防腐劑抑菌原理及簡介

1、1。防腐劑是一類重要的食品等的添加劑，對常用的有機酸、有機小分子、肽類防腐劑作用機理的研究進展進行了介紹，并闡述了微生物適應性產生的原因。2。食品的營養(yǎng)豐富，極易受微生物污染而腐敗變質。為了保證食品的食用安全性，人們采用了許多方法來保藏食品，如鹽漬、罐藏、冷藏等。但在一定條件下，配合使用防腐劑作為保藏的輔助手段對防止食品的腐敗有顯著的效果，因此防腐劑依為重要的食品添加劑之一，在食品工業(yè)中廣泛使用3。按照防腐劑抗微生物的主要作用性質，可將

2、其大致分為具有殺菌作用的殺菌劑和僅具抑菌作用的抑菌劑。殺菌或抑菌，并無絕對界限，常常不易區(qū)分。同一物質，濃度高時可殺菌，而濃度低時只能抑菌，作用時間長可殺菌，作用時間短則只能抑菌。另外，由于各種微生物性質的不同，同一物質對一種微生物具有殺菌作用，而對另一種微生物可能僅有抑菌作用。一般認為，食品防腐劑對微生物的抑制作用是通過影響細胞亞結構而實現(xiàn)的，這些亞結構包括細胞壁、細胞膜、與代謝有關的酶、蛋白質合成系統(tǒng)及遺傳物質。由于每個亞結構對菌體

3、而言都是必須的，因此食品防腐劑只要作用于其中的一個亞結構便能達到殺菌或抑菌的目的4。常用的有醋酸、乳酸、苯甲酸和山梨酸等，對細菌、真菌均有抑制作用5。在溶液中，弱酸隨pH不同在解離和未解離狀態(tài)間存在動態(tài)平衡。在低pH值情況下該類防腐劑有最大抑菌活性，因為此時分子多數(shù)處于未電離狀態(tài)，未電離的有機弱酸分子是親脂性的，因此可自由透過原生質膜。進入細胞內后，在高pH環(huán)境下，分子解離成帶電質子和陰離子，不易透過膜而在細胞內蓄積。防腐劑分子不斷擴散

4、入細胞直到達到平衡，引起細胞內H＋的失控，改變細胞內pH狀態(tài)及蓄積毒性陰離子，抑制細胞的基礎代謝反應，最終達到抑菌目的。細菌對弱酸的適應性通常是其本身固有的而非誘導產生的。G＋菌細胞壁只有肽聚糖層，巨大芽孢桿菌營養(yǎng)細胞的細胞壁可通過30000D的分子，因此，防腐劑極易進入這些細胞內部，即細胞固有的適應性也較弱。G－菌的適應性則較復雜，因為它們具有內外壁，外壁層(脂多糖層)在控制細胞對防腐劑或其他小分子物質的親和性方面起著很關鍵的作用。在

5、很多情況下，細菌也可經誘導產生適應性，如E.coliO157:H7經pH2.0強酸條件從而增加了其對化學防腐劑的敏感性。對G＋菌的抑制作用則主要是由于和金屬離子結合。當溶液pH下降時EDTA螯合重金屬離子的能力下降，抑菌活性也隨之下降。檸檬酸鹽由于其Ca螯合活性可抑制分解蛋白質的C.botulinum的生長。對于真菌，EDTA通過螯合Zn可抑制酵母的生長，推測是阻礙了正常細胞壁的合成。4其他小分子有機物許多小分子有機物有很好的防腐作用，

6、如肉桂酸、對羥基苯甲酸酯等。實際上，有許多抗菌成分是在植物中天然存在的，牛至、丁香、荔枝等中都可提取到有抗菌作用的物質，包括香草酚、阿魏酸、對烯丙基茴香醚、愈創(chuàng)木酚等。這些成分一般為疏水物質，能使細胞膜功能紊亂甚至使細胞膜破裂，最終導致微生物死亡。對苯甲酸、肉桂酸和苯甲醛等定量結構活性相關的研究中發(fā)現(xiàn)，由反相HPLC測的親脂性參數(shù)與它們抗單核細胞增生李斯特菌性能有顯著關系。Heler等測試香芹酚、麝香草酚、貢蒿萜酮和肉桂醛等對E.col

7、iO157:H7的效果，他們指出麝香草酚和貢蒿萜酮降低E.Coli胞內ATP含量，而同時胞外ATP增加，這可能暗示細胞膜成分已被破壞。由于許多化合物帶濃烈的風味，使其在食品中的應用受到限制，例如洋蔥和大蒜中的異硫氰酸酯有較強抗菌作用，其衍生物烯丙基異硫氰酸酯和甲基異硫氰酸酯早已作為殺蟲劑在農業(yè)上使用了，在食品中則由于其風味問題而妨礙了其應用。對異硫氰酸酯，推測其抗菌活性與通過氧化裂解二硫鍵鈍化細胞外酶有關，而且反應性硫氰酸鹽自由基可增加

8、抗菌活性。關于微生物對這些抗菌成分產生適應性的機制還不很明確，可能是在微生物中存在抗藥性泵可以排除進入微生物的防腐物質而保護微生物免受抑制。在G－菌中已知多藥抗性蛋白指令系統(tǒng)包括中性化合物泵(EmrAB)及雙親性陰陽離子泵(AcrAB)，在G＋金黃色葡萄球菌中NA多適應性泵負責排出合成的兩性分子的陽離子化合物如溴乙啡啶及植物來源的抗生素如黃連素和非洲防己堿。5肽類防腐劑大多數(shù)天然抗菌肽的抑菌作用是由于干擾細胞膜功能，如ceropin和n