食品防腐剂的研究进展及监管机制

食品添加剂是指在食品行业生产中为改善食品的颜色、香气、味道，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的一类化合物质或者天然物质。食品添加剂根据用途分类，包括食用色素、营养强化剂、防腐剂、调味剂、增稠剂等。在食品工业的发展中，食品添加剂起到了十分重要的作用，它可以防止食品变质、改善口味、提升营养价值等。目前，最新版的《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB2760-2024）已经正式颁布并将于2025年2月8日正式实施。

食品防腐剂是为了延长食品的保质期、防止食品变质而添加的一类物质。它们可以抑制或杀死食品中的微生物，从而减缓食品腐败的过程，也是现代工业化食品生产过程中必不可缺的添加成分。食品防腐剂是指人工合成或者从天然物质中提取的化学物质，它们被添加到食品中用于抑制食品变质、延长食品保质期、保持食品原有品质和营养价值，在食品工业中扮演着重要角色。

那么，防腐剂通常可以分为哪几类呢？

食品防腐剂主要分为两大类，分别是化学合成防腐剂和天然防腐剂。

（一）化学合成防腐剂

化学合成防腐剂是一类人工化学合成的防腐剂，其具有化学稳定、易于使用、价格便宜、种类多样等特点，因此成为我国应用最广泛的一类防腐剂。其中，苯甲酸及其盐类和酯类、山梨酸及其盐类的应用最为广泛。

1、苯甲酸及其盐类和酯类

苯甲酸及其盐类防腐剂是食品工业中常用的一种化学防腐剂，它们主要对霉菌、酵母和细菌有较好的抑制作用，以延长食品的保质期。其防腐机理是苯甲酸类防腐剂通过渗透作用而使微生物的细胞内物质外泄，破坏微生物细胞的正常功能，从而抑制微生物的生长繁殖；苯甲酸还可以与微生物细胞内的蛋白质发生作用，导致蛋白质变性，从而影响微生物的酶系统和代谢过程，进而对食品起到防腐、保鲜的作用。在酸性环境（pH值为2.5～4.0）下，苯甲酸抑制细菌的效果最强，但当pH值＞5.0时，其抑制细菌生长的效果则不理想。

通常情况下，在食品中加入符合标准的苯甲酸时，对人体健康无损害且无毒副作用。但是，如果人们摄入含有大量苯甲酸或苯甲酸钠的食物，则会导致肝 脏损伤、神经结构或功能损坏和细胞代谢紊乱等。由于其对微生物的广谱抑制作用，苯甲酸在多种食品中有应用。例如，在调味品中添加苯甲酸可以确保调味品的品质；在饮料中添加苯甲酸，可以抑制细菌生长，保持产品的清澈度；在蔬菜和水果的保存过程中添加苯甲酸，可以延长其货架期；在熟肉类、鱼类、虾类等产品中添加苯甲酸，可以防止产品二次污染；在方便食品，如方便面、速冻食品等中添加苯甲酸，有助于保持其新鲜度和口感。

此外，对羟基苯甲酸酯类的防腐剂，在日常生产生活中也被常称为尼泊金酯类防腐剂。研究表明，尼泊金酯类防腐剂的抗菌效果比苯甲酸类和山梨酸类防腐剂要强，而毒 性又相对较低，使用的pH范围也较广，具有良好的杀菌能力以及化学稳定性。同时，对羟基苯甲酸酯类对多种常见的细菌有抑制作用，例如大肠杆菌、铜绿假单胞菌、黑曲霉等，其中对金黄色葡萄球菌的抑制效果较佳。值得注意的是，由于尼泊金酯类防腐剂的抗菌作用比苯甲酸及其钠盐和山梨酸防腐剂都强，食用安全性比苯甲酸、山梨酸类防腐剂高，因此其主要应用在饮料、调味品、粮油等行业中。

2、山梨酸及其盐类

山梨酸及其盐类是酸性防腐剂，其可以通过抑制微生物内的酶活力来抑制微生物的生长繁殖，从而达到防腐保鲜的目的。山梨酸及其盐类易溶于无水乙醇、丙酮等多种有机试剂，但不易溶于水。其化学成分和结构不易发生变化，化学性质稳定，不易分解。同时，山梨酸及其盐类也是一类毒 性作用和危害十分小，对人体十分安全的防腐剂，其毒 性仅为苯甲酸的1/4，防腐效果是苯甲酸的5～10倍。因此，山梨酸及其盐类防腐剂也被评为是一类安全且有效的食品防腐剂之一，被广泛应用于肉制品、酱菜、水果蔬菜、饮料和糖果等食品行业中。

（二）天然防腐剂

天然防腐剂是由生物体分泌或生物体内存在的具有抑菌作用的物质，经人工提取或加工而成，来源于自然界的植物、动物和微生物，不仅能有效阻碍微生物的生长繁殖，同时也可以延长食品保质期。与化学防腐剂相比，天然防腐剂具有以下特点：

- 天然防腐剂大多数来源于植物、动物和微生物，其成分对人体相对安全，不易产生过敏反应，降低了安全风险。

- 天然防腐剂可生物降解，对环境友好，减少了化学物质在环境中的积累，降低了环境污染。

- 天然防腐剂具有较广泛的抗菌谱，可有效抑制多种细菌、真菌和微生物的生长，延长产品的保质期。

- 天然防腐剂的化学性质稳定，防腐作用时间长，使用成本较低。根据天然防腐剂的来源不同，可以分为三大类，分别是植物源天然防腐剂、动物源天然防腐剂和微生物源天然防腐剂。

1、植物源天然防腐剂

植物源天然防腐剂一般是指从植物的根、茎、叶、花、果实和树皮等部位获得的具有生物活性的植物素。其杀灭微生物的机制一般为破坏微生物的细胞壁，影响微生物内蛋白质的形成，破坏微生物细胞膜的完整性，或者抑制一些酶的活性。

植物源防腐剂主要来源于中草药、香辛料、水果蔬菜等。研究表明，大量的中草药有良好的抑菌作用。例如，从大黄、黄芩、黄连等多种中草药中提取出有效的抑菌成分。香辛料为食品常见调味品。例如，在大蒜、生姜、茴香、丁香等多种香型料植物中，含有的挥发油成分具有天然的抑菌作用。在水果和蔬菜中含有丰富的果胶，其酶产物可应用于多种食品中，具有保鲜效果。例如，在柠檬、橙、葡萄中含有丰富的果胶，通过酶解作用降解为低聚物时，具有显著的抗菌效果。

研究表明，植物源天然防腐剂对食源性致病菌的抑菌效果良好。此外，研究发现将天然复合防腐剂茶多酚、葡萄籽提取物、番茄红素和维生素Ｅ组成的复配液用于香肠的防腐，结果显示，复合配方液能有效抑菌防腐，提高香肠的品质。

2、动物源天然防腐剂

动物源天然防腐剂的来源较为广泛。许多动物能产生一种抗菌肽的天然抗菌物质，它是动物机体重要的免疫应答分子。这种天然防腐剂有着良好的发展趋势和庞大的市场容量。在食品工业中，应用最为广泛的动物源天然防腐剂是鱼精蛋白、壳聚糖等。

鱼精蛋白是一种碱性蛋白质，主要来源于鱼类（如鲑鱼），具有抑菌功效。其抗菌机制主要为鱼精蛋白通过破坏微生物的细胞膜而杀灭微生物。鱼精蛋白多用于粮食、方便食品、牛奶等食品保存，但其对新鲜海鲜类及肉制品的抑菌作用不佳，对加热处理后的食品保存效果较好。壳聚糖是从虾蟹中提取的天然防腐剂，可进行大规模的工业化生产，具有低毒、无味、抗菌效果好等特点，是一种安全性能高的防腐剂，通常用于水果、醋腌食品的保鲜与防腐。

3、微生物源天然防腐剂

微生物源天然防腐剂是利用生物工程技术分离、提取的具有抑菌防腐作用的微生物及其代谢产物，是一种安全无毒、天然高效的食品防腐剂，可通过微生物培养过程进行大规模的工业化生产。微生物源天然防腐剂如乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸和纳他霉素在食品工业中的应用最为广泛。

乳酸链球菌素是由多种氨基酸（镧硫氨酸、脱氢丙氨酸和氨基丁酸）组成的多肽抗菌素类防腐剂，对人体无毒，在体内易被消化水解为氨基酸，是一种安全高效的防腐剂。乳酸链球菌素通过与微生物细胞壁结合，抑制细胞壁主要成分的合成；或改变细胞膜结构，导致细胞膜内外电势差消失，破坏细胞的正常结构，从而引起微生物死亡。乳酸链球菌素能有效抑制食品中革兰氏阳性菌的生长，但对革兰氏阴性菌、酵母和霉菌没有抑制作用。乳酸链球菌素在乳制品、肉制品、罐头食品、啤酒和果汁饮料等食品中具有广泛应用。

ε-聚赖氨酸是一种由多个赖氨酸残基组成的高分子聚合物，它是放线菌通过发酵产生的。ε-聚赖氨酸的抗菌机理是ε-聚赖氨酸呈高聚合多价阳离子态，它能破坏微生物的细胞膜结构，引起微生物细胞中的物质、能量和信息传递中断，还能与胞内的核糖体结合影响生物大分子的合成，最终导致微生物的死亡。ε-聚赖氨酸是广谱抗菌剂，对绝大部分微生物均具有抑菌作用，可应用于粮食、汤类、熟蔬菜、调味品中。

纳他霉素是由链霉菌发酵产生的一类多烯大环内酯类防腐剂，是一种广谱抗菌剂。其抑菌机理可能是纳他霉素与微生物的细胞膜相结合，形成复合物（抗生素-甾醇复合物）或在细胞膜上形成水孔，改变细胞质膜和细胞膜的通透性，引起微生物内的氨基酸、水分等物质外泄而死亡。纳他霉素的抑菌效果比山梨酸钾高150倍，在干酪、糕点、肉制品等生产中具有广泛应用。

防腐剂的监管机制

1、制定严格的标准

我国政府制定了一系列防腐剂食品添加剂标准，包括《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB2760-2024）和《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单》（1-6批）等，对防腐剂的使用量、使用范围、使用对象及使用条件等进行了明确规定。这些标准确保了食品中允许使用的防腐剂种类、使用量、使用期限等都有所规定，并且要求防腐剂在食品中的残留量不得超过标准限量的10倍。

2、加强市场监管

我国食品药品监督管理局加大对防腐剂食品添加剂的抽检力度，对发现的违规行为进行查处，从源头上保障食品安全。此外，我国还通过各种渠道开展防腐剂安全、合理使用的宣传教育活动，提高公众对防腐剂的认识，引导消费者理性消费。例如，2024年3月21日，国家市场监管总局等六部门发布了预制菜的定义、范围及其在生产过程不允许添加防腐剂的通知！

3、严格审批程序

我国只批准了三十二种可以使用的食品防腐剂，这些防腐剂在被批准使用前经过了非常多的科学实验，包括动物饲养、毒 性毒理试验和鉴定，已证实对人体不会产生危害。只要食品生产厂商使用的食品防腐剂品种、数量和范围都严格控制在国家《食品添加剂使用卫生标准》的规定范围内，就不会对人体健康造成损害。

4、提升检测技术

科技的发展使越来越多的仪器被应用于食品防腐剂的检测。最为理想的方法应该能够同时对多种食品防腐剂进行检测，这有助于提高检测的准确性和效率。

5、强化法律法规

我国《食品安全法》、《食品添加剂使用卫生标准》等法律法规对防腐剂的使用进行了严格规定，为监管工作提供了有力支持。任何违规使用防腐剂的行为都将受到法律的制裁。

总结

总的来说，食品防腐剂的研究是一个不断发展的领域，既包括对传统防腐剂的改进，也包括对新型天然防腐剂的探索。未来的研究需要继续解决存在的问题，以期在保证食品安全的同时，满足人们对健康和营养的需求。

随着科技的不断进步和创新，未来我们有望发现更多具有优良防腐性能的天然食品防腐剂。通过深入的机理研究和优化提取工艺，我们可以提高这些天然食品防腐剂的稳定性和效率。通过合理的复配技术，我们可以将不同的天然食品防腐剂组合在一起，实现协同增效，进一步提高食品防腐效果！

作者简介：

Ranksey，从事营养食品保健知识与新闻科普传播工作。