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防腐剂按来源分，有化学防腐剂和天然防腐剂 2大类。
化学防腐剂又分为有机防腐剂与无机防腐剂。前者主要包括苯甲酸、山梨酸等，后者主要包括亚硫酸盐和亚硝酸盐等。
天然防腐剂，通常是从动物、植物和微生物的代谢产物中提取的，如乳酸链球菌素等。
化学类食品防腐剂
目前，我国市场上应用的大多数是化学防腐剂，常用的主要有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯)、脱氢醋酸及其钠盐、乳酸钠、富马酸类等。
苯甲酸及其钠盐 苯甲酸及其钠盐是目前我国食品加工业中最常用的防腐剂之一，主要用于饮料等液体食品(如：汽水、果汁、酱油、罐头、酒类等)的防腐。苯甲酸又名安息香酸，分子式C7H6O2。苯甲酸为一元芳香羧酸。苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，进入细胞体内，从而干扰了微生物细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收。进入细胞体内的苯甲酸分子，电离酸化细胞内的碱性物质，并能抑制细胞呼吸酶系的活性，对乙酰辅酶A 缩合反应有很强的阻止作用，从而起到对食品的防腐作用。苯甲酸在偏酸性的环境中具有广泛的抗菌谱，其对细菌的抑制力较强，对酵母、霉菌抑制力较弱，防腐的最适pH 值为2.5～4.0。因苯甲酸难溶于水，实际应用中常以苯甲酸钠代替之。苯甲酸钠只有在游离出苯甲酸的条件下才能发挥防腐作用，在较强酸性的食品中，苯甲酸钠的防腐效果好。苯甲酸及其钠盐是比较安全的食品化学防腐剂，按食品添加剂使用卫生标准使用，目前还未发现任何有毒副作用。
山梨酸及其钾盐 山梨酸为 2，4-己二烯酸，亦称花楸酸，分子式 C6H8O2。 山梨酸(山梨酸钾)是使用最多的防腐剂，大多数国家都使用。山梨酸是不饱和脂肪酸，其抑菌机理是利用自身的双键与微生物细胞中的酶的巯基结合形成共价键，使其丧失活性，破坏酶系。此外山梨酸还能干扰传递机能，如细胞色素C对氧的传递，以及细胞膜能量传递的功能，抑制微生物的增殖，从而达到防腐的目的。山梨酸及其钾盐能有效抑制霉菌、酵母和好气性腐败菌，但对厌氧性细菌与乳酸菌几乎无效。 山梨酸的防腐效果随 pH 值的升高而降低， 但其适宜的pH值范围比苯甲酸广，在 pH 值为 5～6 以下为宜，也属于酸性防腐剂。山梨酸可以参与人体的正常代谢，并最终被氧化成CO2和水，对人体基本无害，且对食品风味无不良影响，是目前国际上公认的最安全的食品化学防腐剂之一。但是由于山梨酸的价格比苯甲酸高，使其应用受到限制，目前仅在高端食品中应用。
丙酸及其盐 丙酸是一元酸，无色油状液体。它是以抑制微生物合成β-丙氨酸而起抗菌作用的。丙酸盐主要有丙酸钠和丙酸钙，它们的防腐机理相同，都是在人体内转变为丙酸，单体丙酸分子可以在霉菌细胞外形成高渗透压，使霉菌细胞内脱水，失去繁殖力，且还可以穿透霉菌细胞壁，抑制细胞内的活性。其中丙酸是人体正常代谢的中间产物，可以被代谢和利用，安全无毒。丙酸盐是酸型防腐剂，要在酸性环境中才能产生抑菌作用，目前主要用于面包、糕点类食品，可起到较好的防霉效果。
对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯) 对羟基苯甲酸酯类有对羟基苯甲酸甲酯、 对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸异丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯、对羟基苯甲酸庚酯等。对羟基苯甲酸酯类的抑菌机理是：使微生物细胞呼吸系统和电子传递酶系的活性受到抑制，并能破坏微生物细胞膜的结构，从而起到防腐的作用。对羟基苯甲酸酯类防腐效果不随pH 值变化而变化，在pH 值为 4～8 范围内均有较好效果，对霉菌、酵母、细菌有广谱的抗菌作用，但对革兰氏阴性杆菌及乳酸菌的作用较差。对羟基苯甲酸酯类的抗菌性与烷链的长短有关，烷链越长，抗菌作用越强。对羟基苯甲酸酯类的抗菌作用比苯甲酸和山梨酸强，毒性低于苯甲酸但高于山梨酸。最大缺点是有特殊气味，且难溶于水，所以通常是将它们先溶于氢氧化钠、酸、乙醇中，然后使用。为了更好地发挥防腐作用，最好是将2 种或 2 种以上的该酯类混合使用。
脱氢醋酸及其钠盐脱氢醋酸，分子式C8H8O4它和它的钠盐均为白色或浅黄色结晶状粉末，有较强的抗细菌能力，对霉菌和酵母的抗菌能力尤强。是酸性防腐剂，对中性食品基本无效。对光和热稳定，在水溶液中降解为醋酸，对人体无毒。是一种广谱型防腐剂，广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、饮料类、糕点类等的防腐保鲜。
乳酸钠 无色或微黄色透明液体，无异味，略有咸苦味，混溶于水、乙醇、甘油。一般浓度为60%-80%，60%的浓度最大使用限量为30g/KG。.乳酸钠是一种新型的防腐保鲜剂，主要应用到肉、禽类制品中，对肉食品细菌有很强的抑制作用。如大肠杆菌、肉毒梭菌、李斯特菌等。通过对食品致病菌的抑制，从而增强食品的安全。增强和改善肉的风味，延长货架期。乳酸钠在原料肉中具有良好的分散性，且对水分有良好的吸附性，从而有效地防止原料肉脱水，达到保鲜、保润作用。主要适用于烤肉、火腿、香肠、鸡鸭禽类制品和酱卤制品等。在肉制品中保鲜的参考配方：乳酸钠：2%，脱氢醋酸钠0.2%。
富马酸二甲酯 是当前国内外大力发展的新型防霉保鲜剂，能抑制30多种霉菌和酵母菌，且其抗菌性能不受pH值的影响，具有高效广谱、安全性高、价格低廉等优点。其综合抗菌防腐性能优越，具有很强的生物活性。因升华而具有熏蒸性，因而具有接触杀菌与熏蒸杀菌双重作用。毒性低，进入人体后很快变成人体代谢的正常成分富马酸，应用重复性好。 富马酸二甲酯在蔬菜、水果、中草药、烟草、化妆品、纺织品、胶卷、磁带、软盘、皮革、纸张图书资料的防腐、防霉、防虫方面也有广泛的应用。富马酸二甲酯在食品保鲜中具有极大的应用价值和良好的经济效益。尤其是在高温高湿的条件下，可避免食品的变质腐化及外观上出现干裂老化口感差等严重影响生产和市场销售的情况发生。
无机盐防腐剂 主要包括含氮的硝酸盐和亚硝酸盐以及含硫的。硝酸盐的毒性主要是在食物、水中或体内被还原成亚硝酸盐所致。亚硝酸盐是食品添加剂中毒性最强的物质之一，人体摄入后，可与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白而失去携氧功能，严重时可窒息。对人体的致死量为4~6g/kg体重。一定条件下可转化为强致癌性的亚硝胺。这类防腐剂主要用于肉类食品的防腐和护色。含硫的亚硫酸盐和焦亚硫酸盐等其有效成分是亚硫酸分子，亚硫酸的杀菌作用机理主要是消耗食品中O2使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活动中酶的活性。由于使用这些盐后残留的二氧化硫能引起过敏反应，尤其是对哮喘病人，因此现在一般只将其列入特殊的防腐剂中。例如，广西地方标准DB45/319- 2007《鲜湿米粉质量安全要求》中就规定米粉中SO2的残留量要低于方法检出限。天然食品防腐剂
天然食品防腐剂一般是指从动植物体中直接分离出来的，或从它们的代谢物中分离的具有防腐作用的一类物质。天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好及作用范围广等合成防腐剂没有的优点。随着人们生活水平的提高和科学技术的进步，人们越来越关注天然食品防腐剂。
天然食品防腐剂按来源可分源于植物、源于动物和源于微生物三类： 天然植物中提取的防腐剂
1、果胶分解物 果胶主要存在于苹果、葡萄、柑桔等水果和蔬菜中。果胶的酶分解产物有很强的抗菌作用，特别适用于大肠杆菌的抑制。果胶分解物在酸性条件下有效，在PH小于6时抗菌性最强。目前，国外将其配合其他天然防腐剂，广泛用于酸菜、咸鱼等食品的防腐
2、琼脂低聚糖 从海藻中提取的琼脂，主要成分是琼脂糖，其酶分解物即为琼脂低聚糖，它具有较强的抑菌和防止淀粉回生老化的作用，在浓度达3.11%时，能有效地减少菌落产生。目前普遍用于挂面、面包和糕点等食晶中。
3、中草药提取物 大蒜中的大蒜辣素和大蒜新素能有效抗葡;紫苏叶提取物则具有广谱抗菌作用，对各种球菌、杆菌均有良好的抑制作用;连翘提取物中的连翘酚能有效的抑制多种革兰氏阳性菌、阴性茼，延长食品的保质;此外，茶多酚、魔芋提取物甘露聚糖、玉米须提取物等均有良好的抗菌作用。
来源于动物的天然防腐剂
1、蜂胶蜂胶具有较强的抑菌作用，其制剂抑菌效果同各种化学防腐剂的抑菌效果相当。一般认为蜂胶的防腐保鲜机制首先是蜂胶能杀灭多种细菌、真菌、病毒和原虫，其次是蜂胶具有良好的成膜作用，形成的薄膜能减少微争物的污染，还可以降低食物与外界气体交换。将蜂胶浸提物直接加人牛奶、保健口服液及饮料中均有良好的防腐保鲜作用。目前，蜂胶原料粉的价格在300元左右每千克。
2、壳聚糖 壳聚糟又叫甲壳索，是从蟹壳、虾壳中提取的一种多糖类物质。壳聚糖及其衍生物用作防腐保鲜剂原理与蜂胶类似，主要是利用其良好的成膜性和较强的抗菌能力。壳聚糖对细菌、酵母菌、霉菌都有效。研究表明其可以用于饮料、酱类、果蔬等食的防腐，是目前天然抗菌防腐剂的最佳候选者。
3、溶菌酶一般蛋白质含溶菌酶 0—3%左右，所以可从蛋白质中提取。目前投入商业化生产的是鸡蛋蛋清溶菌酶，在 PH值为7，温度在5O℃条件下，溶菌酶对革兰氏阳性细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌、好气性孢子形成菌等，有较强的溶菌作用。由于食品中的羟基和酸会影响溶菌酶的活性，因此，它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。已经广泛应有于水产品、肉制品、新鲜海产品、糕点和酒及其他饮料的防腐保鲜，但价格高，2400元左右每公斤。
4、鱼精蛋白 鱼精蛋白是一种在鱼类精核中发现的聚阳离子肽，具有广谱抑菌活性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌等的生长，对革兰氏阳性菌、酵母和霉菌也有明显的抑制作用。鱼精蛋白的作用机制破坏微生物的细胞壁，溶解细胞膜，引起细胞渗漏，鱼精蛋白与其他天然添加剂、甘氨酸、醋酸钠等配合使用，抗菌效果更好，适用的食品防腐范围也更广，目前食品级鱼精蛋白的价格在600元左右每公斤。
来源于微生物的天然防腐剂
1、乳酸链球菌(Nisin) Nisin对革兰氏阳性菌有较强抑制作用，尤其是可形成芽孢的细菌，但对革兰氏阳性菌、酵母和霉菌没有作用,能抑制葡萄球菌属,链球菌属,小球菌属，及大部分梭菌属和芽孢杆菌属的芽孢。Nisin在酸性条件下有较强的活性，在pH<4.5时达到最大活性。Nisin和乳酸合用能抑制肉中的金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。Nisin与柠檬酸盐、磷酸盐合用也能提高其对革兰氏阴性菌的抑制效果。Nisin的这种抗菌作用使它作为防腐剂应用在乳制品、啤酒等酒精饮料、酸性罐头食品肉制品等的防腐工作中，其制剂市场价格在650元左右每公斤。
2、那他霉素 那他霉素几乎能杀死和抑制所有的酵母菌和霉菌,但对细菌和原生动物无效。那他霉索的抗菌谱正好与Nisin形成互补，二者可以共同使用。那他霉素的抗菌效果比常用的山梨酸强50~300倍，1.0~6.0mg·L-1能够抑制大多数的霉菌。那他霉素常用于干酪，干香肠的表面处理，也应用于酸奶、酒和果汁的防腐。 目前，许多天然食品防腐剂已经投入市场，但较高的价格阻碍了其的进一步应用。相信在不久的将来，随着科学技术的进步，天然防腐剂的生产成本必定大大降低，在食品等方面的应用必定完全取代化学合成防腐剂。
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