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防腐剂的定义和分类（二）

花匠小妙招
2025-11-23 22:03

(1)植物源天然防腐剂种类及应用国内外对植物源食品天然防腐剂的研究异常活跃，究其原因是自然界的天然植物中存在许多具有抗菌作用的生理活性物质。近年来，我国众多学者进行了植物源天然食品防腐剂的研究。他们研究了大蒜、生姜、丁香等50多种香辛科植物及大黄、甘草、银杏叶等200多种草药及其他植物如竹叶等提取物的抗菌试验，发现有150多种具有广谱的抑菌活性，各提取物之间也存在抗菌性的协同增效作用，并作为天然防腐剂应用在某些食品中。目前研究较多的有以下几种：

①茶多酚：大量实验表明，茶、多酚对人体有很好的生理效应。它能清除人体内多余的自由基，改进血管的渗透性能，增强血管壁弹性，降低血压，防止血糖升高，促进维生素的吸收与同化。还有抗癌防龋、抗机体脂质氧化和抗辐射等作用。此外，茶多酚还具有很好的防腐保鲜作用，对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、番茄溃疮、龋齿链球菌，以及毛霉菌、青霉菌、赤霉菌、炭疽病菌、啤酒酵母菌等均有抑制作用。

②香精油：香精油蕴藏在热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实的提取物中，一直是人们比较感兴趣的天然防腐剂之一。丁香油中含有丁香酚、鞣质等。研究发现，丁香油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、酵母、黑曲霉等食品有广谱抑菌作用，且在100℃以内对热稳定，其突出特点是抑制真菌作用强。

③大蒜素：大蒜所含有的大蒜辣素对痢疾杆菌等一些致病性肠道细菌和常见食品腐败真菌都有较强的抑制和杀灭作用，这使得它成为一种天然的防腐剂。大蒜蒜瓣的抗菌性能十分微弱，蒜苗与蒜的茎叶具有相当的抗菌作用。其抗菌性能在高温下下降很多，因此应用大蒜提取物防腐保鲜最好在较低温度(85℃)下进行。大蒜的最适作用pH为4左右，因而适宜用于酸性食品的防腐保鲜中。

(2)源于微生物的天然防腐剂目前，我国批准使用的微生物防腐剂只有乳酸乳球菌素与纳他霉素。由于纳他霉素能够专性地抑制酵母菌和霉菌，被广泛应用于食品防腐和真菌引起的疾病的治疗。在美国，纳他霉素已被批准用于奶酪的保存，并且未限制其使用方式，可以用浸润、喷雾以及和安全合适的消结块剂混合使用，但最终成品中纳他霉素的浓度必须低于20mg/kg。在焙烤食品中，用纳他霉素对生面团进行表面处理，防止酵母和霉菌在食品表面生长。此外，在干酪、香肠、饮料、果酱等生产中，添加一定量的纳他霉素，既可防止发霉，又不会干扰其他营养组分。

①乳球菌肽(nisin)：又称乳酸链球菌肽或尼生素，是由属于N血清型的某些乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的小肽。它的成熟分子仅由34个氨基酸残基组成，相对分子质量为3510。天然的nisin主要以nisin A和nisin Z形式存在，同浓度下，nisin Z的溶解度和抗菌力一般强于nisin A。乳球菌肽对微生物的作用机理是由于乳球菌肽对细胞膜的吸附，然后在细胞膜上形成孔洞。nisin是一个带正电荷的阳离子分子，在缺乏阴离子膜磷脂的情况下，nisin起阴离子选择载体作用，当存在阴离子膜磷脂时，nisin吸附在膜上，利用离子间相互作用，及其分子的C末端、N末端对膜结构产生作用形成穿尾“孔道”，从而引起胞内物质泄漏，胞外水分子进入等，引起细胞自溶。nisin不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌，专抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌芽孢。nisin能抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的芽孢。例如，能有效抑制肉毒梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等所引起的食品腐败。这一特性使它被广泛地应用在经热处理的包装食品中作为防腐剂。nisin还可和某些络合剂(如EDTA或柠檬酸)等一起作用，可使部分G-菌对之敏感。

nisin作为一种新型的天然防腐剂在国际上已得到认可，并广泛应用于乳制品(鲜牛奶、奶粉、酸奶、干酪)、罐头瞻品、肉制品、饮料等领域。另外，利用nisin可抑制革兰氏阳性菌，不抑制酵母菌这一特性，可将它应用于啤酒、果酒、蒸馏酒等乙醇饮料的生产中，以防止乳酸菌的腐败，从而使由苹果酸转化为乳酸的发酵过程得到控制。据GB2760-2011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，一般参考用量为0.1～0.2g/kg。

②纳他霉素(natamycin)：是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，也称游链霉素(pimaricin)。它是由5个多聚乙酰合成酶基因编码的多酶体系合成。纳他霉素为近白色至奶油黄色结晶粉末，几乎无臭无味，溶点280℃(分解)，相对分子质量665.75，它是一类两性物质，分子中有一个碱性基团和一个酸性基团，等电点为6.5。纳他霉素的生产菌主要有Streptomyceschat tanovgensis , Streptomycesnatulonso, Strepto-mycesgil vosporeus 3种链霉菌。

其抑菌机制在于纳他霉素分子的疏水部分即大环内酯的双键部分以范德瓦尔斯力和真菌细胞质膜上的甾醇分子结合，形成抗生素-甾醇复合物，破坏细胞质膜的渗透性；分子的亲水部分即大环内酯的多醇部分则在膜上形成水孔，损伤膜的通透性，从而引起菌内氮基酸、电解质等重要物质渗出而死亡。麦角甾醇是所有酵母和霉菌细胞膜的重要成分，在细菌、病毒中不存在。所以纳他霉素能有效抑制和杀死霉菌、酵母、丝状真菌，但对细菌、病毒以及其他微生物没有活性。

通常来讲，某一种防腐剂只是对某一特定菌落才有杀灭或是抑制效果的，所以，出于下列考虑，有必要进行化妆品配方中的防腐剂复配研究。①拓宽抗菌谱：某种防腐剂对一些微生物效果好而对另一些微生物效果差，而另一种防腐剂刚好相反。两者合用，就能达到广谱抗菌的防治目的。②提高药效：两种杀菌作用机制不同的防腐剂共用，其效果往往不是简单的叠加作用，而是相乘作用，通常在降低使用量的情况下，仍保持足够的杀菌效力。③抗二次污染：有些防腐剂对霉腐微生物的杀灭效果较好，但残效期有限，而另一类防腐剂的杀灭效果不大，但抑制作用显著，两者混用，既能保证贮存和货架质量，又可防止使用过程中的重复污染。④提高安全性：单一使用防腐剂，有时要达到防腐效果，用量需超过规定的允许量，若多种防腐剂在允许量下的混配，既能达到防治目的，又可保证产品的安全性。⑤预防抗药性的产生：如果某种微生物对一种防腐剂容易产生抗药性的话，它对两种以上的防腐剂都同时产生抗药性的机会自然就困难得多。

(3)防腐剂的化学相容性在防腐剂的使用中，需要十分注意体系各原料与其的相容性。相容性是指防腐剂可以与内容物的组分、包装材料、特定物质等发生作用，引起效果降低甚至失效或相反，增效的过程，如果是失效的相容性，则需引起重视。下面列出的方面仅供参考，需要在实际配方研发和生产过程中，不断加以积累、总结和补充，方能尽可能全面的掌握防腐剂的化学相容性问题。①化妆品中的某些组成材料如糖类、滑石粉、金属氧化物等会吸附防腐剂，降低其效力。②产品中含有淀粉类物质，可影响尼泊金酯类的抑菌效果。③高浓度的蛋白质(氨基酸)一方面可能通过对微生物形成保护层，降低防腐剂的抑菌活性，另一方面又能促进微生物的增长。④金属离子如Mg2+、Ca2+、Zn2+、对防腐剂的活性有很大的影响，一般情况下，过量的金属离子在香料、润滑剂、天然或敏感的化合物中易形成难溶物或发生催化氧化反应。⑤防腐剂可和化妆品的某些组分形成氢键(如山梨酸与某些组分)或螯合物(如增稠剂中的铁离子)，通过“束缚”或“消耗”的方式，降低防腐体系的效能。⑥少量表面活性剂能增加防腐剂对细胞膜的通透性，有增效作用，但是量大时会形成胶束，吸引水相中的防腐剂，降低了防腐剂在水相中的含量，影响了其杀菌效能。⑦某些防腐剂和表面活性剂如硫酸盐(酯)、碳酸盐(酯)、含氮表面活性剂作用、和色素荧光染料作用、和包装材料(塑料、金属、橡胶)作用，在影响防腐剂效力的同时，也损害产品的品质。⑧非离子以及高乙氧基的物质都会影响尼泊金酯类的活性⑨亚硫酸盐则会影响异噻唑啉酮和甲基二溴戊二腈的活性，有些人可能说配方里面不含有亚硫酸盐，应该没事。但是比如亚硫酸钠是一种常见的原料脱色剂，不妨跟原料供应商确认一下，原料当中是否含有亚硫酸盐。⑩某些塑料可以吸附防腐剂的活性(比如尼泊金酯类)。因此对产品在其最终包装中进行测试来确保其充分的防腐是非常重要的。⑩防腐剂对去离子水的表面张力，产品的发泡性，组分的溶解性，色素的显色性，香料的香味，活性因子的生物活性等多方面的影响或潜在影响都应该在考虑之列。

由毒性较高向毒性更低、更安全方向发展，如苯甲酸钠毒性较高的防腐剂使用范围已逐步缩小。由化学合成食品防腐剂向天然食品防腐剂方向发展。目前研究开发热点都倾向于纯天然的，如竹叶提取物、溶菌酶、鱼精蛋白、蜂胶等作为天然防腐剂的出现，并逐步应用成熟。由单项防腐向广谱防腐方向发展。常使用复合防腐剂以增强防腐效果，如对革兰氏阳性菌和阴性菌都有抑制作用的E-聚赖氨酸，可与主要对革兰氏阳性菌有作用的nisin以及对真菌有抑制作用的nata-mycin复配，使抑菌效果更好，应用范围更广。由苛刻的使用环境向方便使用方向发展，如曲酸的出现，其抑菌效果不受pH值影响，使用范围更广。高价格的天然食品防腐剂向低价格方向发展，如微生物、动物和植物复合源的R-多糖(克霉王)的出现，其市场价格不到现有天然食品防腐剂的1/20，每吨食品的使用成本与现有的化学食品防腐剂基本相当。我国具有丰富的草药资源和悠久的中医药历史，使得从某些药食同源类草药中分离、提取天然防腐剂是一个极具前景的研究方向。