防腐剂的作用与分类及来源

防腐剂是能杀死微生物或抑制其增殖，防止由微生物所引起的食品腐败变质，延长食品保存期的物质。

按照防腐剂对微生物的作用性质可将防腐剂分为起抑菌作用的防腐剂和杀菌作用的杀菌剂。然而杀菌和抑菌并没有严格的界线。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；同一物质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。

按照防腐剂的组成和来源可分为有机化学防腐剂、无机化学防腐剂和生物防腐剂。有机化学防腐剂主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、乳酸等；无机化学防腐剂主要包括亚硫酸及其盐类、二氧化碳、硝酸盐及亚硝酸盐、游离氯及次氯酸盐。生物防腐剂主要包括溶菌酶等。

我国目前常用的防腐剂有：苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙等。

1. 山梨酸及其钾盐

山梨酸及其钾盐（图12-1）是国际公认的低毒、高效的防腐剂。目前世界上绝大多数国家都允许使用。它对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育有良好的抑制作用，但对嫌气性细菌几乎无效。山梨酸为酸性防腐剂，在酸性介质中对微生物有良好的抑制作用，随pH增大防腐效果减少，pH为8时丧失防腐作用，适用于pH在5.5以下的食品防腐。

图12-1 山梨酸及其钾盐结构式

我国《食品添加剂使用标准》中规定，山梨酸及其钾盐在各种食品中的最大使用量（均以山梨酸汁）：浓缩果蔬汁（浆）（仅限食品工业用）为2.0g/kg；胶基糖果品、其他杂粮制品（仅限杂粮灌肠制品）、方便米面制品（仅限米面灌肠制品）、肉灌肠类、蛋制品（改变其物理性状）为1.5 g/kg；干酪和再制干酪及其类似品、氢化植物油、人造黄油（人造奶油）及其类似制品（如黄油和人造黄油混合品）、果酱、腌渍的蔬菜、豆干再制品、新型豆制品（大豆蛋白及其膨化食品、大豆素肉等）、除胶基糖果以外的其他糖果、面包、糕点、焙烤食品馅料及表面用挂浆、风干和烘干以及压干等水产品、熟制水产品（可直接食用）、其他水产品及其制品、调味糖浆、醋、酱油、复合调味料、乳酸菌饮料为1.0g/kg；果酒0.6g/kg；配制酒（仅限青稞干酒）0.6g/L；风味冰、冰棍类、经表面处理的鲜水果、蜜饯凉果、经表面处理的新鲜蔬菜、加工食用菌和藻类、酱及酱制品、饮料类（包装饮用水除外）、果冻、胶原蛋白肠衣为0.5 g/kg；配制酒0.4g/kg；葡萄酒0.2g/kg；预制水产品（半成品）、熟肉制品为0.075g/kg。

2. 苯甲酸及其钠盐

苯甲酸（图12-2）又称安息香酸，天然存在于蔓越橘、洋李和丁香等植物中。

图12-2 苯甲酸及其钠盐的结构式

苯甲酸作为食品防腐剂被广泛地使用，它是重要的酸型食品防腐剂，抗菌有效性依赖食品的pH。在酸性环境中，苯甲酸对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用，但对产酸菌作用较弱。pH 3时抑菌作用最强，在pH 5.5以上时，对很多霉菌和酵母菌没有什么效果，抗微生物活性的最适pH范围是2.5～4.0，苯甲酸钠的防腐作用与苯甲酸相同。因此，它最适合使用于碳酸饮料、果汁、果酒、腌菜和酸泡菜等食品。在pH 4.5时对一般微生物的完全抑制的最小浓度为0.05%～0.1%。苯甲酸对酵母和细菌很有效，对霉菌活性稍差。

我国《食品添加剂使用标准》中规定，苯甲酸及其钠盐在各种食品中的最大使用量（均以苯甲酸计）：浓缩果蔬汁（浆）（仅限食品工业用）为2.0g/kg；胶基糖果为1.5 g/kg；风味冰、冰棍类、果酱（罐头除外）、腌渍的蔬菜、调味糖浆、醋、酱油、酱及酱制品、半固体复合调味料、液体复合调味料（不包括醋和酱油）、果蔬汁（浆）类饮料、蛋白饮料、茶、咖啡、植物（类）饮料、风味饮料为1.0g/kg；除胶基糖果以外的其他糖果、果酒为0.8g/kg；复合调味料为0.6 g/kg；配制酒为0.6 g/kg；蜜饯凉果为0.5 g/kg

3. 丙酸及其盐

丙酸和丙酸盐具有轻微的干酪风味，能与许多食品的风味相容。丙酸盐易溶于水。丙酸的抑菌作用较弱，但对霉菌、需氧芽孢杆菌或革兰阴性杆菌有效。丙酸是人体正常代谢的中间产物，可被代谢和利用，安全无毒。

丙酸钠对霉菌有良好的抑制效果，对细菌抑制作用较小，对酵母菌无抑制作用。丙酸钠是酸性防腐剂，起防腐作用的主要成分是未解离的丙酸，所以应在酸性范围内使用，如用于面包发酵抑制杂菌生长和乳酪制品防霉等。它极易溶于水，易潮解，水溶液呈碱性，常用于西点。

丙酸钙在酸性条件下具有抗菌性，pH小于5.5时抑制霉菌作用较强，但比山梨酸弱。在pH 5.0时具有最佳抑菌效果，它抑制霉菌的有效剂量较丙酸钠小，但它能降低化学膨松剂的作用。丙酸钙的优点在于糕点、面包和乳酪中使用可以补充食品中的钙质，且能抑制面团发酵时枯草杆菌的繁殖。

我国《食品添加剂使用标准》中规定，丙酸及其盐在各种食品中的最大使用量（均以丙酸计）：豆类制品、面包、糕点、醋、酱油为2.5 g/kg；原粮为1.8 g/kg；生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮、烧麦皮）为0.25 g/kg；其他（杨梅罐头加工工艺）为50.0g/kg。

4. 对羟基苯甲酸酯类及其钠盐(www.xing528.com)

对羟基苯甲酸酯类（图12-3）包括甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等酯，我国常用对羟基苯甲酸甲酯及其钠盐、对羟基苯甲酸乙酯及其钠盐、对羟基苯甲酸丙酯及其钠盐。美国许可使用对羟基苯甲酸的甲酯、丙酯和庚酯。

对羟基苯甲酸酯又称尼泊金酯类，对霉菌、酵母和细菌有广泛的抗菌作用。对霉菌、酵母的作用较强，但对细菌特别是对革兰阴性杆菌及乳酸菌的作用较差。其抗菌效果不像酸型防腐剂那样易受pH变化的影响，在pH为4～8的范围内有较好的抗菌效果。

图12-3 对羟基苯甲酸酯类的结构式

对羟基苯甲酸甲酯及其钠盐的抗菌作用在于抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活力，以及破坏微生物细胞膜的结构。

在实际生产中，对羟基苯甲酸甲酯及其钠盐是食品、药品和化妆品中广泛使用的抗微生物剂。在烘焙食品、橄榄、酸、果酱、鱼肉制品、软饮料、糖果和果冻以及糖浆中被广泛使用。它们对风味几乎无影响，但能有效地抑制霉菌和酵母。

我国《食品添加剂使用标准》中规定，对羟基苯甲酸酯类及其钠盐在各种食品中的最大使用量（均以对羟基苯甲酸计）：焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限糕点馅）为0.5 g/kg；果酱（罐头除外）、醋、酱油、酱及酱制品、蚝油、虾油、鱼露等、果蔬汁（浆）类饮料、风味饮料（仅限果味饮料）为0.25 g/kg；碳酸饮料、热凝固蛋制品（如蛋黄酪、松花蛋肠）为0.2 g/kg；经表面处理的鲜水果、经表面处理的新鲜蔬菜为0.012 g/kg。

5. 乳酸链球菌素

乳酸链球菌素又称乳球菌肽，其抗菌谱较窄，是一种对大多数革兰阳性菌有强大抑制或杀灭作用的细菌素，如乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌及其他厌氧性芽孢细菌。如将其与能抑制霉菌、酵母菌或需氧细菌的防腐剂复配使用可使抗菌谱拓宽。

乳链球菌素是多肽类，食用后能在肠道中降解为氨基酸，不会改变肠道内正常菌群，以及引起其他抗生素产生耐药性，更不会与其他抗生素发生交叉抗性，其安全性很高，对人体基本无毒性。

我国《食品添加剂使用标准》中规定，乳酸链球菌素在各种食品中的最大使用量：乳及乳制品（巴氏杀菌乳、灭菌乳、乳及乳制品涉及品种除外）、预制肉制品、熟肉制品、熟制水产品（可直接食用）为0.5 g/kg；其他杂粮制品（仅限杂粮灌肠制品）、方便米面制品（仅限方便湿面制品）、方便米面制品（仅限米面灌肠制品）、蛋制品（改变其物理性状）为0.25 g/kg；食用菌和藻类罐头、杂粮罐头、酱油、酱及酱制品、复合调味料、饮料类（包装饮用水除外）为0.2 g/kg；醋为0.15 g/kg。

6. 其他防腐剂

食品工业中常用乙酸、丙酸、富马酸、酒石酸及它们的盐类、酯类作为酸型防腐剂，一般限于在pH小于5.5的食品中使用。它们大部分是食用酸，一般认为是安全的。如乳酸、乙酸可用于饮料的防腐，丙酸可用于酵母发酵食品，如面包、面制品等，富马酸可用于酒类，其酯类可用于糕点、蜜饯、干肉、蔬菜的防腐。

另外，许多无机盐类也都有防腐效果。食盐在高浓度时就具有抗菌特性，是腌制食品中使用历史悠久、物美价廉的防腐剂。磷酸盐对革兰阴性菌、面包中的芽孢杆菌有抑菌效果，可用于冷藏禽肉保鲜和防止面包在货架期内发霉。磷酸盐还有助于在巴氏杀菌中杀死沙门菌。硝酸盐可以抑制鱼、肉制品中肉毒梭状芽孢杆菌及毒素的生成。亚硫酸盐在酸性条件下，对酵母、大肠杆菌、黑霉菌都有很强的抑制效果。

过氧化氢是强氧化剂，对任何微生物都有很强的抑制作用。常用于牛乳、干酪制品、鱼制品的防腐，还作为食品用水、无菌包装的消毒剂。

CO₂对霉菌和革兰阴性菌有很强的抑制作用，用于肉类及食品的气调贮藏。

最近的研究表明，维生素B₁对鱼制品有防腐效果，即带有羟基的氨基酸都有抑菌作用，而且几种氨基酸应用时具有协同作用。据报道，甘氨酸对大肠杆菌和枯草杆菌的抑制效果很好，能用于鱼制品、面点的防腐。苏氨酸、丝氨酸、色氨酸等都有不同程度的抑菌性，已引起人们的重视。

在现代食品加工中，防腐剂的使用非常广泛，而且在许多产品中是不可缺少的。选用食品防腐剂的标准是 “高效低毒”，高效是指对微生物的抑制效果特别好，而低毒是指对人体不产生毒害。防腐剂在绿色食品中的使用要求十分严格，苯甲酸、苯甲酸钠、7-己氧基喹、仲丁胺、桂醛、噻苯咪哆、过氧化氢（或过碳酸钠）、联苯醚、2-苯基苯酚钠盐、4-苯基苯酚、五碳双缩醛（戊二醛）、十二烷基二甲基溴化铵、2，4-二氯苯氧乙酸等防腐剂禁止在绿色食品中添加。