浅谈食品防腐剂在食品中的作用
秦贺
【摘要】：随着生活水平的提高，食品的安全问题越来越受到人们的关注，人们对食品
的要求也越来越高。由此，食品工业也得到迅猛发展。对于食品最重要的就是保持新鲜度，如何保持食品的新鲜度则成为食品工业工作者首要考虑的问题。食品保质期直接决定着产品营销定位与档次,是企业产品开发过程中关注的焦点。随着消费者\"回归自然\"愿望的增加,对食品提出了更高要求:既要尽量保持食品原料的原始状态、减少热处理等加工过程,又要尽量延长食品保质期。这对食品加工技术及防腐机理提出了极大的
挑战，只有精确掌握与控制整个食品生产链条，才能满足消费者需求，而其中最重要的莫过于对防腐系统的正确认知。
【关键词】： 食品防腐剂 食品特性 热处理 保质期 加工过程 发挥作用 细菌总数
产品开发过程 食品加工技术 食品原料
【正文】： 防腐剂主要作用是抑制微生物的生长和繁殖，以使食品获得一定的保
存时间和货架寿命。它与冷藏，辐照，巴氏灭菌等保藏方法比较，有试用方便，效果好且不需要特殊仪器设备等特点。
据报道，我国的微生物污染十分严重，每年由此污染造成的食品变质、腐败等现象十分的严重，这种变质不仅使食物丧失食用价值，而且严重影响了人类的健康，也造成了一定的经济损失。要想延长食物的保存期，最重要的手段就是添加食品防腐剂，食品防腐剂的作用就是防止微生物的作用而引起食品的变质或者腐败，从而保持食品的新鲜度，延长食品保存期。它在食品中含量不高，也不会影响食品的味道。
在食品安全问题上，可以采用多种的食品添加剂，以延长食品保质期。每种防腐剂的作用原理都不一样，有些防腐剂之间形成拮抗作用，有些防腐剂之间的作用又是相辅相成的。但是所有防腐剂的最后结果都是抑制细菌的生长、繁殖，以达到杀死细菌，保持食品新鲜度的作用。
为了抵御微生物对食品的损害，在一定条件下使用防腐剂作为一种保藏的辅助手段，对防止某些容易腐败变质的食品的损失有显著的效果。防腐剂试用方便，经济，可使食品在简便包装条件下短期储存。近年来，随着食品市场的发展，食品低盐，低糖化和含水量多的生鲜食品需求量不断增多以及方便食品，盒饭和加工菜肴等市场需要的激增，市场对食品防腐剂的需要量也在逐年增加。
食品防腐剂的最新发展方向：添加量少，效果好，从天然植物和微生物
中提取的防腐剂越来越受到重视。利用一些天然植物和微生物提取天然食品防腐剂是国内外都提倡和关注的。它不但对人身体健康无害，有的还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。于是许多食品添加剂公司竟相进行复配防腐剂和天然防腐剂的研究开发，不仅新开发了许多可直接添加在食品中的新产品，而且还积极的研究开发了可用于盒饭，家常菜的防腐剂复配制剂，以达到延长食品保质期的目的。
食品防腐剂的作用机理可以归纳为三个方面：
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⑴作用于微生物的细胞壁和细胞膜系统，导致结构受损和削弱，致使细胞内物质外泄，
或影响与生物膜有关的呼吸链电子传递系统。
⑵作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而影响到遗传物质的复制，转录，蛋白质的翻
译等。
⑶作用于酶或功能蛋白，干扰微生物的正常代谢。
防腐剂的分类，适用范围与影响防腐效果的因素
食品防腐剂可分为天然防腐剂和合成防腐剂两大类。对于消费者来说，虽让天然食品
防腐剂更易于被接受，但是它们一般都存在效价低、用量大、抗代谢性能差、抗菌时效短等缺点；而合成防腐剂通常效果要好一些，但是往往带有一定的毒性。而且，一般来说，任何一种防腐剂都不可能适应所有条件下的防腐需要。例如通常的防腐剂苯甲酸钠、山梨酸钾等往往是在酸性条件下才起作用，其应用有一定的局限性。另外，从今以后防腐剂的发展趋势看，天然防腐剂将成为发展主角。
正确使用食品防腐剂
首先，应确定食品原料的原始细菌总数，若细菌总数超过100000个/g（已经形成菌落）此时添加食品防腐剂已经毫无作用。即使经过热处理，也很难将细菌总数降低至防腐安全值以下。若细菌总数在100000个/g以下，防腐剂则能够充分发挥作用，并大大减小后续工艺的压力。在食品生产中，原始细菌总数的控制是前提。因此应重视车间，工人和原料的清洗消毒。
其次，确定食品染菌种类（食品防腐剂开发与应用的核心数据）。不同食品容易染菌的种类不同。因此防腐剂抗菌谱与食品染菌谱的对应，是防腐剂能否发挥作用的关键。但由于食品品种的多样性与细菌的复杂性，目前尚无相应的数据库进行参照。
另外，了解整个食品生产系统中的工艺参数（如杀菌湿度，杀菌时间，包装方式，储存方式等）。食品特性（如PH值，水分活性，盐度，糖度，组织状态等）及防腐剂性质（如抗菌特性，最小抑菌浓度，溶解性，稳定性，拮抗性等）。工艺参数是食品加工技术的核心，它与食品特性共同影响着防腐剂的选择。
添加食品防腐剂，必须严格按照食品卫生法规定的使用剂量和使用范围来使用，以对人体为毒害为前提。同时，为使食品防腐剂达到最佳使用效果，必须注意影响防腐剂防腐效果的各种因素，在实践中灵活应用。影响防腐剂的使用效果有以下几种因素。
1. PH
在水中，某些防腐剂是处于电离平衡状态，如酸型防腐剂，其发挥防腐作用的微粒除 H+外，主要靠未电离的酸的啥作用，这类防腐剂在PH低时使用效果好。
山梨酸钾、苯甲酸钠是各类食品中使用最广的防腐剂，它们都是酸型防腐剂，其防腐作用主要是依靠溶液中的非电离分子，PH低时，它们的电离作用小，防腐效果好。
不同的防腐剂使用范围和最适使用PH也各不相同。下面是食品防腐剂种类与使用范围表
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食品防腐剂种类 使用范围 最适使用PH范围 苯甲酸 苯甲酸钠 碳酸饮料、低盐酱菜、酱类、蜜钱、葡萄酒、果酒、软糖、酱油、食醋、2.5~4.5 果酱（不包括罐头）、果汁（味）型饮料、食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁 对羟基苯甲酸丙酯 对羟基苯甲酸乙酯 山梨酸 山梨酸钾 果蔬保鲜、食醋、碳酸饮料、果汁（味）型饮料、果酱（不包括罐头）、酱油、酱料、糕点馅、蛋黄馅 除上同外、还包括鱼、肉、蛋、禽类制品，果、疏类保鲜，胶原蛋白肠衣、果冻、氢化植物油、鱼干制品、即食豆制品、糕点、馅、面包、蛋糕、月饼即食海蜇、乳酸菌饮料 4~8 <5.5 丙酸钙 丙酸钠 脱氢乙酸钠 双乙酸钠 二氧化碳 乳酸链球菌素 过氧化氢 二氧化氯 纳他霉素 生湿面制品（切面、馄饨皮）、面包、食醋、酱油、糕点、豆制食品、杨梅罐头加工工艺 腐乳、酱菜、原汁橘浆 谷物、即食豆制品 碳酸饮料、汽酒类 罐头、植物蛋白饮料、乳制品、肉制品 生牛奶保鲜（限于黑龙江、内蒙古地区使用）、袋装豆腐干 果蔬保鲜、冰冻虾保鲜处理、小麦淀粉漂白、食品加工设备消毒 乳酪、肉制品（肉汤、西式火腿）、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面防霉，沙拉酱、发酵酒防腐 <5 3~9 —— <5 3~7 —— —— 5~7 —— —— 单辛酸甘油酯 二甲基二碳酸盐 豆馅、蛋糕、月饼、湿切面、肉肠 碳酸饮料、果汁（味）饮料、茶饮料 2. 水分活度 水分活度高，有利于细菌和霉菌的生长。一般细菌生长的水分活度在0.9以上，一般霉菌生存的水分活度在0.7以上。降低水分活度有利于防腐剂防腐效果的发挥。在水中加入电解质，或加入其它可溶性物质，当达到一定的浓度时，可以降低水分活度，对防腐剂起增效作用。
3. 防腐剂的溶解与分散程度
对水果、薯类、冷藏食品，腐败一般在表面开始，只需将防腐剂均匀地分散于食品表面；而对于饮料就需均匀的分散饮料中，需将防腐剂配成溶液后加入。 4. 防腐剂的配合使用
各种防腐剂都有一定的作用范围，没有一种防腐剂能够抑制一切腐败性微生物，而且许多微生物还能产生抗药性。所以将不同作用范围的防腐剂配合使用效果更好。 防腐剂配合使用，可能有三个效应，一个是增效或协同效应；一个是增加或相加效应；还有一个是对抗或拮抗效应。一般是同类型防腐剂配合使用，如酸性防腐剂与其盐，同种酸的几种脂配合使用。
有机酸如异丁酸、葡萄糖酸、抗坏血酸对防腐剂有增效效应；有些盐类对防腐剂有拮抗作用。如氧化钙能轻微地削弱山梨酸、苯甲酸的抗菌效果。将具有长效作用的防腐剂与作用迅速但耐久性差的防腐剂配合使用，也能增强防腐剂的效果。 5. 食品的染菌程度
食品染菌的种类、有无芽孢等情况对防腐剂使用效果影响很大。在等量防腐剂条件下，食品染菌情况越严重，则防腐剂效果越差，如果食品已经变质，任何防腐剂也不可逆转，再使用防腐剂也无济于事。所以防腐剂使用时应有良好的卫生条件，与食品的热处理消毒手段、防止二次感染和完善的包装等相配合，并尽量减少防腐剂
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的用量。那种认为反正要使用防腐剂而对卫生不予重视的想法和做法是十分错误的。
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6. 防腐剂的使用时间
同种防腐剂因加入场合和时间的不同，效果可能不同。一定要首先保证食品本身处于良好的卫生条件下，并将防腐剂的加入时间选在细菌的诱导期。如果细菌的增值进入了对数期，则防腐剂的效果不好。防腐剂一般要早加入，加入的早，效果好，用量也少。
7. 食品的原料和成分的影响
防腐剂的作用受食品的原料和成分的影响，如食品中的香味剂、调味剂、乳化剂等具有抗菌作用，食言、糖类、乙醇可以降低水分活度，有助于防腐，食言可以干扰微生物中酶的活性，但会改变防腐剂的分配系数，使其分布不均。 食品中的某些成分与防腐剂起化学反应，肯能使防腐剂部分或全部失效或产生副作用。防腐剂还会被食品中的微生物分解，如山梨酸被乳酸菌还原成山梨糖醇，可能成为微生物的碳源。
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