1、可用于饮料工业的合成及天然防腐剂汇总（原创）原文地址：可用于饮料工业的合成及天然防腐剂汇总（原创）作者：彭强科学家已经发现，食品防腐剂中尚未一种能有效抑制所有的致病菌和腐败菌，各种杀菌剂都有一定的杀菌谱。从理论上讲，多种防腐剂复配使用就可以形成更广泛的杀菌谱，同时可以发挥之间的协调增效作用，使产品在尽可能低用量的情况下发挥最大效能。本文对目前生产及研究中适用于饮料中的合成及天然防腐剂进行了综述,以其能够为为饮料防腐工艺提供参考。1.GB2760-2007中允许用于饮料的防腐剂1.1山梨酸及其钾盐:适用于所有饮料（不包括包装饮用水），能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、
2、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效，其抑止发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味。其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的 5-10倍,是目前饮料工业应用最为广泛的防腐剂。1.2苯甲酸及其钠盐:适用于工业用浓缩果蔬汁/果蔬汁（肉）饮料、风味饮料（包括果味饮料、乳味、茶味及其他味饮料）、碳酸饮料。苯甲酸是一种广谱抗微生物试剂，对酵母菌、霉菌、部分细菌作用效果很好，在允许最大使用范围内，在 pH值 4.5以下，对各种菌都有抑制作用。1.3乳酸链球菌素：适用于所有饮料（不包括包装饮用水）。在 pH=6.5-6.
3、8时抑菌效果最佳。抗菌谱较窄，只对革兰氏阳性菌有效，尤其对产生孢子的枯草芽孢杆菌及嗜热脂肪芽孢杆菌有很强的抑制作用。在多数情况下对细菌孢子的作用是抑制而不是杀灭。1.4纳他霉素：适用于果蔬汁（浆）。纳他霉素是一种天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂，她不仅能够抑制真菌，还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素对人体无害，很难被人体消化道吸收，而且微生物很难对其产生抗性，同时因为其溶解度很低等特点，通常用于食品的表面防腐。纳他霉素是目前国际上唯一的抗真菌微生物防腐剂。1.6脱氢乙酸及其钠盐：适用于果蔬汁（浆）。脱氢乙酸是广谱防腐剂，特别对霉菌和酵母的抑菌能力强，为苯酸钠的 210倍。脱氢乙
4、酸电离常数较低，尽管其抗菌活性和水溶液稳定性随 pH增高而下降，但在较高 pH范围内仍有很好的抗菌素菌效果，当 pH大于 9时，抗菌活性才减弱，脱氢乙酸主要是抗酵母菌和霉菌，在高剂量才能抑制细菌。1.7对羟基苯甲酸酯类及其钠盐：包括对羟基苯甲酸甲酯钠，对羟基苯甲酸乙酯及其钠盐，对羟基苯甲酸丙酯及其钠盐，适用于果蔬汁（肉）饮料、碳酸饮料、风味饮料。由于它具有酚羟基结构，所以抗细菌性能比苯甲酸、山梨酸都强。其作用机制是破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并可抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性。尼泊金酯的抑菌活性主要是分子态起作用,且其分子内的羟基已经酯化，不再电离，所以它在pH38
5、 的范围内均有很好的抑菌效果。而苯甲酸和山梨酸均为酸性防腐剂，它们在 pH 5.5的产品中抑菌效果很差。尼泊金酯的安全性很高，添加量只有山梨酸、苯甲酸的 1/ 101/ 5 ,因此其相对安全性比山梨酸高得多。1.8维果灵（二甲基二碳酸盐）：仅适用于果蔬汁（肉）饮料、碳酸饮料、风味饮料、茶饮料。饮料生产时，微生物是到处存在的，如在周围的空气中，在生产设备上，甚至饮料本身中。作为饮料生产商必须选择合适的方法对饮料进行杀菌，除了无菌冷罐装，巴氏杀菌热罐装和添加传统的防腐剂外，维果灵也是灌装过程中微生物控制一个很好选择。使用维果灵有很多优势，越来越多的饮料制造商开始使用维果灵，因为即使在很低的使用浓度
6、下，维果灵也可以杀灭典型的饮料腐败菌。一旦加入饮料中，维果灵迅速完全水解成微量的二氧化碳和甲醇。因为维果灵彻底水解的特性，维果灵不会对饮料的口味，气味和颜色产生影响，保证饮料的纯正新鲜。关2. 其他天然防腐剂2.1植物源天然防腐剂2.1.1竹提取物(Bamboo extract)：主要成分及制法：主成分为 2，6-二甲基-1，4-对苯醌，另外含叶绿素、-胡萝卜素。由竹科植物竹竿表皮而得，或以竹叶为原料提取而得。褐色或墨绿色树脂状固体或粘稠液体难溶于水，易溶于乙醇和油脂。对微生物的繁殖有很强的抑制作用，并有抗氧化作用。适用于中性下防腐，用量 0.5%。适用于肉类、水产、面食。2.1.2桂皮提取物
7、（Cinnamon extract）：主成分为桂醛和丁香酚，另含少量百里香素、蒎烯等。由唇形科植物桂醛的树皮用乙醇提取而得。油状品不溶于水，溶于乙醇，粉状品则可溶于水和乙醇。有抗菌性和抗氧化性，可用于一般食品，GB2760-2007 规定桂醛可用于水果保鲜。FEMA 规定可用于无醇饮料（10-13mg/kg）及冷饮（8.5 mg/kg）等。2.1.3无花果提取物（Fig leaf extract）：主成分为精油及棕榈酸。由无花果叶子水蒸气蒸馏而得。淡黄色油状，有特殊香气。耐热耐光性好。对微生物繁殖有抑制作用。几乎不溶于水和乙醇。因不溶于水和乙醇，故多用于能充分混合的糜类食品。2.1.4连翘提取
8、物（Forsythia extract 或 Phillyrin）：主成分为非丽苷（Phillyrin，C 27H34O11）。由连翘（如金银花、三叶连翘）的果实用乙醇提取而得，原料主产于中国和朝鲜。褐色至暗褐色液体，有特有香气，不溶于水而溶于乙醇。对微生物有抑制作用用于一般食品。2.1.5姜提取物（Ginger extract）：主成分为姜醇、姜酮、姜烯等。由姜的根茎用乙醇或有机溶剂提取而得。微黄至淡绿色液体，如加入水则形成白色乳浊液，有特殊臭味。高温下易挥发，故使用温度不宜超高 80。姜醇和姜酮有一定杀菌作用，能抑制微生物繁殖。微溶于水，溶液乙醇。2.1.6葡萄柚（及温州蜜桔）籽提取物（Gr
9、apefruit 或 Citrus seed extract）：主成分为糖类、脂肪酸和类黄酮等。由橘科植物葡萄柚及温州蜜桔等柑橘类果实的种子，用水、温乙醇或其他有机溶剂提取而得。无色至淡黄色液体，有苦味微溶于水，易溶于乙醇。苦味阈值约 30ppm。抗菌谱广，仅需微量即有抗菌效果，并有抗氧化能力。主要用于奶油类、浇汁类、腌渍品等静菌抗氧的保存作用。2.1.7辣根提取物（Horseradish extract）：含有黑芥子苷和芥子酶，水解后成烯丙基芥子油，主要成分为异硫氰酸酯。由十字花科草本植物辣根的根茎和叶粉碎后经水蒸气蒸馏而得，也可用乙醇浸提而得。对细菌、霉菌和酵母都有抑制作用，乳酸和食盐都有
10、增效作用。2.1.8日本厚朴提取物（Magnolia obovata extract 或 Magnolol）：主成分为木兰酚（Magnolol，C 18H18O2）。由日本厚朴的树皮用乙醇或有机溶剂提取而得，主要产于日本。淡褐色至暗褐色液体，有特殊气味，不溶于水，溶于乙醇。有抗细菌和抗霉菌作用，在日本用于一般食品。2.1.9桑树皮提取物（Mullberry bark extract）：主成分为甾酮类衍生物、黄酮类化合物和单宁等。由桑树根茎的皮，用水，温的乙醇或丙酮提取而得。淡黄褐色至褐色粉末或液体，略有苦味。具有优良的耐热性和耐酸性，在碱性下不稳定并着色，溶于水及乙醇。对微生物的繁殖有抑制作用
11、，在日本主要用于腌渍品、肉类及鱼糜制品等。2.1.10芥菜籽提取物（Mustard extract）：主成分为异硫氰酸烯丙酯。由芥菜的种子黑芥子经压榨脱脂后的饼粕水蒸气蒸馏而得。淡黄色油状液体，有强烈刺激性气味。对霉菌、酵母菌、细菌均有较强的抑制作用，并能抑制果蔬呼吸作用。在日本以纸浸纸片等间接方式应用。2.1.11牛至叶提取物（Oregeno extract）：主成分为百里香酚及香芹酚等，另含有原儿茶酚酸、咖啡酸、迷迭香酸、迷迭香酸近缘体及新规配糖体等。由唇形科植物牛至（Origanum vulgare）的叶子经乙醇、含水乙醇或己烷提取而得。淡黄至淡绿褐色油状液体，有特殊香味。微溶于水，溶于
12、乙醇。有强的抗菌性和抗氧化作用，可用于一般食品。2.1.12果胶分解物（Pectin digests）：主成分为半乳糖醛酸和低聚半乳糖醛酸。由葡萄柚和和苹果等果皮经压榨后，粕中所含的原果胶在酵母分泌的酶的作用下所得的酶解物，再经提纯而得。淡褐色至褐色液状或糊状物，有柔和的无刺激性酸味，与有机酸盐合用有缓冲作用。溶于水，不溶于乙醇和油脂。果胶分解物在 pH5.5以下，对革兰氏阴性、阳性菌尤其是乳酸菌均有抑制作用。用于酸渍蔬菜、牛肉饼、浇汁类、羹汤制品等。2.1.13毛蒿提取物（Rumput roman extract；Capillin）：主要成分及制法：主要有效成分为茵陈素（capillin，C
13、 12H8O）由蒿属的毛蒿等全草植株在室温下用乙醇或含水乙醇浸提而得，或用水蒸气蒸馏而得。主产于中国、韩国等。淡黄至褐色液体，有特殊香气，溶于乙醇，不溶于水。对微生物的繁殖有抑制作用，但抑菌能力较弱，故作为食品防腐剂有所限制，常与乙醇等合用。在日本常用于水产品。2.1.14安息香提取物（Styrax benzoin extract；Benzoin）：主成分为苯甲酸，令含少量桂醛和香兰素等。由安息香科植物安息香用刀割后所收集的树脂，以乙醇提取而得，主产于泰国、老挝等东南亚国家。淡褐色至褐色液体，有特殊香气。不溶于水，溶于乙醇。对细菌和酵母等有较强的抑制繁殖作用，但对霉菌的作用较弱。其抑菌作用主要
14、是苯甲酸，在酸性条件下抑菌效果较好，介质 pH应小于 4.5。此外，因其具有特殊香气，故作为防腐剂受到一定限制。2.1.15罗汉柏提取物（Thujaplicin extract）：主要有效成分为日扁柏素。由罗汉柏的树干和根经水蒸气蒸馏后，以碱去精油后再中和并以己烷重结晶而得。主产于美国、日本和中国台湾。白色至黄色结晶、结晶性粉末或块状，有罗汉柏特有的香气。耐热、耐酸、耐碱，但与金属离子能形成络合盐而着色。溶于乙醇，不溶于水，一般将日扁柏素包含于-环状糊精中后使用。对细菌、霉菌、酵母均有较强的杀菌能力，最低抑菌浓度 25-100ppm。主要用于焙烤制品、面条及生鲜食品等的包装材料，因其具有特殊气
15、味，应主要食品风味的改变。避免使用金属工具以免着色。2.1.16山萮菜提取物（Wasabi extract）：主成分为异丁基芥子油。由山萮菜（Wasabia japonica）的的根茎及叶子用乙醇提取而得。淡黄色油状物质，有特殊刺激性香气。有抑制细菌作用和抗氧化作用。微溶于水，溶于乙醇和油脂。可用于一般食品。2.1.17蓼抽提取物（Water pepper extract）：由蓼科植物蓼的叶子用温水或乙醇提取而得。淡褐色至褐色粉末或液体。水溶液呈中性。略有特殊香气和辛辣味。溶于水和乙醇。对微生物特别是酵母的繁殖有很强的抑制作用。在日本主要用于腌制品、沙拉酱、梅子干等。2.1.18补骨脂提取物（
16、Malaytea scurfpea extract 或 Hokosshi extract）：主成分为萜类和类黄酮。由补骨脂的种子用乙醇提取而得。作为商品一般为含补骨脂提取物 1%-5%的乳浊液或稀乙醇制剂。补骨脂主产于中国，历来为药膳用料之一。褐色半透明糊状，有特殊气味。提取物不溶于冷水，在温水中呈悬浮状，溶于乙醇。耐热性略差，在水溶液中长时间煮沸可使有效成分挥发而降低抑菌效果。对革兰氏阳性菌效果明显，对革兰氏阴性也有效，但对霉菌和酵母效果不明显，螯合剂有增效作用。在日本主要用于淡渍制品、调料、盒菜等。2.1.19乙醇（Ethanol）：需采用食品级乙醇，由含淀粉或糖类原料发酵蒸馏而得。GB2
17、760-2007中规定为食品加工助剂，也用作抽提溶剂、载色剂、香料溶剂。FEMA 规定可用于软饮料（1700 mg/kg），冷饮（2000 mg/kg），含醇饮料（250-450 000 mg/kg）等。2.1.20芦荟提取物（Aloe extract）：主成分为蒽醌类化合物和多糖。从芦荟叶中收集芦荟胶后提取而得，并且提取工艺正在不断改善。芦荟提取物中的蒽醌类化合物具有杀菌作用，同时芦荟提取物具有消炎、抗癌、健胃、美容、增强免疫力等作用，日本已开发出芦荟生粉、芦荟饮料、芦荟糕点等上百个产品。 2.1.21大蒜素（Allicin）：主成分为大蒜辣素和大蒜新素。制造方法包括生物提取法、化学合成法和
18、植物油提取法。大蒜辣素中的活性基团是硫醚基，其中的氧原子能与细菌生长繁殖所必须的半胱氨酸分子中的巯基相结合，从而抑制细菌的生长和繁殖，因而大蒜素对多种致病菌均匀明显的杀死作用。大蒜素对多种真菌有抑制和杀灭作用，对白色念珠菌的最小抑菌浓度仅 1ppm，大蒜素的抗真菌机理有以下三点：通过氧化巯基以使蛋白质灭活；与含硫的化合物如胱氨酸、谷氨酸发生竞争性抑制；非竞争性抑制某些酶的正常生理机能。2.2动物源天然防腐剂2.2.1鱼精蛋白（Milt protein）：主成分为碱性蛋白，包括鱼精蛋白和组蛋白，分子量约为 5000。由某些鱼类成熟雄鱼鱼白中所含核酸和碱性蛋白质，在酸性条件下分解后中和而得。白色至
19、淡黄色粉末，有特殊味道。极为耐热，适于热加工。在中性和碱性条件下对耐热芽孢菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、霉菌和革兰氏阴性菌均匀抑制作用，pH 为 7-9时抑菌效果最强，可溶于水，不溶于乙醇。在日本用于淀粉食品，鱼糜制品及调味料中。2.2.2溶菌酶（Lysozyme）：可由蛋白中提取。白色粉状结晶，无臭，微甜。含有 129个氨基酸的多肽，分子量约为 14500，等电点 10.7。溶于食盐水，遇丙酮、乙醇产生沉淀。在酸性溶液中较稳定。最适 pH6-7，温度 50。2.3微生物源天然防腐剂2.3.1-聚赖氨酸（-Polylysine）：由白色链霉菌（Streptomyces albulus，一种放线菌
20、）进行需氧培养，将培养液过滤后用离子交换树脂吸附、分离、精制而得。淡黄色粉末，吸湿性强，略有苦味。为赖氨酸的直链状聚合物。不受 pH影响，对热稳定，但遇酸性多糖、磷酸盐类、铜离子等可使其活性下降，与醋酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和高级脂肪酸甘油酯等会有增效作用。溶于水，微溶于乙醇。对革兰氏阴性与阳性菌均有效，但对霉菌影响较小。 2.3.2丙酸（Propionic acid）：由木浆废液经薛氏丙杆菌（Propinonibacterium shermanii）发酵后提纯而得。无色油状液体。略带辛辣的刺激性油酸败味。混溶于水、乙醇及其他有机溶剂，对霉菌有较强的抑制作用，也能抑制面包中出现的粘性马铃薯杆菌，以及抑制啤酒等中粘性物质的生产。FEMA 中规定用可于饮料（1.2-5.8mg/kg）及冷饮（6.0mg/kg）等。
