① 天然食品防腐劑 ——乳酸鏈球菌肽  Nisin （ Ninhibifory Sabstance）
乳酸鏈球菌肽（Nisin），又稱乳酸鏈球菌素,是從乳酸鏈球菌（S. lactis）發(fā)酵產(chǎn)物中提取的一類多肽化合物，食入胃腸道易被蛋白酶所分解，因而是一種安全的天然食品防腐劑。FAO（世界糧農(nóng)組織）和WHO（世界衛(wèi)生組織）已于1969年給予認(rèn)可，是目前唯一允許作為防腐劑在食品中使用的細(xì)菌素。
Nisin是一種僅有34個(gè)氨基酸殘基的短肽，分子量約為3500Da，正常情況下，以二聚體狀態(tài)存在，在分子組成中Nisin含有羊硫氨酸（lanthlonine）β-甲基羊硫氨酸（β-methy llanthionine）、脫氫丙氨酸（dehy droalanine）、β-甲基脫氫丙氨酸（β-metly ldehydroa lanine）四種不常見的氨基酸殘基。

Nisin的抑菌機(jī)制是作用于細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞膜，可以抑制細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的生物合成，使細(xì)胞膜和磷脂化合物的合成受阻，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的外泄，甚至引起細(xì)胞裂解。也有的學(xué)者認(rèn)為Nisin 是一個(gè)疏水帶正電荷的小肽，能與細(xì)胞膜結(jié)合形成管道結(jié)構(gòu)，使小分子和離子通過管道流失，造成細(xì)胞膜滲漏。

Nisin的作用范圍相對(duì)較窄，僅對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽性菌（G+）具有抑制作用，如金黃色葡萄球菌，鏈球菌、乳酸桿菌、微球菌、單核細(xì)胞增生利斯特菌、丁酸梭菌等，且對(duì)芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌孢子的萌發(fā)抑制作用比對(duì)營養(yǎng)細(xì)胞的作用更大。但Nisin對(duì)真菌和革蘭氏陰性菌（G-）沒有作用，因而只適用于G+ 引起的食品腐敗的防腐。最近報(bào)道，Nisin 與螯合劑EDTA二鈉連接可以抑制一些 G-，如抑制沙門氏菌（Salmonella ）、志賀氏菌（Shigella）和大腸桿菌（E. cloi）等細(xì)菌生長。

Nisin在中性或堿性條件下溶解度較小，因此添加Nisin防腐食品必須是酸性，在加工和貯存中室溫、酸性下是穩(wěn)定的。

目前Nisin已成功地應(yīng)用于高酸性食品（pH<4.,5）的防腐；對(duì)于非酸性罐頭食品，添加Nisin可減輕罐頭熱處理的溫度和時(shí)間，更好地保持產(chǎn)品的營養(yǎng)和風(fēng)味；用于魚、肉類，在不影響肉的色澤和防腐效果情況下，可明顯降低硝酸鹽的使用量，達(dá)到有效防止肉毒梭狀芽孢桿菌毒素形成目的。

在酒精飲料中，Nisin對(duì)G-酵母和霉菌幾乎沒有作用，因此在生產(chǎn)啤酒、果酒和烈性乙醇飲料時(shí)，加入100 u/ml的Nisin對(duì)乳桿菌、片球菌等酸敗革蘭氏陽性菌細(xì)菌均有抑制作用。

2000年10月，國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目——乳鏈球菌肽（Nisin）的工業(yè)化生產(chǎn)通過專家鑒定，其產(chǎn)品也終于從實(shí)驗(yàn)室走向國內(nèi)外市場(chǎng)。
另外，也發(fā)現(xiàn)其它乳酸菌可產(chǎn)生多種乳酸菌細(xì)菌素，具有抑菌特性，但目前仍處于探索階段。表9-9列出了Nisin在一些國家的應(yīng)用情況。

   ② 苯甲酸、苯甲酸鈉和對(duì)羥基苯甲酸酯

苯甲酸（C6H5COOH）和苯甲酸鈉（C6H5COONA）又稱安息香酸（benzoic acid）和安息香酸鈉（sodium benzoate），系白色結(jié)晶，苯甲酸微溶于水，易溶于酒精；苯甲酸鈉易溶于水。苯甲酸對(duì)人體較安全，是我國允許使用的兩種國家標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)防腐劑之一。

苯甲酸抑菌機(jī)理是，它的分子能抑制微生物細(xì)胞呼吸酶系統(tǒng)活性，特別是對(duì)乙酰輔酶縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的抑制作用。在高酸性食品中殺菌效力為微堿性食品的100倍，苯甲酸以未被解離的分子態(tài)才有防腐效果，苯甲酸對(duì)酵母菌影響大于霉菌，而對(duì)細(xì)菌效力較弱。

表 9-9   Nisin在一些國家應(yīng)用情況

國  家    允許加入Nisin的食品    國  家    允許加入Nisin的食品
澳大利亞比 利 時(shí)玻利維亞哥斯達(dá)黎加塞浦路斯丹    麥芬    蘭法    國    乳酪、水果罐頭、番茄湯罐頭乳酪在食品中使用不限制乳酪制品乳酪、食品罐頭、冰淇淋精制乳酪精制乳酪精制乳酪    西班牙葡萄牙印  度意大利科威特新加坡瑞  典英  國    乳酪、奶米酒、奶油、快餐精制乳酪硬乳酪、精制乳酪、乳酪、蔬菜罐頭、冰淇淋精制乳酪食品罐頭乳酪、濃縮牛奶乳酪、食品罐頭、冰淇淋 
     
允許用量為醬油、醋、果汁類、果醬類、罐頭，最大用量1.0 g/kg；葡萄酒、果子酒、瓊脂軟糖，最大用量0.8 g/kg；果子汽酒，0.4 g/kg；低鹽醬菜、面醬灶、蜜餞類、山楂類、果味露最大用量0.5g/kg（以上均以苯甲酸計(jì)，1g鈉鹽相當(dāng)于0.847g苯甲酸）。

對(duì)羥基苯甲酸酯（p-hydroxy-benzoate ester）是白色結(jié)晶狀粉末，無臭味，易溶于酒精，對(duì)羥基苯甲酸酯抑菌機(jī)理與苯甲酸相同，但防腐效果則大為提高。抗菌防腐效力受pH值（pH4—6.5）的影響不大，偏酸性時(shí)更強(qiáng)些。對(duì)羥基苯甲酸酯類對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母都有廣泛抑菌作用，但對(duì)G-桿菌和乳酸菌的作用較弱。在食品工業(yè)應(yīng)用較廣，最大使用量為1g/kg。對(duì)羥基苯甲酸乙酯用于醬油為0.25g/kg；醋為0.1g/kg；丙酯用于清涼飲料為0.1g/kg；水果、蔬菜表皮為0.012g/kg；果子汁、果醬，0.20g/kg。

    ③ 山梨酸（sorbic acid）和山梨酸鉀（potassium sorbate）

山梨酸和山梨酸鉀為無色、無味、無臭的化學(xué)物質(zhì)。山梨酸難溶于水（600：1），易溶于酒精（7：1），山梨酸鉀易溶于水。它們對(duì)人有極微弱的毒性，是近年來各國普遍使用的安全防腐劑，也是我國允許使用的兩種國家標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)防腐劑之一。

山梨酸分子能與微生物細(xì)胞酶系統(tǒng)中的巰基（—SH）結(jié)合，從而達(dá)到抑制微生物生長和防腐目的。山梨酸和山梨酸鉀對(duì)細(xì)菌、酵母和霉菌均有抑制作用，但對(duì)厭氣性微生物和嗜酸乳桿菌幾乎無效。其防腐作用較苯甲酸廣，pH 5-6以下使用適宜。效果隨pH值增高而減弱，在pH 3時(shí)抑菌效果最好。在腌制黃瓜時(shí)可用于控制乳酸發(fā)酵。

允許用量為醬油、醋、果醬類、人造奶油、瓊脂奶糖、魚干制品、豆乳飲料、豆制素食、糕點(diǎn)餡等的最大用量1.0g/kg(以酸計(jì)，1g山梨酸相當(dāng)于其鉀鹽1.33g)；低鹽醬菜、面醬類、蜜餞類、山楂類、果葉露等最大用量0.5g/kg；果汁類、果子露、果酒最大用量0.6g/kg；汽水、汽酒最大用量0.2g/kg；濃縮果汁應(yīng)低于2g/kg。 
    ④ 雙乙酸鈉（sodium diacetate，縮寫為SDA）

雙乙酸鈉為白色結(jié)晶，略有醋酸氣味，極易溶于水（1g/ml）；10%水溶液pH值為4.5～5.0。雙乙酸鈉成本低，性質(zhì)穩(wěn)定，防霉防腐作用顯著。可用于糧食、食品、飼料等防霉防腐（一般用量為1g/kg），還可作為酸味劑和品質(zhì)改良劑。該產(chǎn)品添加于飼料中可提高蛋白質(zhì)的效價(jià)，增加適口性，提高飼養(yǎng)動(dòng)物的產(chǎn)肉、產(chǎn)蛋和產(chǎn)乳率，還可防止腸炎，提高免疫力，是新近開發(fā)的添加劑，美國食品和藥物管理局（FDA）認(rèn)定為一般公認(rèn)安全物質(zhì)。并于1993年撤除了SDA在食品、醫(yī)藥及化妝品中的允許限量。 

    ⑤ 鄰苯基苯酚（o-phenyl phenol，OPP）和鄰苯酚鈉(o-phenyl phenol sodium ， SOPP）
    
主要用作防止霉菌生長，對(duì)柑桔類果皮的防霉效果甚好。允許使用量為100mg/kg以下（以鄰苯酚計(jì)）。

    ⑥ 聯(lián)苯（diphenyl） 

對(duì)檸檬、葡萄、柑桔類果皮上的霉菌，尤其對(duì)指狀青霉和意大利青霉的防治效果較好。一般不直接使用于果皮，而是將該藥浸透于紙中,再將浸有此藥液的紙放置于貯藏和運(yùn)輸?shù)陌�裝容器中，讓其慢慢揮發(fā)(25℃下蒸氣壓為1.3Pa)，待果皮吸附后，即可產(chǎn)生防腐效果。每千克果實(shí)所允許的藥劑殘留量應(yīng)在0.07g以下。
    ⑦ 噻苯咪唑（thiabendazole，縮寫為TBZ）
TBZ是美國新發(fā)明的防霉劑，適用于柑桔和香蕉等水果。使用后允許殘留量，柑桔類為10mg/kg以下；香蕉每3 mg/kg以下；香蕉果肉為0.4 mg/kg以下。

總而言之，用于食品的一切化學(xué)物質(zhì)必須無毒，要經(jīng)長期的動(dòng)物試驗(yàn)，對(duì)其毒性狀況作科學(xué)的評(píng)價(jià)。表9-10是聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）的食品添加劑專門委員會(huì)頒布的有機(jī)保藏劑的安全性及使用標(biāo)準(zhǔn)。
表9-10  保藏劑的每日允許攝取量（ADI，mg/kg體重）（FAO/WHO）
保 藏 劑    ADI （mg/kg體重）    保 藏 劑    ADI （mg/kg體重）
苯甲酸、苯甲酸鈉    0～5 *    丙酸鈉、丙酸鈣    無毒，不限制
山利酸、山梨酸鈉    0～25 *    鄰苯酚    0～0.2
對(duì)羥基苯甲酸酯類    0～10 *    噻苯咪唑    0～0.05
     * 為合計(jì)量。

    ⑧ 溶菌酶

溶菌酶為白色結(jié)晶，含有129個(gè)氨基酸，等電點(diǎn)10.5～11.5。溶于食品級(jí)鹽水，在酸性溶液中較穩(wěn)定，55℃活性無變化。

溶菌酶能溶解多種細(xì)菌的細(xì)胞壁而達(dá)到抑菌、殺菌目的，但對(duì)酵母和霉菌幾乎無效。溶菌作用的最適pH值為6～7；溫度為50℃。食品中的羧基和硫酸能影響溶菌酶的活性，因此將其與其它抗菌物如乙醇、植酸、聚磷酸鹽等配合使用，效果更好。目前溶菌酶已用于面食類、水產(chǎn)熟食品、冰淇淋、色拉和魚子醬等食品的防腐保鮮。

    ⑨ 海藻糖

海藻糖是一種無毒低熱值的二糖。它之所以具有良好的防腐作用是鑒于它的抗干燥特性決定的。它可在干燥生物分子的失水部位形成氫鍵連接，構(gòu)成一層保護(hù)膜，并能形成一層類似水晶的玻璃體。因此，它對(duì)于冷凍、干燥的食品，不僅能起到良好的防腐作用，而且還可防止品質(zhì)發(fā)生變化。
         
    ⑩ 甘露聚糖

甘露聚糖是一種無色、無毒無臭的多糖。以0.05%～1%的甘露聚糖水溶液噴、浸、涂布于生鮮食品表面或摻入某些加工食品中，能顯著地延長食品保鮮期。如草莓用0.05%的甘露聚糖水溶液浸漬10s，經(jīng)風(fēng)干，貯存1周，僅表皮稍失光澤，3周也未見長霉；而對(duì)照組2日后失去光澤，3日開始發(fā)霉。