研究新品种防腐剂

针对食品防腐剂使用存在的问题及食品工业发展的需要，目前对防腐剂新品种的研究和开发主要从下列几个着眼点考虑：安全高效广谱型防腐剂的开发（如壳聚糖）；低毒特效专用型防腐剂的开发（如富马酸二甲酯）；生物类绿色抗菌防腐剂的开发（如溶菌酶）。

1.安全高效广谱型防腐剂——壳聚糖（Chitosan）

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，甲壳素（Chitin）广泛存在于虾、蟹、昆虫等节肢动物的外壳和真菌、藻类等一些低等植物细胞壁中，是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物，也是迄今发现的唯一天然碱性氨基多糖。多糖的聚合度的大小及其脱乙酰化程度的不同造成其在相对分子质量上的很大差别。壳聚糖的学名（1-4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是以2-氨基-2-脱氧葡萄糖为单体，通过β-（1-4）糖苷键连接起来的直链多糖。

（1）性状 壳聚糖呈白色或灰黄色粉末状，微溶于水，溶于酸。有很好的生物相容性和多种生物活性，能抑制鲜活食品的生理变化，对微生物，特别是对细菌有良好的抑制作用。较短链的壳聚糖，特别是7～9个单体所组成的低聚壳聚糖具有较高的生物活性。

（2）抑菌特性 壳聚糖对细菌、霉菌和酵母菌都具有抑菌特性，特别是对广泛的腐败菌和致病菌都有抑制作用。其抑菌能力的大小与壳聚糖的脱乙酰度、分子质量、环境的pH以及金属离子和表面活性剂等杂质的干扰有关。据报道，浓度为0.4%的壳聚糖便足以抑制金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌与普通变形杆菌；壳聚糖乳酸盐作用于革兰阳性菌和革兰阴性菌1h后可使菌数减少1～5个数量级；1%壳聚糖-2%醋酸混合液对乳酸杆菌、葡萄球菌、微球菌、肠球菌、梭状芽孢杆菌、肠杆菌、霉菌、酵母菌等腐败菌及鼠伤寒沙门菌、单增李斯特菌等致病菌都有良好的抑制作用。壳聚糖乳酸盐对啤酒酵母和红酵母也有抑菌效果。壳聚糖对霉菌一般要在较高的浓度下才有满意的抑制效果。还有试验报道指出，壳聚糖对灰霉病菌、软腐病菌和褐霉病菌的孢子萌发和菌丝生长也有抑制作用。

壳聚糖抑菌作用主要是通过干扰微生物细胞表面上的阴电荷和结合DNA从而抑制mRNA和蛋白质的合成这两条途径进行的。

（3）安全性 壳聚糖为可食用的天然产物，一般认为无毒无害，它能被生物降解，不会造成二次污染。因壳聚糖是碱性氨基多糖，故也能减少胃酸，抑制溃疡。大量的动物试验报道表明，壳聚糖在抑制病变细胞的同时，对正常组织却几乎没有影响，甚至起维护、促进作用。如壳聚糖水解生成的D-葡氨糖在体内对某些恶性肿瘤有抑制作用，但对正常组织无碍；能选择性凝集白血病细胞；能防止消化系统对甘油三酯、胆固醇及其他醇的吸收，并促使其排出体外；促进婴儿肠道双歧乳杆菌的生长等。

（4）应用 壳聚糖具有优良的抗菌活性和成膜特性。其应用目前主要还只停留在果蔬的涂膜保鲜。如柑橘、苹果的贮藏，延长草莓、猕猴桃的保质期，青椒、黄瓜、番茄的保鲜等。

利用壳聚糖的抑制腐败菌的特性对肉、鱼、禽、蛋及其制品的保鲜应用也已有报道。如用壳聚糖的衍生物N-羧甲基壳聚糖的稀溶液以5mg/kg的剂量注入屠宰场的生肉中，或掺入烹调的肉糜中，或喷洒在炖肉上，可使煮好的肉在冷藏一周内不发生酸败和变味；添加0.05%壳聚糖于鱼糕中可使不腐败的存放时间由4d延长至9d。然而，有许多方面的应用潜力尚有待进一步开发。(www.xing528.com)

2.生物类绿色抗菌防腐剂——溶菌酶（Bacteriolysis enzyme）

溶菌酶是一种细菌素，是由细菌产生、通常只作用于与产生菌同种或亲缘关系相近的种的其他菌株的一种蛋白类抗菌物质。溶菌酶是广泛存在于哺乳动物的体液、乳汁和禽类的蛋清中以及部分植物与微生物体内的一种较稳定的碱性蛋白。蛋清中的溶菌酶含量最丰富，达3.5%，但其活力却远不如人乳和唾液与泪液。从鸡蛋清中提取的商品名为Lysozme的溶菌酶含有129个氨基酸的多肽链，分子质量约为14500u。目前发现的溶菌酶主要有：破坏细菌细胞壁肽聚糖中β-1，4糖苷键的内N-乙酰己糖胺酶；能切断细菌细胞壁肽聚糖中N-乙酰己糖胺酶-L-丙氨酸键的酰胺酶；能使多肽内的肽键断裂的内肽酶；分解酵母细胞壁的β-1，3-葡聚糖酶、β-1，6-葡聚糖酶和甘露聚糖酶；分解霉菌细胞壁的壳聚糖酶。

（1）性状 溶菌酶为白色或微黄色的粉末或晶体。无臭，味甜，易溶于水，不溶于丙酮和乙醚。溶菌酶在酸性条件下较稳定，在pH 3和温度100℃的条件下，溶菌酶能耐受45min不失活。而在pH 7的中性条件下，在温度100℃下加热10min，80℃加热30min便会失去活性。溶菌酶在碱性条件下不稳定，易分解破坏。在一般条件下溶菌酶不会被消化酶所破坏，在干燥条件下能长期在室温下保存活性。溶菌酶的有效pH 5～9，最佳的作用条件为pH 7.5，温度37℃。

（2）抑菌特性 不同来源的溶菌酶有不同的溶菌特性，微生物来源的溶菌酶大多数可溶解金黄色葡萄球菌和其他革兰阳性菌。蛋清溶菌酶对革兰阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣形芽孢杆菌、藤黄八叠球菌等都有良好的溶菌特性。大部分溶菌酶是通过分解细菌细胞壁中肽聚糖起灭菌作用的。溶菌酶将细胞壁主要成分肽聚糖链中的β-1，4糖苷键水解，形成的细胞壁新多糖使细菌细胞壁因渗透压不平衡而引起破裂，从而抑制细菌生长。

（3）安全性 溶菌酶是一种无毒球蛋白。多数商品溶菌酶是从鸡蛋清中提取的蛋清溶菌酶，是天然安全的食品防腐剂。溶菌酶对微生物的细胞壁的溶解作用具有专一性，对无细胞壁的人体细胞则没有作用，因此不会对人体产生不良的影响。

（4）应用 溶菌酶能选择性地分解微生物的细胞壁，抑制微生物的繁殖，可应用于鲜乳、低度酒、香肠、糕点、奶油、干酪等食品的防腐。如在干酪生产过程中添加少量的溶菌酶可防止因微生物污染引起的酪酸发酵，保证干酪的质量；在清酒中加入15mg/kg的溶菌酶可抑制乳酸菌的生长引起的变质和变味；在水产品上喷洒溶菌酶溶液可起到防腐保鲜作用；在生面条等食品中添加溶菌酶也能取得良好的保鲜效果。

在应用溶菌酶作为防腐剂时，应考虑到溶菌酶的专一性、稳定性及其使用有效期。