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防腐剂是如何防止食物腐败的?
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防腐剂是一种可以食用的酸,主要作用是杀菌,以给食物保质。 但是人使用了过多的防腐剂却不利于健康。

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按照防腐剂抗微生物的主要作用性质,可将其大致分为具有杀菌作用的杀菌剂和仅具抑菌作用的抑菌剂。杀菌或抑菌,并无绝对界限,常常不易区分。同一物质,浓度高时可杀菌,而浓度低时只能抑菌,作用时间长可杀菌,作用时间短则只能抑菌。另外,由于各种微生物性质的不同,同一物质对一种微生物具有杀菌作用,而对另一种微生物可能仅有抑菌作用。 一般认为,食品防腐剂对微生物的抑制作用是通过影响细胞亚结构而实现的,这些亚结构包括细胞壁、细胞膜、与代谢有关的酶、蛋白质合成系统及遗传物质。由于每个亚结构对菌体而言都是必须的,因此食品防腐剂只要作用于其中的一个亚结构便能达到杀菌或抑菌的目的。 1弱有机酸 常用的有醋酸、乳酸、苯甲酸和山梨酸等,对细菌、真菌均有抑制作用。 2过氧化氢 在乳中发现乳过氧化物酶系统对细菌和真菌都有较强抗菌作用,许多G+和G-菌可以被乳过氧化物酶系统抑制,G-通常比G+更敏感。该系统在氢过氧化物和硫氰酸盐的存在下可发挥最大活性,过去也将过氧化氢直接加入食品中,但由于对VC破坏太大,现在很少直接用于食品,而多用于包装材料的灭菌。 3螯合剂 食品中常用的螯合剂有:柠檬酸盐、乳酸盐、焦磷酸盐和EDTA等,其防腐作用主要是通过与其它防腐剂协同作用而实现的。 4其他小分子有机物 许多小分子有机物有很好的防腐作用,如肉桂酸、对羟基苯甲酸酯等。实际上,有许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质,包括香草酚、阿魏酸、对烯丙基茴香醚、愈创木酚等。这些成分一般为疏水物质,能使细胞膜功能紊乱甚至使细胞膜破裂,最终导致微生物死亡。对苯甲酸、肉桂酸和苯甲醛等定量结构活性相关的研究中发现,由反相HPLC测的亲脂性参数与它们抗单核细胞增生李斯特菌性能有显著关系。Helander等测试香芹酚、麝香草酚、贡蒿萜酮和肉桂醛等对E.coliO157:H7的效果,他们指出麝香草酚和贡蒿萜酮降低E.Coli胞内ATP含量,而同时胞外ATP增加,这可能暗示细胞膜成分已被破坏。 5肽类防腐剂 大多数天然抗菌肽的抑菌作用是由于干扰细胞膜功能,如ceropin和nisin等能在细菌细胞膜上形成电势依赖通道,导致细胞内小分子溢流而使细胞死亡,这些肽的离子通道形成能力是抑制微生物的重要原因。 有的抗菌肽作用的靶结构则为细胞壁。微生物细胞壁对维持微生物细胞生存是特有的和重要的结构,这些结构不出现在人体中,因此是引起微生物失活最理想的目标。从细胞外降解细菌细胞壁的酶,如溶菌酶,已被用作食品防腐剂。溶菌酶水解N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键,对G+的抗菌活性最强,因为这些细菌细胞壁只有肽聚糖层,容易被水解。 各种防腐剂对微生物有不同的作用机制,分别影响不同的细胞亚结构,但同时微生物本身也会对防腐剂产生一系列应激反应而产生适应性。通常,几种防腐剂协同作用可产生最佳抑菌效果,例如对G-菌,联合应用溶菌酶水解细胞壁、nisin干扰细胞膜以及螯合剂EDTA是很有效的。因此更深入地了解防腐剂在微生物体内的作用机理及微生物的应激反应可帮助我们更有效、更合理地使用防腐剂。虽然在这方面已进行了许多研究,但仍然还有许多未阐明的地方,包括微生物是否死亡、残存、适应环境或生长以及它们机体内发生了什么生理分子反应机制而导致了这些现象。
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