对河南省南街村集团公司、天津市康益食品有限公司等上次抽查不合格企业 也进行了跟踪抽查，抽查结果也全部合格。 抽查中发现的质量问题主要为：一是微生物指标不合格。微生物指标包括菌落总数、大肠菌群、致病菌3项直接涉及人体健康的重要卫生指标。抽查中有1种产品的大肠菌群项目测定值是标准规定上限值的160 倍。食用这样的产品将会引起肠道疾病，直接影响消费者的身体健康。二是防腐剂指标不合格。有些产品明示不含防腐剂或不添加防腐剂，但 检查中却检出了防腐剂苯甲酸或山梨酸。 正确认识食品防腐剂(2003-12-24 10:03:24) 有关部门近日发出消费警示：走出对食品防腐剂的认识误区！ 据专家介绍，许多消费者对防腐剂的概念认识模糊。消费者时常 见到食品标签上一些看不懂的化学名词，不知其真实用途。如见到山梨酸、苯甲酸两个化学名词时，会误以为它们是某种调节 酸味的物质，事实上山梨酸和苯甲酸都是常用的防腐剂，被广泛使用在饮料、方便食品、调味品等各种食品中。 不少消费者对一些防腐剂的毒性认识不足。一些食品生产企业利 用防腐剂兼具抑菌、消毒的作用，把防腐剂当作万能药剂，在加工食品时普遍使用防腐剂，或加大防腐剂的使用剂量。一些食 品生产企业为降低生产成本，只顾赚钱而不顾消费者的健康权益，往往喜欢使用 最廉价而毒副作用较大的防腐剂。 有些生产企业在食品中添加防腐剂后，担心引起消费者疑虑，往 往并不标注明白，有的甚至在包装上标注“本品不含有任何防腐剂”，误导和欺骗消费者。 有的不法生产厂家为牟取暴利，用变质的畜（禽）肉作原料生产 劣质肉食品，为不影响其外观和掩盖变质的真相，使用福尔马林等作为防腐剂，置消费者的生命安全于不顾，严重侵犯了消费 者的健康权益。 毛朝敬 天然食品防腐剂——乳链菌肽（Nisin） 成果简介 乳链菌肽（Nisin）称乳酸链球菌素，是某些乳酸链球菌（现称乳酸乳球菌）产生的一种小肽。若在食品中加入十万分之 几到万分之几这种物质，就足以抑制引起食物腐败的许多革兰氏阳性菌的生长和繁殖，是一种高效、无毒的天然食品防腐剂。我们 先后在国家自然科学基金、中科院“八五”重点科研项目和国家“九五”科技项目资助下，完成了菌种筛选、效价提高、发酵条件 优化，后提取方法建立和探索出了一条适合于我国国情、具有独创性的乳链菌肽生产工艺路线，实现了乳链菌肽大规模工业化生产 于２０００年通过了中科院主持的专家鉴定和国家科技部组织的专家验收。 主要技术指标 经２０吨发酵罐规模的中间放大试验，主要技术指标达：乳链菌肽效价３００００IU/ml以上，产品总收率为６０％，产品的毒理试验证明属于实际无毒类物质，其它各项质量指标符合我国食品添加剂卫生标准要求，经在豆奶、消毒牛奶、蘑菇罐头、 山楂果茶、苹果泥等食品中的应用试验，具有明显的防腐效果，该产品质量指标及食品防腐效果均达到了国外同类产品水平。 国内外同类技术水平 除本实验室外，国内同类工作均在实验室水平。 国外只有英国Aplin&Barrett公司生产，商品名为Nisaplin。因技术保密，不清楚该公司目前的技术水平。Nisaplin生 产工艺路线是以牛奶基质发酵而成。我们研究成功不用牛奶的生产工艺路线，不仅提高了效价，而且降低了生产成本，有利于该产 品的国产化。 适用范围 乳链菌肽已在全世界约５０个国家和地区获得广泛应用。我国GB2760－86批准乳链菌肽在植物蛋白食品、罐装食品中最大使用量为０.２/kg，肉制品的乳制品中的最大使用量为０.５g／kg。 食品防腐剂追求天然与安全 本报讯（记者王红）由于人们对食品安全性的认识和要求日益提高，目前化学防腐剂受到严峻挑战，食品防霉防腐剂的天然化 已成为今后的发展方向。这是2004年10月10日记者从中化化工科学技术研究总院获得的信息。 记者了解到，近年来我国防霉防腐剂得到了快速发展，但与食品工业发展的要求尚有差距，正因此给我国防霉防腐剂工业 提供了广阔的发展空间。特别是目前我国防霉防腐保鲜助剂应用较多的还是化合物，天然提取物使用较少，这也为我国防霉防腐剂 的发展带来了良机。 据中化化工科学技术研究总院戎志梅高级工程师介绍，天然防霉防腐剂是近年来国内外倡导、开发和寻求的新型产品，开 发抗菌性强、安全无毒的天然防霉防腐剂已成为各国科技工作者的研究热点。它不但对人体健康无害，有的还具有一定的营养价值， 是今后开发的方向。目前，此类产品多用于食品工业，主要作为食品添加剂。而我国具有丰富的资源，开发天然防霉防腐剂具有优 势。如茶叶提取物茶多酚，可以利用低档茶叶或茶叶加工的下脚料进行提取，工艺简单，投资少，目前国内已有相当数量的出口； 香辛料植物提取物如丁香、薄荷、生姜和大蒜等，国内许多单位进行研究，但是产品较少，没有形成产业化；中草药提取物，目前 有一定产品的主要是甘草提取物，研究表明，丹参、银杏、黄苓等多种中草药均可以提取出防腐保鲜剂。近年来国内研究开发非常 活跃的竹叶提取物，作为保鲜防腐剂，由于国内资源充足，性能好，因此具有良好的发展前景。 戎志梅说，国外已经生产并使用生物合成物如聚赖氨酸、纳他雷素等，目前国内尚没有生产，应加快科研步伐。ε－聚赖氨酸是一种天然的微生物代谢产物，是经分离提取精制而获得的发酵产品。迄今为止，ε－聚赖氨酸的微生物发酵在日本已实现工业化，年产千吨ε－聚赖氨酸的现代化工业装置已建成投产。该技术在国内还处于实验室阶段，ε－聚赖氨酸生物防腐剂的开发和生产还属空白，如果能重点扶持这一技术，将会在未来几年创造出可观的经济效益。 天然食品防腐剂值得倡导开发 食品防腐剂是加工食品不可缺少的添加剂。利用一些天然植物提取天然食品防腐剂是国内外都提倡和寻求的。它不但对人体健 康无害，有的还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。 果胶分解物：果胶一般从水果、蔬菜中提取，其酶分解物在酸性环境中具有抗菌作用。目前，国外以果胶分解物为主要成 分，混入其他一些天然防腐剂，已广泛应用于酸菜、咸鱼、牛肉饼等食品的防腐。 辛香料提取物：辛香料具有强烈的抑菌作用，采用酒精提取的辛香料提取物，对多种细菌均有强烈的抑制作用。在实际应 用中，辛香料提取物一般与酒并用。琼脂低聚糖：从海藻中提取的琼脂，主要成分是琼脂糖，其酶分解物即为琼脂低聚糖，它具有 较强的抑菌和防止淀粉回生老化的作用，在浓度达3.11%时，能有效地减少菌落产生，目前普遍用于挂面、快餐面、面包和糕点等 食品中。壳聚糖：壳聚糖又叫甲壳素，是从蟹壳、虾壳中提取的一种多糖类物质。在浓度为0.4%时，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。壳聚糖不溶于水，而溶于醋酸、乳酸等，在作为食品防腐剂应用时，通常将其溶 解于食醋中。由于它对蛋白质能起凝聚作用，所以通常适用于不含蛋白质和醋性食品，如酱菜、腌菜、瓜果之类。 溶菌酶：一般蛋白质含溶菌酶0.3%左右，所以可从蛋白质中提取。在PH值为6至7，温度在50?条件下，溶菌酶对革兰氏阳性细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌、好气性孢子形成菌等，有较强的溶菌作用。由于食品中的羟基和酸会影响溶菌酶的活性，因此， 它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防 腐。鱼精蛋白：这是一种天然抗菌物质，属于简单的球形蛋白质，常存在于鱼类精子中，在中性和碱性介质中显示出很强的抑菌能 力，并有较高的热稳定性，在210?条件下加热1.5小时仍具有活性，同时抑菌范围和食品防腐范围均较广，浓度为0.1%时，对枯草杆菌、芽孢杆菌、干酪乳杆菌、胚芽乳杆菌等均有较强的抑制作用。 天然肽类食品防腐剂的研究动态 李香春 李洪军(西南农业大学食品科学学院 重庆 400716) 摘要 主要介绍天然肽类防腐剂、溶菌酶、昆虫抗菌 肽、Nisin 关键词 肽类防腐剂 溶菌酶 昆虫抗菌肽 Nisin 国内外对食品防腐剂的合成、筛选、抗菌性能和抗菌 机理进行了大量的实验研究。在食品中添加高浓度食盐、食糖、醋(乙 酸)、乙醇或化学防腐剂是人们保存食品的传统方法。但这些小分子食品成分可降低水分活度，使菌体蛋白变性，并影响和改变细 胞形态和细胞结构，其机理主要是使菌体脱水。由于添加量大，所以通常会掩盖或破坏食品自然风味。为寻找保持食品固有色、香、 味的天然防腐剂进行了长期的研究。主要集中在研究开发广谱、高 1 1.1 Knobloch(1998)等对植物芳香精油的抗菌性能进行了研究，其抗菌性能则基于抗菌剂在菌体细胞膜双磷脂层中的溶解度；而精 油中的类萜类降低生物膜的稳定性并干扰能量代谢的酶促反应。佐藤昭子(1990)、马慕英(1993)、席屿芳等(1993)研究出大蒜、洋葱、生姜汁液中辛辣组份可抗青、绿霉菌。Kyung和Flerning(1994)发现不含辛辣成分的白菜汁液在酸性条件下对乳酸菌有一定抑 制作用。Hoffmann等(1992)曾报道植物糖苷也有抗真菌活性。日本Muroi和Kubo等人发现苹果中最有效的抗菌活性物质是己稀醛， 绿茶中是neroledol 1.2 近年来，人们发现经细菌、疫苗、某些化学物质及超声波诱导处理后，昆虫体液内产生一些杀菌的物质，其中有一类由数十个 氨基酸残基组成，称为抗菌多肽。姜明等也从柞蚕中诱导出抗菌肽，在pH 3～6，浓度2%以上时，杀菌速度大于大肠杆菌增殖速度， 其作用机理是杀菌。在食品领域研究最多的则是昆虫抗菌多肽(Cecropin) 1.3 用发酵法生产溶菌酶作为食品防腐剂是成功先例Nakamura等人采用酶修饰法先后合成了溶菌酶-环糊精和溶菌酶-半乳甘露聚糖，这些糖蛋白抗菌活性比溶菌酶更高，还具有良好的乳化性能。Ibrahim等合成了脂酰基溶菌酶，其抗菌性依脂肪酸烷链增长而 提高。Norma n(1994)发现乳酸链球菌肽(nisin)，枯草杆菌素(subtilin)等微生物抗菌肽中含有的稀有氨基酸及环肽结构是抗菌活 2 天然肽类防腐剂的研究 在天然防腐剂中，有一大类属肽类防腐剂，由于其安全无毒害，且对人体有一定营养保健作用而受到人们广泛关注，成为防腐 2.1 溶菌酶Lysozyme是一种专门作用于细胞壁的水解酶，存在于人的唾液、眼泪、蛋清、哺乳动物乳汁、植物和微生物中。它对 人体安全无毒，无副作用，且具多种营养与药理作用 溶菌酶是一种比较稳定的碱性蛋白质，在酸性条件下最稳 定。在pH3时能耐100?加热40min，在中性和碱性条件下耐热性较差，pH 7时100?处理10m in 就失活。研究最多的鸡蛋清溶菌酶由129个氨基酸残基组成，具有4个二硫键，分子相对质量 为14 000，最适pH为6～7，最适温度为50?。目前发现的微生物溶菌酶大体有以下5种。(1) 内 N-乙酰己糖胺酶，此酶可破坏细菌细胞壁肽聚糖中的β-1，4糖苷键。(2)酰胺酶，能切断 细菌细胞壁肽聚糖中NAM与肽"尾"之间的N-乙酰胞壁酶-L-丙氨酸键。(3)内肽酶，使肽 "尾"及肽"桥"内的肽键断裂。(4)β-1，3、β-1，6葡聚糖和甘露聚糖酶，此酶 分解酵母细胞的细胞壁。(5)壳多糖酶，分解霉菌细胞壁。因为革兰氏阳性菌细胞壁几乎全 2.2 抗菌肽的一个典型特征是在一个长的疏水片段后面连有一个强碱性的N-端区域。昆虫抗菌肽(Cecropin)由37个氨基酸残基组成，N端呈碱性，带正电荷，亲水；C端酰胺化，中性或微酸性，不带电荷或少量负电荷，疏水。5～12位和25～37位构成2个螺 抗菌肽的抗菌机理是在微生物细胞膜上形成通道，引起细胞质溢流。关于通道形成的具体过程有不同的几种假说，Chistensen等认为通道的形成可分为3个步聚：(1)抗菌肽分子通过静电作用被吸附到膜表面；(2)抗菌肽分子中的疏水尾巴插入细胞膜；(3)抗菌肽分子的两性分子α螺旋插入膜中，多个抗菌肽分子共同作用形成离子通道。而Fik等认为抗菌肽作用于细胞膜时，N端的两 亲螺旋结合在膜表面，只有C端的疏水螺旋插入膜中，进而形成离子通道。Clague等认为抗菌肽通过作用于膜蛋白，引起蛋白质 由凝聚失活，细胞膜变性而形成离子通道。 2.3 鱼精蛋白是一种在鱼类精核中发现的聚阳离子肽，有广谱抑菌活性，能抑制枯草杆菌 、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的 从分子组成上看，鱼精蛋白不具有两亲性，因为分子中的32个氨基酸中21个为精氨酸，由于其多为阳离子、非两亲性质，而 无法插入细胞膜内而形成膜通道。鱼精蛋白的作用机制是抑制线粒体电子传递系统中的一些特定成分，抑制一些细胞膜有关的新陈 代谢过程。 鱼精蛋白适用于较大pH范围内使用，在中性和偏碱性条件下防腐效果更好。目前应用最广的防腐剂多为酸型防腐剂，只在酸 性条件下有效，而在中性乃至偏碱性的食品中使用，效果明显下降。鱼精蛋白的开发使用就可拓宽防腐剂使用的pH范围，而且不需调整对象食品的pH。 鱼精蛋白的热稳定性，使它可以与食品热处理并用。而它的抗菌活性可受食品中无机盐的影响，而略有下 降，尤其是二价金属离子影响较大，主要营养成分蛋白质、脂肪、糖类对鱼精蛋白的抗菌活性影响较小，这使它在富含糖类和蛋白 质类的食品中应用成为可能。但根据国外报道，从鱼精蛋白的进化特点考虑，在含核酸较多的食品或含酸性多糖类较丰富的食品中 2.4 乳酸链球菌素(Nisin)是乳酸链球菌在变性乳介质中发酵生成的一种小分子多肽抗菌物质，由34个氨基酸残基组成，分子量为3 510道尔顿，活性分子常是二聚体或是四聚体。 Ni sin中含有5个不同于其它蛋白质的二硫键(硫氨酸和甲硫氨酸)，另外还含有脱氢丙氨酸(DHA )，甲基脱氢丙氨酸(DHB)等不饱和氨基酸。Nisin的溶解度和稳定性与溶液的pH值有关，pH值越低，稳定性越高，溶解度也提高。如：p H 2.5时溶解度为12%；pH 5.0时下降到4%；在中性和碱性条件下几乎不溶解，应用时要先用 0.02N盐酸溶解，加入食品中。在pH 2.0时或更低的稀盐酸中可以经115.6?灭菌而不失活，但在pH 5.0灭菌时失活40%，pH 6.8时将丧失90%的活力。这种热稳定性与其分子中的 5个 硫醚桥密切相关。Nisin加入食品后，稳定性大大提高，食品中的大分子小分子物质对Nisin 有防护作用。因此，用Nisin来防腐的食品必须具有稳定的酸性。而Nisin与热处理杀菌作用是互相促进的，加入少量的Nisin(0.24～10ppm)可以大大提高腐败微生物的热敏感性。同样，热处理也提高了细菌对Nisin的热敏感性，可以降低热处理强度，保证良好品质。另外，辐射处理和 Nisin相结合；山梨酸与Nisin 人们已经发现Nisin的6种类型，分别为A，B，C，D，E和Z。其中对NisinA，NisinZ两种类型的研究最活跃。二者性质基 本相同，仅在结构上有一个氨基酸差异，Nisin第27位氨基酸残 基是组氨酸(His),NisinZ则是天冬酰胺(Asn) 从分子水平上探寻Nisin的抑菌机理一直是研究的热点。Nisin作用的位点主要是细胞膜。Pa lmeri等对Nisin存在下双层脂膜电流和电势测量后，证实了Nisin形成膜通道的能力。细胞质内小分子和离子通过管道流失，更严重则导致细胞溶解而达到杀菌 Nisin不能抑制革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌，专抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌芽孢。Nis in对孢子的作用有两点值得注意：(1)大多数情况下，对细菌孢子的作用方式是抑制孢子萌发而不是杀死孢子。它对于热加工食品防腐的重要意义在于必须在整个货 架期中保持足够的乳酸链球菌肽残留量，以提供对任何存在孢子的连续作用；(2)另一个重要发现是孢子越受到热损伤，就变得对 乳酸链球菌肽越敏感。如经121?热处理3min后存活下来的孢子比未经加热损伤的孢子对Nisin敏感10倍以上。这也是Nisin特别适用于热加工食品防腐保鲜的重要原因。GB2760-86规定，罐装食品，植物蛋白食品最大使用量为0.2g/kg；乳制品、肉制品最大使用量为0.5g/kg；一般参考量为0.1～0.2g/kg 3 3.1 天然肽类防腐剂多为动物体正常蛋白质，故安全性很高，而且像溶菌酶，鱼精蛋白等对人体还有一定保健作用，所以是一类值 得大力开发的食品防腐剂。但蛋清、鱼类精巢等原料的供应量很有限，因而妨碍了这些防腐剂的广泛使用。目前人们正尝试通过基 因工程在微生物中直接表达抗菌肽基因，但这可能造成缩主微生物自杀而不能获得表达产物，以融合蛋白质的形式表达抗菌肽基因， 3.2 天然防腐剂与目前广泛使用的化学防腐剂相比，抗菌谱窄，抗菌效果差。所以，人们试图通过分子修饰来提高抗菌性能。例如 对昆虫抗菌构效关系的研究表明，螺旋与抗菌肽的活性密切相关，改变两性分子螺旋的螺旋度会影响抗菌肽的活性。如用螺旋度倾 向高的氨基酸残基代替螺旋倾向低的残基，抗菌肽的活性将明显提高，相反，降低抗菌肽两性分子α螺旋度将导致抗菌活性的急剧 下降，可见两性分子螺旋在维持抗菌肽活性中起着重要作用。溶菌酶被咖啡酸共价修饰后，修饰产物可强烈抑制大肠杆菌等格兰氏 阴性菌的生长，大大加宽了溶菌酶的抗菌谱。溶菌酶被环糊精和半乳甘露聚糖修饰后，不仅抗菌活性稳定，而且具有良好的乳化性 3.3 天然肽类防腐剂常和其他添加剂配合使用增强其抗菌效果。例如螯合剂EDTA，EDTA可从革兰氏阴性菌中部分除去含脂多糖的 外层膜，因而降低了其对其他防腐剂的抗性。例如，溶菌酶、Nisin等一般只能作用于革兰氏阳性菌，但与EDTA配合使用时他们 4 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，人们 开始把目光投向于天然防腐剂。它已成为食品领域一个重要研究课题，由于肽类防腐剂所具有的安全无毒害，甚至对人体有一定营 参 考 文 1 宁正祥，王若1995，(6)：72 2 2000，(2)：72 3 2001，(4)：66 4 2000，(4)：43 5 1998，(2)：37 (收稿日期 2001-12-12) 溶菌酶及其在食品工业中的应用( 2004.7.13 ) 溶菌酶（lysozyme；EC3．2．1．17）是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，又称细胞壁溶解酶。人们对溶菌酶的研究始 于本世纪初，英国细菌学家弗莱明发现人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶，并将其命名为溶菌酶。此后，人们在动物、 植物和微生物中都发现了溶菌酶的存在。 随着研究的不断深入，人们发现溶菌酶不仅对细菌细胞壁有作用，还可作用于真菌细胞壁。根据来源不同，溶菌酶可以分为以 下三类： 1）动物溶菌酶鸡蛋白中约含有3．5％的溶菌酶，可分解革兰氏阳性菌，对革兰氏阴性菌不起作用，其分子量为14000。此外，从其他鸟类蛋白、哺乳动物乳汁及体液中也分离到了溶菌酶。 2）植物溶菌酶研究人员对116科410种植物进行普查，发现168种植物中含有溶菌酶。其中木瓜、无花果、大麦等植物中均 可分离出溶菌酶，其分子量较大，约为24000～29000，其对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋白溶菌酶的1／3。 3）微生物溶菌酶人们从上世纪60年代发现微生物也产生溶菌酶，按其作用对象可分为两大类，即细菌溶菌酶和真菌溶菌酶。 溶菌酶的种类1）细菌溶菌酶细菌溶菌酶通常可分为三大类：N－乙酰氨基己糖苷酶，它催化水解肽聚糖中糖骨架中的β（1?4）糖苷键；N－乙酰胞壁酰－丙氨酸酰胺酶，它催化裂解肽聚糖中糖基与肽基；内肽酶，它催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键。研究发 现，溶菌酶的抗菌活性不仅表现在其分解细菌细胞壁方面，当酶受到不可逆抑制后，它仍然显示出抗菌效应，这可能与溶菌酶呈碱 性有关。不同来源的溶菌酶有不同的抗菌范围，并对不同类型的肽聚糖有特异性，特别是它们对O－乙酰化肽聚糖的分解能力不同。 由于革兰氏阳性菌无外膜，所以溶菌酶对它们作用较强。溶菌酶与EDTA并用，可加强对革兰氏阴性菌的抑制作用。用紫苏醛处理 溶菌酶，或将溶菌酶连接到半乳甘露聚糖上，可加强该酶穿过外膜进入靶细胞，从而增强其对革兰氏阴性菌的作用。此外，溶菌酶 与其他抗微生物酶（葡萄糖氧化酶、乳过氧化物酶）或与传统的防腐（如山梨酸盐、乙醇、温度和低pH）联用，可以提高食品微生物安全性。 2）真菌溶菌酶真菌溶菌酶主要包括几丁质酶和β－葡聚糖酶。 （1）几丁质酶虽然一些外几丁质酶（exochitinases；EC3．2．1．30）也表现出抗真菌的特性，但抗真菌的几丁质酶主要是 内几丁质酶（endochitinases；EC3．2．1．14）。人们已经研究了许多来自于植物和微生物的几丁质酶，并对有些几丁质酶抑制 真菌生长／裂解真菌细胞的作用进行了研究。科学家们首先在植物中发现了几丁质酶的抗真菌作用，这类几丁质酶可以对抗侵入植 物体的真菌病原体。 微生物几丁质酶主要是由链霉菌属、杆菌和大多数真菌产生的。细菌分泌几丁质酶主要用于真菌细胞壁的降解和重组，但在大 多数产几丁质酶的真菌中，此酶主要用于真菌细胞壁的成型过程。只有在一些特定的寄生霉菌中，如Trichodermaharzianum、Aphanocladiumalbum和Gliocladiumvirens中，胞外几丁质酶和β－葡聚糖酶用来附着和降解目的菌丝。这些抗真菌的几丁质酶 与植物几丁质酶相似，多为内几丁质酶。由于肽聚糖和甲壳质的糖骨架具有相似的结构，因此，一些几丁质酶也具有溶菌酶活性。 （2）β－葡聚糖酶β－葡聚糖酶（β－glucanases；EC3．2．1．39）具有抗真菌作用主要是因为它能水解β（1?3）糖苷键。研究表明：β（1?3）葡聚糖酶对几丁质降解真菌细胞壁具有显著的协同作用。如将纯化的几丁质酶和β－葡聚糖酶合用，抗灰色葡萄孢（Botrytiscinera）的作用提高了10倍。内葡聚糖酶与外葡聚糖酶、不同内葡聚糖酶间也具有协同抗真菌作用。因为许多 植物性食品中含有β－葡聚糖成分，它对维持产品的组织性、黏度和外观都有重要作用，将β－葡聚糖酶加入这类食品，可能会引 起不良影响。真菌的细胞壁主要组分为几丁质和β－葡聚糖，但一些真菌和大多数酵母细胞壁含有其他类型的多糖（甘露聚糖、α－葡聚糖和纤维素），因此，甘露聚糖酶、α－葡聚糖酶也可作为抗真菌的酶类应用于食品工业。 溶菌酶在食品工业中的应用1）溶菌酶在乳制品中的应用人乳中含有大量的溶菌酶，而牛乳中则很少，将溶菌酶添加到牛乳及 其制品中，可使牛乳人乳化；研究还表明，溶菌酶是双歧杆菌增长因子，有防止肠炎和变态反应的作用，对婴、幼儿的肠道菌群有 平衡作用；在干酪生产中添加溶菌酶可代替硝酸盐等抑制丁酸菌的污染，防止干酪产气，并对干酪的感官质量有明显改善作用。 2）溶菌酶在新鲜海产品、肉类制品中的应用 研究表明，溶菌酶、氯化钠和亚硝酸盐联合应用到肉制品中可延长肉制品的保质期，其防腐效果比单独使用时效果更好。对于 一些新鲜的海产品和水产品经溶菌酶处理后均可延长储存期。 3）溶菌酶在低度酒类和饮料中的应用 在低度酒中添加20mg／kg的溶菌酶不仅对酒的风味无任何不良影响，还可防止产酸菌的生长，同时受酒类澄清剂的影响很小， 是低度酒类较好的防腐剂，如日本就把溶菌酶用于清酒的防腐。此外，溶菌酶还可用于pH6．0～7．5的饮料和果汁的防腐。 4）溶菌酶在其他食品中的应用奶油蛋糕是容易腐败变质的食品之一，在糕点中加入溶菌酶，可防止微生物的繁殖，起到防腐 作用。章银良研究了溶菌酶对草莓的保鲜作用，发现将溶菌酶与甘氨酸联用，保鲜效果更佳。由于处于酵母细胞壁中的蛋白质利用 率很低，所以利用溶菌酶破坏酵母细胞壁，可制成微生物蛋白质，提高酵母蛋白质的利用率。用含放线菌体的溶菌酶处理酵母液可 生产出含有5’－肌苷酸、5’－鸟苷酸及其他呈味物质。