文献综述
生物防腐剂的筛选及在水产上的应用
[摘要]主要介绍了来源于植物、微生物及动物的天然生物防腐剂抗菌特性及其在食品加工中的应用。以及生物防腐剂的特点、应用范围，并且具体介绍了生物防腐剂在食品加工实例，并对其发展趋势进行了展望。
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[关键词] 生物防腐剂；食品；加工
前言
我国食品添加剂产业的形成，至今仅有二十几年的时间。改革开放前，我国食品工业落后，食品匮乏，食品添加剂的市场份额极低，人们对食品添加剂认识也较为模糊。二十多年改革开放和市场经济的发展，使我国食品工业迅速崛起，成为国民经济的重要支柱产业。我国食品工业以年平均约13%的速度高速发展，食品工业的繁荣也成了食品添加剂发展的动力源泉，我国的食品添加剂行业是随着食品工业的发展而迅速发展起来的。与食品紧密相关的食品添加剂也获得了广泛的开发、生产和应用，食品添加剂工业驶入了快车道。
所谓食品腐败变质主要是指以微生物为主的作用导致食品质量下降或失去食用价值的一切变化。食品本身含有的丰富的营养成分最易使微生物滋生且大量繁殖, 并最终导致食品的腐败变质。因此人们尝试用各种方法去阻止食品腐败，如低温保存、隔绝空气、干燥、高渗、高酸度、使用防腐剂等, 其中最为普遍和有效的方法就是添加防腐剂来抑制或杀灭微生物, 从而达到防腐的目的。 随着食品工业的发展，人们对于自身安全的意识也逐渐提高，利用安全高效生物防腐剂替代化学防腐剂，在食品加工中采用广谱、高效、低毒乃至无毒、纯天然的食品防腐剂、保鲜剂，已成为一种趋势。由于微生物除了种类多、数量大、分布广外，还有生长繁殖快、容易培养、生理代谢类型和代谢产物多样性、生产周期短和产量高、发酵产品成本低等许多独特的优点，因此通过微生物制造天然防腐剂是一个极具开发潜力的领域。利用微生物之间的寄生、颉颃作用，是生物防治的理论基础，它比化学药剂处理更安全、有效。细菌素是细菌代谢产生的一类多肽蛋白质类物质，经验证它对某些细菌杀伤力很强，而对其它细菌无破坏作用。 1生物防腐剂的发展现状
1.1由毒性较高向毒性更低、更安全方向发展人类进步的核心是健康和谐
随着人们对健康的要求越来越高，对食品的安全标准提出了更高的要求，各国政府均
在快速修改食品安全标准，在提高食品安全水平和国民健康水平的同时，也通过“绿壁垒”保护本国食品工业，减少国外食品对本国食品业的冲击[2]。例如，日本早已全面禁止高毒的苯甲酸钠的使用，添加苯甲酸钠的食品是不可能进入日本市场的。我国也在逐步缩小苯甲酸钠的使用范围和使用量。
盲区监测1.2由化学合成食品防腐剂向天然食品防腐剂方向发展
鉴于化学合成食品防腐剂的安全性和其它缺陷，人类正在探索更安全、更方便使用的天然食品防腐剂。如微生物源的乳酸链球菌素、那他霉素、红曲米素等; 动物源的溶菌酶、壳聚糖、鱼精蛋白、蜂胶等; 植物源的琼脂低聚糖、杜仲素、香辛料、丁香、乌梅提取物等; 微生物、动物和植物复合源的R - 多糖等[3]。
1.3由单项防腐向广谱防腐方向发展
目前广泛使用的食品防腐剂无论是化学合成的，还是天然的，它们的抑菌范围相对都比较狭小。有的对真菌有抑制作用，对细菌无效; 有的仅对少数微生物有抑制作用。所以，大多数食品生产企业添加多种防腐剂以达到防腐目的。人们渴望单一使用既能杀菌又能抑菌的广泛意义上的食品防腐剂[1]。
2可用于食品防腐的生物防腐剂
2.1细菌素类
细菌素是由某些细菌通过核糖体合成机制产生的一类具有抑菌活性的蛋白质。细菌素中作为防腐剂应用较广泛的是乳酸菌素中的乳酸链球菌素(Nisin)。
2.1.1乳酸菌属细菌素
乳酸链球菌肽(Nisin)是经乳酸链球菌发酵产生的一种由34个氨基酸残基组成的小肽，对许多革兰氏阳性菌具有抗菌活性，尤其是对梭菌和芽孢杆菌等主要食品腐败菌的抗菌活性，使其在食品防腐中具有重要价值。又因其无毒、用量少，使用方便防腐效果好，价格低廉等特点，在奶制品、干酪制品、罐头食品、肉制品、饮料等食品产品的防腐保鲜中普遍应用。例如在巴氏灭菌精制乳酪糊状食品时添加的乳酸链球菌素可以有效地抑制A、B 型肉毒杆菌菌株的生长及毒素的产生。在熏肉、火腿、香肠等肉制品的加工过程中添加一定剂量的Nisin不仅可以控制细菌的生长，保持良好的风味及泽，还可减少产生危害健康的亚硝胺。乳酸菌素是在乳酸菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对革兰氏阳性菌(尤其是亲缘性较近的细菌具有抑制作用的杀菌蛋白或多肽。而具有杀菌活性的主要是Lantib iotics类和大分子热不稳定蛋白( LHLP) 乳酸菌素。可有效的抑制革兰氏阳性菌如一些腐败菌、致病菌和芽孢菌，而对革兰氏阴性菌起的作用不大, 甚至不起作用。但食品经UHP和PET处理或添加EDTA 或柠檬酸盐可以使乳酸菌素有效的抑制革兰氏阴性菌, 这说明乳酸菌素作用的是细菌膜。 2.1.2双岐杆菌素(Bifidoxin)
双歧杆菌是一种重要的生理性细菌，能抑制有害的微生物从而促进人体健康。Meghtons通过实验发现,13个产生细菌素的双歧杆菌菌种都能抑制唾液链菌嗜酸亚种和嗜酸
乳杆菌。抑菌物质对某些G菌，如：乳酸菌、链球菌(与双歧杆菌共存)、乳杆菌、梭菌、嗜温乳酸链球菌有抑制活性的作用。对其它G+和G-则没有抑制作用，包括某些链球菌(不与双歧杆菌共存)大肠杆菌和外源菌，如假单孢菌、克雷伯氏菌和沙雷氏菌。
2.2放线菌素类
2.2.1溶菌酶(Lysozyme)
溶菌酶是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。其作用机制为破坏细菌、酵母菌和霉菌的细胞壁，使细胞壁中的糖苷键和肽键断裂，最后导致细胞死亡。它能选择性地分解生物，而且又不作用于其它物质。该酶对枯草杆菌、耐辐射微球菌等G+有强力分解作用，对大肠杆菌、普通变球菌和副溶血性弧菌等G-也有一定程度的溶解作用，其最大有效浓度为0.05%。溶菌酶作为食品防腐剂常在清酒、干酪、香肠、奶油、糕点、生面条、饮料等食品的加工中使用。日本发现一种溶菌酶，作为防腐剂用于各类食品，保鲜时间比常规防腐剂延长3倍。溶菌酶与酒、植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸等其他抗菌物质配合使用可大大提高其防腐效果，其中与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂已应用于面类、水产、熟食品、冰淇淋和拉等食品的防腐。
2.2.2那他霉素(Natamycin)
纳他霉素是一种抗菌剂, 它对真菌、酵母、某些原生动物和某些藻类有效, 没有抗细菌活性。纳他霉素可以用于, 也可用作一种食品添加剂。当它作为食品添加剂时, 主要在奶酪、肉制品和葡萄酒及果汁中用做抗真菌剂。在葡萄酒中能取代山梨酸和其它抗真菌剂, 它可使SO2量减少。与传统的抗真菌素比较, 纳他霉素很低浓度下具有活性。纳他霉素是国内批准使用的仅有的二种食品生物(抗菌素) 腐剂之一。
感温元件2.2.3聚溶素(Poly-lysin)
聚溶素是由赖氨酸缩合而成的多肽，热稳定性好，加热。100℃,100min或。
120℃,20min仍有抑制微生物的效果，一般它与甘氨酸、醋酸钠、乙醇、溶菌酶等辅助剂合用。能够抑制G+，G-及酵母菌，但对霉菌无作用。另外，由链霉菌产生的几丁质酶对真菌具有强烈的抑制作用，且具有一定广谱性。
2.3酵母中的嗜杀毒素
酿酒酵母、假丝酵母属、克鲁维氏酵母菌等都能分泌杀菌物质，把这类物质叫嗜杀毒素。它们都具有如下特征(拥有蛋白质组分，较低的pH值35℃以上就被钝化。嗜杀毒素可以抑制或杀死发酵过程中的
污染酵母、同族及亲缘酵母。通过传统的杂交方法，把嗜杀特性转移入普通菌株构成嗜杀菌株已在清酒、葡萄酒、乙醇、啤酒的发酵中得到应用。
2.4霉菌素
红曲霉能产生抗菌活性物质Monascidin A，主要作用于细菌，对霉菌、酵母的抑制作用很弱。Blanc等研究证明一些红曲霉菌产生的抑菌物Monascidin A就是桔霉素(citrinin)。桔霉素有良好的抑菌性，能抑制细菌，尤其是G+，对G-抑制较弱。能抗某些真菌和原生动
物，但由于桔霉素具有的肾毒性和潜在的致畸性，会对人体产生一定的危害。
2.5抗生素类(Antibacterial)仿呢料
抗生素是微生物(细菌、真菌、放线菌等)在代谢过程中产生的、在低浓度下就能抑制其它微生物的生长和活动，甚至杀死微生物的一类小分子蛋白质。在食品工业中常用的抗生素是广谱抗生素，例如四环素对广范围内的G+及G-具有抑制作用。如何选择合适的抗生素取决于所要控制的腐败菌的种类、在食品的pH范围的抗生素的稳定性及毒性等。在肉品加工中可用Nisin、桔草杆菌素、塔罗素等防腐。通过应用抗生素，新鲜的磨成粉末的肉(例如猪肉肠)的贮藏期可延长至原来的2~3倍。
2.6曲酸(Kojicacid)
曲酸是由米曲霉、黄曲霉、白曲霉等多种霉菌在生长过程中经糖代谢产生的一种弱酸性化合物。曲酸具有抗菌作用、抗氧化作用、护作用以及安全无毒性的优点。可广泛应用于肉食的护、防止熏制品的致癌物的形成以及果蔬保鲜、生食品杀菌防腐等。
2.7鱼精蛋白
鱼精蛋白是在鱼类精子细胞中发现的一种细小而简单的碱性球形蛋白质，鱼精蛋白有广谱抑菌活性，能抑制枯草杆菌。巨大芽孢杆菌。地衣型芽孢杆菌。凝固芽孢杆菌。胚芽乳杆菌。干酪乳杆菌。粪链球菌等的生长、研究发现，鱼精蛋白可与细胞膜中某此涉及营养合成系统的蛋白质作用，使这些蛋白的功能受损，从而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡、在牛奶。奶蛋。布丁中加入鱼精蛋白可延长其保存期
蒸纱锅3 生物防腐剂在食品工业中的应用
3.1 Nisin的应用
微生物食品防腐剂不含任何非天然物质，对人体健康无毒害作用，在食品中添加定量微生物素，不但对食品的、香、味、口感等无副作用，而且有助于改进食品的营养价值。目前应用较多的是Nisin、溶菌酶和Natamycin等。Nisin能有效地抑制许多G+菌，如金黄葡萄球菌、溶血链球菌、李斯特菌的
生长与繁殖。尤其对G+菌，如枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用，广泛用于乳制品、罐藏蛋白食品和肉制品的防腐、保鲜当中。大田西瓜种植技术
对于乳制品，常采用巴氏消毒法，其中仍存在肉毒梭菌，贮存中会产生一定毒素。Taraka等(1986)研究表明，在经巴氏处理后的干酪中，加入500~1000Iu/mL Nisin能抑制肉毒梭菌的生长和毒素的产生，同时还能降低食盐和磷酸盐的用量。Shehata等研究表明，将少量的Nisin添加于奶油巧克力生产中，能降低能耗，延长货架期。在鲜奶中加入Nisin 30~50Iu/mL，通常35℃可使其货架期延长1倍；罐装炼乳中添加80~100Iu/mL的Nisin能减少10min灭菌时间。UHT奶中添加20Iu/mL的Nisin能完全抑制灭菌乳中的嗜热芽孢菌的生长；在冷冻乳类甜点食品中添加50~100Iu/mL的Nisin后可延长其货架期4~6倍。
肉制品的主要污染菌是G+菌，而Nisnin作为G+菌的抑制剂，广泛地应用在肉类加工中。Rayman等(1981)提出，Nisin可作为腌制肉制品中的硝酸盐的替代剂或佐剂，以减少
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