一、食品的腐敗變質

食品在化學或物理性質上發生的不利改變都稱為食品變質。造成食品變質的原因包括物理、化學和生物三個方面。由于微生物的作用使食品發生了有害變化，降低或失去了原有的或應有的營養價值和商品價值的過程被稱為食品的腐敗變質。食品腐敗變質是微生物的污染、食品的性質和環境條件綜合作用的結果。

1、微生物的污染

引起食品腐敗變質的微生物種類很多，有各種細菌、霉菌和酵母菌。例如嗜熱脂肪芽孢桿菌就是最常見的導致食品腐敗的微生物之一，可導致罐藏食品平酸腐敗。微生物引起食品腐敗變質的類型包括：細菌引起的腐敗變質、霉菌引起的腐敗變質以及食品發酵。

2、食品的性質

食品腐敗變質的程度和快慢也與食品本身的營養成分、水分、 pH值、酶和滲透樂等因素有關。例如，食品的 pH值為6時最適合微生物增殖，pH＜4.5時可抑制多種細菌的生長；含水量高的食品比含水量低的食品容易腐敗，當水分活度＜0.7時，一般微生物不能繁殖；高滲透可以抑制微生物的生命活動，10％鹽漬或60％糖漬的食品可耐保藏。

3、環境條件

 微生物在適宜的食品上能否生長繁殖、造成食品腐敗變質，還受到外界條件的影響。適宜的溫度可加速食品的變質；高濕度會為微物供良好的增殖條件。此外，紫外線、氧對食品腐致變質也有影響。

二、食品防腐劑

自古以來，人們為了確保非食物產出季節有足夠的維持生存的食物，摸索發現了多種預防食品腐敗變質的方法，從日曬、風干、雪藏的原始作業，到鹽腌、糖漬、醋泡、煙熏等保藏方法的積累、再到加熱、干燥、氣調、冷凍等大規模的物理防腐力法，人類對食品有效保藏方法的尋找從未停止。然而，最有效、最經濟便捷的方法還是使用防腐劑。

防腐劑是指一類加入食品中能防止或延緩食品腐敗的食品添加劑，其本質是具有抑制微生物或殺死微生物的一類化合物。

1、防腐劑抗菌作用的機理

防腐劑的防腐作用主要是通過延緩或抑制微生物增殖作用來實現的。一般認為，主要是其能夠影響細胞的亞結構，這些亞結構包括細胞壁、細胞膜、與代謝有關的酶、蛋白質合成系統及遺傳物質。由于每個亞結構對菌體而言都是必需的，因此食品防腐劑只要作用于其中的一個亞結構便能達到殺菌或抑菌的目的。

防腐劑抑制與殺死微生物的機理十分復雜，目前使用的防腐劑的作用機制一般認為對微生物有以下幾方面的作用。

(1)作用于微生物的細胞壁和細胞膜系統

通過對微生物細胞壁或細胞膜的作用，影響其細胞壁質的合成或細胞質膜中巰基的失活，可使三磷酸腺苷等細胞物質滲出，甚至導致細溶解。

(2)作用于微生物的細胞原生質

通過對部分遺傳機制的作用，抑制或干擾細菌等微生物的正常生長，甚至令其失活，從而使細胞凋亡。

(3)作用于微生物的酶或功能蛋白

通過與酶的巰基作用，破壞多種含硫蛋白酶的活性， 干擾微生物體的正常代謝，從而影響其生長和繁殖。通常防腐劑用于微生物的呼吸酶系，如乙酰輔酶、A縮合酶、脫氫酶、電轉遞酶系等。通過竹用于蛋白質，導致蛋白質部分變性、蛋白質交聯而使其他的生理作用不能進行。

一般來說，防腐劑的抗菌效果是多種作用的結果，但并不是各種防腐劑都具有全部的作用，這些作用是相互關聯、相制約的。原則上說，防腐劑也能對人體細胞有同樣的抑制作用，但決定的因素是防腐劑的使用濃度，在微生物細胞中所需要的抑制濃度遠比人體細胞中的要小。就大多數防腐劑而言，在人體器官中很快能被分解或者從體內排泄出去，因此，在一定的濃度范圍內不會對人體造成顯著傷害。

2、防腐劑的分類

按照防腐劑抗微生物的主要作用性質，可將其大致分為具有殺菌作用的殺菌劑和僅具抑菌作用的抑菌劑。實際上，殺菌或抑菌并無絕對界限，同一物質，濃度高時可殺菌，而濃度低時只能抑菌，作用時間長可殺菌，作用時間短則只能抑菌。另外，由于各種微生物性質的不同，同一物質對一種微生物具有殺菌作用，而對另一種微生物可能僅有抑菌作用。

按照防腐劑的應用對象，可分為魚類、肉類防腐劑，面包、糕點防腐劑，飲料、醬料防腐劑，水果、蔬菜防腐劑，谷物、干果防腐劑等。

按照防腐劑的來源可分為化學合成防腐劑和天然防腐劑兩大類。

化學合成防腐劑包括酸型、酯型和無機鹽型。在食品工業中，酸型防腐劑最常用的有苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類以及丙酸等。酸性防腐劑具有應用體系酸性越強、防腐效果越佳的特點，而在堿性條件下，酸性防腐劑幾乎沒有防腐效果。

在食品工業中，酯類防腐劑最常用的有尼泊金酯類防腐劑及抗壞血酸棕櫚酸酯防腐劑。酯型防腐劑的特點是：低毒廣譜，對人體危害弱，且在很寬的pH值范圍內使用都有效。

無機鹽類防腐劑在食品工業中應用較多的主要有二氧化硫、亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽等，但是添加這些無機鹽類防腐劑的食品中易殘留二氧化硫，這對某些人特別是患有哮喘等呼吸道系統疾病的人危害極大。正因如此，國家及地方對該類無機鹽類食品防腐劑的使用有特殊規定，對其使用的食品范圍、添加量、殘留量等有嚴格限制。例如廣西等地方就規定米粉中二氧化硫的殘留量要在方法檢出限之下。

天然防腐劑泛指從自然界的動植物和微生物中分離提取的一類防腐物質。因為具有天然、環保、高效等優點，天然食品防腐劑已成為未來食品防腐劑中最有研究及開發價值的一類。天然防腐劑按來源不同大致可分為動物源防腐劑、植物源防腐劑和微生物源防腐劑三大類。

動物源防腐劑是從動物身體、組織器官或代謝產物中提取出來，品種較多，常見的主要有蜂膠、魚精蛋白、抗菌肽和殼聚糖等。

植物源天然防腐劑是指從植物中提取的一類具有防腐功效的生理活性物質，是目前食品防腐劑中研發的新熱點，有許多國外專家在該領域進行了深入研究，并取得了一系列的成果，主要有果膠分解物、香精油、茶多酚等。

微生物源天然防腐劑是指從微生物中分泌或從其代謝產物中提取出來的防腐劑，安全、高效且環保，最典型的是納他霉素，還有細菌素、乳酸鏈球菌素等。

3、防腐劑選用原則

一般情況下，一種理想的防腐劑應具備以下特點：

①符合衛生標準，與食品不發生化學反應；

②抗菌效果好，使用量少，殺菌效率高，對多種微生物起作用；

③對人類及動物、植物等安全性高，無傷害或低傷害；

④使用時效長，較長時間內防腐性能穩定；

⑤穩定性高，抗外界影響能力強；

⑥方便添加，使用簡單，價格便宜；

⑦動物性好，無特殊顏色或氣味，對人體無不良反應，環保易循環降解。