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生物防腐剂的应用和发展动向

作者:生物防腐剂的应用和发展动向  来源:生物防腐剂的应用和发展动向  发布时间:2011-4-21 8:18:35

生物防腐剂的应用和发展动向

摘要:生物防腐剂是一类新型的安全高效的天然防腐剂,本文介绍了几种主要的生物防腐剂在食品工业中的应用及发展动向,旨在为相关的科研工作者提供一定的工作思路。

关键词:生物防腐剂,乳酸链球菌肽,曲酸,应用,发展动向

O 前言

食品的防腐保鲜是食品工业的一个很重要的方面。我国现已批准使用的防腐剂有3O种,除曲酸(Kojic acid)、乳酸链球菌肽(Nisin)和纳它霉素(Natamycin)~b,其余均为化学防腐剂。绝大多数的化学防腐剂,往往在安全性方面存在一定的问题,因此,天然食品防腐剂是食品添加剂中一个十分重要的急待研究和开发的领域。生物防腐剂是近年来发现的一类新型的、具有安全性和高效性的天然防腐剂,本文介绍的乳酸链球菌肽、曲酸等生物防腐剂在食品工业中的应用及研究发展动向,旨在为致力于食品防腐剂研究的工作者提供一定的工作思路。

1 生物防腐剂防腐剂发展的必然趋势

1.1 生物防腐剂的特点

1.1.1安全性

前面提到的乳酸链球菌肽、曲酸和纳它霉素这些生物防腐剂都是天然存在于生物体内的有抗菌作用的生物活性物质,有些在用作食品防腐剂以前早就为人们所食用。如我国研究者从北京两个牛奶场采集的150个新鲜牛奶标品中,共获得7株产乳酸链球菌肽的乳酸乳牛球菌,表明这种天然的防腐剂对人体绝对安全。

1.1.2高效性

2IU/ml(每毫升中含有0.05ug)乳酸链球菌肽就足以阻止嗜热脂肪芽孢杆菌孢子的萌发。酵母菌、真菌对纳它霉素的敏感性为最抑制浓度在0.1.1Oug/ml之间。

2 生物防腐剂在仪器工业上的应用

2.1乳酸链球菌肽(Nisin)

Nisin是由N血清型的某些乳酸乳球菌产生的一种小肽,对许多G 菌具有抗菌性,尤其是对梭菌和芽孢杆菌活性的抑制,这些产生内生孢子的细菌是食品的主要腐败菌。目前,在全世界约有5O个国家和地区已得到广泛应用,而且许多国家如英国、法国、澳大利亚等对其添加数量不作任何限制。我国卫生部实施的GB2760--96规定,Nisin可应用于乳及各种乳制品、罐头食品、植物蛋白食品、肉制品、等食品中,能有效地抑制微生物的生长,减少热处理时间,减少对产品风味和营养价值的影响,既提高了质量,又节约了能源。

2.2 曲酸

曲酸是某些微生物生产过程中不经糖代谢产生的一种弱酸性化合物,对许多微生物的生长有抑制作用,并能抑制多酚氧化酶的活性。曲酸与目前在食品添加剂方面广泛使用的苯甲酸、山梨酸及其钠盐具有安全性高,易溶于水,不为细菌所利用,热稳定性好,不易挥发,pH值对抗菌影响力小,对人无刺激性等优点。可用于对果蔬的保鲜对发色食品的增高及护发、降低亚硝酸盐及其它有害发色剂的使用量,并且在抑制食品的酶竭变方面有着极大的应用前景。

2.3 纳它霉素

纳它霉素是由纳塔尔链霉菌(streptomyces nata1.ensis)产生的多烯大环内酯类抗真菌剂,能专性抑制酵母和霉菌,其活性远优于山梨酸。由于它溶解度低,只能停留在食品表面,因而特别适用于表面处理,纳它霉素不会干扰其它食品组分,也不会带来异味,可应用于干酪皮、肉制品及焙烤食品表面及饮料、水果、调味酱等,尤其是纳它霉素对细菌没有作用,因而不会场影响干酪和干酪制品的熟化。

3 生物防腐剂的国内外发展动向

3.1 乳酸链球菌肽(Nisin)

Nisin是Rosers于1928年首次发现的,1944年Nattick和Hirsch证明该物质可抑制许多革兰氏阳性菌(G+),并将这种活性物质称之为Nisin。1969年,FAO/WHO联合食品添加剂委员会确定Nisin可作为食品防腐剂。我国对乳酸链球菌肽的研究始于1989年,中国科学院微生物研究所完成了对Nisin的基础研究,目前正批量生产,投放市场。

Nisin对许多G+菌,特别是对产孢子的G+菌有很强的活性,且对人体安全无毒,因此其在食品工业中的应用前景看好。最近的研究表明,Nisin与EDTA二钠联合使用对沙门氏菌和其它革兰氏阴性菌具有抑制作用,更加扩展了Nisin在食品防腐保鲜中应用的范围。

Nisin分子的物理化学性质及它的毒理代谢和生理功能不仅使它适合用作食品防腐剂,而且在口腔保健、兽医和药用领域具有潜力。以Nisin为主要成分的口腔嗽口液能有效的抑制引起口腔疾病的乳酸菌,可以预防龋齿和牙齿炎。Nisin在兽医方面可用于治疗牛乳腺炎,处理乳疾感染,而且对牛奶的饮用者是绝对安全无害的。在医药方面可用来治疗胃溃疡,其病原菌为幽门螺杆菌,这种细菌对Nisin的敏感,因此可用来有效地治疗胃溃疡,而且可被消化道中的酶降解,避免对肠道微生物区系带来有害的作用和获得抗药性的危险,该项研究已申请专利并用于临床试验。

3.2 曲酸

曲酸的发酵和生理生化研究从20世纪30年代开始,但一直到60年代以后,蟹泽恒好等相继报道了将曲酸及其微生物用作制造香料麦芽酚或乙基麦芽酚的原料,并用于烟草,使曲酸发酵一度引起重视,70年代,许多学者对曲酸的发酵进行了研究,如日本的北田牧夫、富金原孝、川手昭平等以及马西的M.T.Lin等。我国在70年代也有类似研究与生产,后来由于曲酸制备麦芽酚的工艺被淘汰,曲酸的应用范围未能进一步开拓,曲酸发酵未能产业化。90年代以来,曲酸的应用研究取得越来越多的成绩,特别是发现曲酸能有效抑制多酚氧化酶的活力,可用于化妆品增白因子和食品果蔬防腐保鲜等,因此曲酸产品重新引起人们的兴趣。

但是对曲酸发酵的研究至今并未有很大突破,发酵工艺普遍存在发酵周期长,产酸率低的问题。近年来,国外有关曲酸的报道较多,其中大部分为曲酸衍生物的制备及应用研究与应用专利报道,并已注意到黄曲霉的影响,而有关曲酸的报道,目前已达到产酸5.5%的水平,已完成中试生产,生产菌株经防疫部门检测不产黄曲霉素,保障了生产及食品、化妆品方面应用的安全性。

在应用方面,1998年日本的厚生省已批准曲酸作为增白剂添加到药用化妆品中,目前曲酸作为化妆品疗效成分在国外很流行,已有包括口服曲酸在内的多种美白配方,国内也有一些化妆品厂家生产含曲酸或其衍生物的化妆品,在医药方面,日本的三省公司已将曲酸大量用于消炎与止痛剂的生产中,国内有厂家利用日本进口曲酸生产头孢类抗生素。现在国外一些大型的生物技术公司已将未曲霉曲酸的应用瞄向有较大使用量的食品添加剂方面,例如防止虾蟹等外壳变黑,切花保鲜,肉食制品护色的保鲜剂。据报道,日本政府已经批准曲酸与其它有机酸如柠檬酸、抗坏血酸混合用于控制多酚氧化酶所引起的食品酶促褐变,国内一些学者也正在进行曲酸在果蔬保鲜方面的研究。相信,经过广大研究工作者的努力,曲酸一定会成为我国一种新的食品添加剂,一定会在更多领域取得突破性进展。

3.3 其它

目前已有相关报道的生物防腐剂还有枯草菌素(Subfilin)泰乐菌素(Tylosin)等,枯草菌素由枯草芽孢杆菌的一些菌株在合适的条件下产生,对G+菌有较高的抑菌效果,对酸稳定耐热性强,可耐121℃,3060min的加热条件,而且生产比Nisin容易,可以用淀粉作为营养源,有很强的抗不良环境的能力,因此在食品上具有较好的应用前景,但在国内尚无生产,也无使用及相关规定。泰乐菌素对G 有强烈的抗菌效果,但在安全性方面还有一定的问题,目前只有用于罐头食品的报道,但还尚需进一步的研究.

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