隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者愈來愈追求營養(yǎng)豐富、綠色安全的食品。盡管在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)添加防腐劑，不會對人體造成影響，但相較于人工合成，天然防腐劑由于來源于自然資源，具有安全、綠色、高效的防腐特性，因而在食品中的應(yīng)用比人工合成防腐劑更為廣泛，也更受到人們的青睞。目前，全球眾多公司正在抓緊研究天然食品防腐劑。

資源天然且廣泛

天然食品防腐劑根據(jù)來源可分為植物防腐劑、動物防腐劑和微生物防腐劑。由于來源不同、組成和結(jié)構(gòu)特征不同，因此其在食品中的應(yīng)用也不同。

植物防腐劑大多源自植物提取物，如某些天然草藥和香料以及植物精油等。因獨(dú)特的風(fēng)味和抑菌防腐作用，長期以來，植物提取物和植物精油一直被用作食品防腐劑、調(diào)味料和醫(yī)療制劑。

研究表明，植物提取物中含有豐富的天然抗氧化劑，對控制食源性致病菌的生長非常有效，能夠延緩或防止食物因氧化而酸敗，延長食品的保質(zhì)期。植物性抗氧化劑大多表現(xiàn)出類似于丁基羥基茴香醚和丁基化羥基甲苯的保護(hù)作用，多種蔬菜和水果都是用于強(qiáng)化和穩(wěn)定食品品質(zhì)的天然抗氧化劑的重要來源。

精油是從天然草藥和香料中獲得的具有芳香性和揮發(fā)性的液體，含有大量的次生代謝物，具有延緩或抑制細(xì)菌、酵母和霉菌生長的作用。在食品工業(yè)中，精油主要用作調(diào)味劑。由于大多數(shù)精油提取工藝成熟、抗菌效果強(qiáng)、無毒無害，作為一種天然抗菌劑在食品保鮮中較常用。

動物防腐劑是指從某些動物體內(nèi)或其代謝產(chǎn)物中提取的具有防腐作用的生物活性物質(zhì)，按照功能分類主要有：抗菌酶、抗菌肽和抗氧化肽等。

酶可通過許多不同的機(jī)制發(fā)揮抗菌活性。例如，溶菌酶和其他抗菌酶主要通過催化裂解細(xì)胞表面聚合物或細(xì)胞壁，誘導(dǎo)細(xì)菌分解從而具有抗菌活性；乳過氧化物酶（LPO）和其他過氧化物酶系統(tǒng)則通過催化氧化起抗菌作用。LPO對革蘭氏陽性菌和陰性菌的生長均有抑制作用。

抗菌肽對細(xì)菌、真菌、原生動物和某些病毒具有廣譜抗菌活性，可從植物、昆蟲、甲殼類動物和海洋生物等生物中分離出來。動物源性抗菌肽主要來源于哺乳動物、兩棲動物、魚類等。

抗氧化肽主要包括蛋白質(zhì)及其水解物、多肽和氨基酸等。研究人員將魚和雞的酶解產(chǎn)物添加到牛肉糜中，發(fā)現(xiàn)該酶解產(chǎn)物具有抗氧化作用，能夠防止牛肉的脂質(zhì)氧化，且脂質(zhì)氧化的抑制率分別為93%和80%。

微生物中的乳酸菌（LAB）具有抑制微生物生長的能力，被認(rèn)為是較好的候選菌種。在發(fā)酵食品的生產(chǎn)中，乳酸菌用于提高食品的口感、風(fēng)味和質(zhì)地以及防止致病微生物的生長，且LAB食用時(shí)無任何危害。LAB的抗菌成分主要有細(xì)菌素、有機(jī)酸、過氧化氫、二氧化碳和二乙酰。其中，細(xì)菌素是由LAB和其他菌種合成的天然防腐劑或生物防腐劑，對金黃色葡萄球菌、單核增生李斯特菌、肉毒桿菌等食源性致病菌具有良好的殺菌或抑菌作用，并且對革蘭氏陽性菌也有較好的抗菌活性，細(xì)菌素在較低的pH值下抗菌活性更強(qiáng)。

市場嶄露 潛力展現(xiàn)

近年來，從天然資源中尋找活性物質(zhì)來代替化學(xué)物質(zhì)，已成為國際上重點(diǎn)研究和開發(fā)利用的重要方向。

如美國配料制造商建明集團(tuán)研發(fā)的由迷迭香和綠茶提取物組成的防腐清潔標(biāo)簽方案，在醬汁、調(diào)料和調(diào)味品以及肉類、家禽產(chǎn)品中非常有效。

除了和綠茶提取物的組合，迷迭香還有很多“+替代防腐”的產(chǎn)品。如在2021年，美國天然抗氧化解決方案提供商Kalsec公司推出了一種將傳統(tǒng)抗氧化產(chǎn)品（如迷迭香和針葉櫻桃提取物）與天然抗菌解決方案（如培養(yǎng)葡萄糖和緩沖醋）相結(jié)合的混合物，可以防止微生物生長所導(dǎo)致的腐敗、異味和常見的食源性病原體。該產(chǎn)品可應(yīng)用于肉類、家禽、熟食沙拉、蘸料等。

相較于常見的“迷迭香+”，后生元防腐可以說還是一個(gè)新的概念。

我國青島元達(dá)生物科技有限公司就是其中的典型代表者。其所生產(chǎn)的后生元防腐原料不影響食品原有感官，并且酸堿耐受性高，應(yīng)用場景廣泛，可以添加到不同類型食品中。

以色列初創(chuàng)公司Resorcix則推出了一種基于天然松脂的植物成分,能夠防止透明水果飲料中的嗜熱嗜酸菌（TAB）腐敗。該原料具有輕微的草本風(fēng)味，只需要極少量就能夠在保持飲料的感官風(fēng)味基礎(chǔ)上，確保產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)保留原有風(fēng)味。

TAB是飲料中非常容易出現(xiàn)的一種非致病微生物，源自飲料制備中經(jīng)常使用的某些成分，比如糖、果膠、濃縮果汁等，更重要的是，它幾乎不可能被根除，往往需要定期的批量測試和隔離才能預(yù)防。上述天然松脂的植物成分經(jīng)證實(shí)具有抗菌作用，可在發(fā)芽階段分解TAB細(xì)胞，因而可以防止細(xì)菌產(chǎn)生異味和難聞的代謝物，并且該成分允許在較低溫度下進(jìn)行巴氏殺菌。目前，美國FDA、歐洲食品安全局、日本和以色列的官方規(guī)定，這種新成分可以標(biāo)注在標(biāo)簽上。

蘑菇也可以作為防腐劑進(jìn)行開發(fā)。加拿大Chinova Bioworks公司旗下天然蘑菇纖維產(chǎn)品已被FDA認(rèn)定為一般公認(rèn)安全（GRAS）。據(jù)悉，該產(chǎn)品是一種來源于白蘑菇升級回收莖的天然蘑菇纖維，可被用作食品和飲料的天然防腐劑，并滿足清潔標(biāo)簽需求。

合成生物學(xué)技術(shù)在天然防腐劑領(lǐng)域也有滲入。

美國生物技術(shù)公司Conagen在2021年8月推出了一種合成生物技術(shù)發(fā)酵制成的天然防腐劑，香豆酸(PCA)。PCA是一種天然的抗氧化劑和抗菌化合物，存在于很多植物中。該產(chǎn)品可作為苯甲酸和山梨酸等的潛在替代品。

同時(shí)，科學(xué)家們還挖掘出了更多具有潛力的天然防腐原料。

如辣木花提取物。印度一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，辣木花提取物可以增加產(chǎn)品的抗菌性能。其作用機(jī)理是由于辣木花提取物具有的豐富多酚類化合物發(fā)揮的抗菌作用。研究證實(shí)，添加辣木花提取物天然抗氧化劑的肉制品，在貯藏過程中通過抑制脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化而具有穩(wěn)定色澤和風(fēng)味作用，因此具有較高的風(fēng)味和總體可接受性。

再如無花果皮。研究發(fā)現(xiàn)，無花果皮中含有高濃度的總多酚、類黃酮與抗氧化活性物質(zhì)，將其分別以粉末形式10%、13%和16%的比例加入到手工意大利面中，并儲存在4℃的冷藏環(huán)境。結(jié)果顯示，不添加無花果皮粉末的產(chǎn)品在1天之內(nèi)就滋生了很多細(xì)菌，而添加的產(chǎn)品保質(zhì)期分別對應(yīng)為2天、8天和7天。這意味著無花果皮有可能成為延長意大利面貨架期的潛力原料。

另外，西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，橄欖葉提取物有較強(qiáng)的抑菌活性，可以作為一種綠色安全的抑菌制劑。橄欖葉提取物中含有大量的抗氧化多酚物質(zhì)，包括羥基酪醇、橄欖苦苷、毛蕊花苷等，其中，橄欖苦苷和咖啡酸均表現(xiàn)出對微生物的抑制作用，且組合酚類化合物的抗菌效果顯著高于酚類化合物單體。

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球食品防腐劑市場預(yù)計(jì)將從2021年的33億美元，增長到2026年的40億美元，期間年復(fù)合增長率為4.1%。隨著消費(fèi)端對天然成分的青睞，食品防腐劑市場的迭代正在加速進(jìn)行。

（編輯 李闖）

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