生物功能食品添加剂的研究与进展摘要: 按照用途将现在已研究成熟的新型生物功能食品添加剂大致分为四类: 防腐剂、抗氧化剂、增色剂、调味剂。

详细介绍新型生物功能添加剂的特点、用途、功效等研究内容及其发展方向。

关键词:食品添加剂，生物功能，微生物，功效Research and development of biological function food additiveAbstract:In accordance with article used to study biological functions of nature new food additives，they can bedivided into four categories: preservatives，antioxidants，hyper chromic agent，flavoring agent.The characteristics ofnew bio－functional additives，use，efficacy and other research content and direction of development were detailed.Key words:food additives; biological function; micro－organisms; effectiveness前言食品是维持人体正常生命活动必不可少的物质。

当人们走进超市,琳琅满目,档次不一的各种加工食品摆满了货架,而在这些食品的配料表中人们会发现它们大多都含有食品添加剂成分。

在食品加工的各个领域如粮油加工、调味品加工、休闲食品、果蔬保鲜等方面,包括日常生活中的一日三餐都离不开食品添加剂,尽管它在食品中含量不足2%,却在改善食品色、香、味以及调整营养结构、改善食品加工条件、延长保存期等方面有极其重要的作用。

因此,它在食品工业中占据重要地位。

可以说,没有食品添加剂就没有现代食品工业。

近些年来,随着我国人民生活水平的不断提高及对自身生命健康的日趋关注,营养食品、绿色食品、功能食品等已成为了消费的热点,这不仅推动了我国食品工业的高速发展,与此同时也给食品添加剂的发展提出了更高要求。

当今世界，随着经济的发展和生物技术的不断改善，食品添加剂的安全和功能性已成为消费者日益关注的热点。

因而世界各国高度重视天然食品添加剂，特别是一些利用微生物的代谢产物为原料经提取、酶法转化或发酵等技术生产具有生物功能的食品添加剂的研发[1]。

所以生物功能食品添加剂已成为近年来世界食品工业新的增长点，也是国内外竞相开发的焦点[2]。

按照用途可以将现在已研究成熟的生物功能食品添加剂分为四类: 防腐剂、抗氧化剂、增色剂、调味剂。

1.天然生物功能防腐剂防腐剂是用以保持食品原有品质、风味和营养价值为目的的食品添加剂，它能抑制有害微生物活动、防止食品腐败变质从而延长保质期[3]。

目前食品工业大多用山梨醇、苯甲酸及其钠盐做防腐剂[4]，但是苯甲酸及其钠盐会对机体有致突变作用[5]。

随着人类对自身健康安全、食品营养价值和环保问题认识的不断提高。

安全、天然、高效、经济的新型天然具有生物功能的防腐剂正在研究并且有些已得到中国食品安全的认可并在生产中应用，其中有一大类肽类防腐剂已经成为防腐剂的研究热点。

溶菌酶溶菌酶就是一种具有生物功能的肽类防腐剂。

广泛应用于肉类、干酩、香肠、奶油、面类、水产品等食品的防腐保鲜，尤其作为婴儿食品( 如奶粉、米粉等) 、酸奶饮料的优良添加剂[6]。

溶菌酶具有多种生理活性作用如抗菌、抗病毒、抗肿瘤等。

所以溶菌酶是无毒、无副作用，安全性很高的蛋白质，又具有一定的溶解有害菌的作用，且不用加热处理，属于冷杀菌，便捷、高效，对食品的风味也不会产生影响。

通过马美湖等人的实验[7]，溶菌酶是可以替代山梨醇、苯甲酸等合成食品添加剂的最佳产品。

1.2.昆虫抗菌肽昆虫抗菌肽，昆虫在环境中有极强的适应能力和防御能力。

所以人们对昆虫的体液免疫及生化性质进行了深入研究后发现: 经细菌、菌疫苗、某些化学物质及超声波诱导变异处理后，昆虫体内产生一些能杀死细菌、真菌的分子量很小、结构致密的蛋白质，称之为抗菌肽[8]。

迄今为止，人们在昆虫中已发现了大量的抗细菌肽、抗真菌肽以及既抗细菌又抗真菌的抗菌肽。

抗菌肽的作用机理是在细胞膜上形成了微孔，导致膜的通透性增加以及破坏能量生成系统。

它主要是抑制细菌的活性，而对真核细胞基本无抑制作用，对高温有很好的稳定性，所以可以应用于肉类、酒类、乳制品等需高温处理的食品。

昆虫抗菌肽目前应用比较多的是Cecropin，其最初是在西哥罗佩蛾的免疫淋巴组织中发现的，后来在其它昆虫甚至在猪肠中都发现了Cecropin 的类似物[9]。

Cecropin 现已在肉类保鲜防腐中大量应用，并且作为新型的绿色食品添加剂被大量推广。

乳酸链球菌素( Nisin) 是一种新型的生物功能食品添加剂，由34个氨基酸残基组成，含有3个硫醚键分子内环，呈酸性，在酸性条件下最稳定。

Nisin 不仅可以抑制革兰氏阴性细菌、酵母和霉菌生长，而且对许多革兰氏阳性菌，包括链球菌属、葡萄球菌属、小球菌属、乳杆菌属的某些种，大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子也有抑制作用[10]。

Nisin 已被美国联邦肉类检验法规认可是适用于干香肠和半干香肠中的防腐剂。

另外对志贺氏菌、金黄色葡萄球菌和异常汉逊酵母也具有较强的抗菌作用。

溶菌酶、昆虫抗菌肽等对人体还有一定的保健作用，所以这是值得大力推广的食品防腐剂。

目前人们正尝试通过基因工程，诱变技术和分子修饰来提高抗菌性能。

现在抗菌肽分子的改造和设计已成为获得新抗菌肽的主要途径，并有研究报道天然肽类防腐剂常和其它防腐剂配合使用，抗菌效果会更强。

2.天然生物功能抗氧化剂抗氧化剂是能阻止、抑制或延迟食品中油脂因氧化而导致的食品变色、酸败的食品添加剂。

它主要应用于含油脂多的食品、休闲膨化小食品、奶油、乳酪、肉制品、罐头、面点、馅料、脱水蔬菜、冷冻食品、果汁饮料等[3]。

最近十年，人们对番茄红素、辅酶Q10、茶多酚等天然抗氧化剂的提取工艺已进行深入研究，相继开发出比合成抗氧化剂抗氧化能力更强的天然并具有生物功能的产品。

2.1.番茄红素特别是番茄红素抗氧化剂，研究证明其抗氧化能力是维生素 E 的100 倍，并且因为番茄红素可与低密度脂肪结合抑制其氧化而具有延缓衰老、增强机体免疫力、改善粥样动脉硬化以及美容、抗紫外线辐射等多个保健功能[11]。

2000 年10 月以色列lyco—Red 公司推出用番茄红素做的粉红色无糖口嚼片有预防和辅助治疗心脑血管疾病的功效[12]。

多项研究显示，番茄红素还可以有效预防前列腺癌。

若将其作为最普遍饮食资源，摄入20% 番茄红素的人，发生前列腺癌的危险性可下降21%，而番茄红素对晚期前列腺癌的作用甚至更为显著，可使前列腺癌的死亡率下降约50%[13]。

番茄红素已逐渐成为国际市场上功能型食品添加剂研究的新热点。

2.2.辅酶Q10辅酶Q10 是一种脂溶性醌类化合物，有很强的抗氧化性。

其主要的生物功能是辅助催化线粒体中能量体ATP 的磷酸还原作用，快速修复细胞能量供应系统。

辅酶Q10 对心脑血管疾病有预防和治疗作用，在人体保健和护理中也具有重要地位[14]。

2.3.茶多酚在茶叶残渣———茶末、茶片中提取茶多酚，其抗氧化性超过BHA、BHT。

茶多酚具有很好的脂溶性和水溶性，可广泛地添加到食品中，另外，成功研发脂溶性茶多酚抗氧化剂，为我国油脂工业保鲜提供了更好的天然抗氧化剂[15]。

食品工业的高速发展对抗氧化剂的要求越来越迫切，高效、安全、无污染、兼具保健功能的抗氧化剂已成为今后发展的总趋势，并且多种抗氧化剂相互结合，提高抗氧化能力也是未来关注的重点，例如将番茄红素与维生素 E 结合后，抗氧化能力比独立作用有很大的提高。

3.天然生物功能增色剂增色剂是用于保持或增加食品的色泽，改善食品的感官性质的一类添加剂。

近年来人们越来越关注微生物生产的有生物功能的天然增色剂。

因为用微生物生产的色素比从天然植物、动物中提取更方便，并且受季节、场地、气候的限制较少。

微生物色素更易被人体吸收，而且无毒、安全、有些还有生物保健功能，更适用于现代都市亚健康人群。

目前微生物生产的色素主要有红曲色素、β－胡萝卜素等。

3.1.红曲色素红曲色素主要由六种色素构成: 两种黄色素( monasina ankaflavin) 、两种橙色素( rubropunctatinmonascorubrin ) 、两种红色素( rubropunctaminemonascorubramine) ，另外有两种新的黄色素。

生产红曲色素的菌种是红曲霉属( Monascus Van Tieghen) ，南京农业大学利用红曲霉生产红色素，色价在1000～2000 之间。

红曲中含有洛伐他汀等降血压因子，可以调节血压、控制血脂含量[16]。

3.2 .β－胡萝卜素β－胡萝卜素是脂溶性色素，普遍用于奶油、脂类、人造奶油等油脂类食品着色。

生产β－胡萝卜的菌种有: 克拉克须霉菌( Phycomyoces blakeskeanus) 、三孢布拉霉菌( Blakedea trispora ) 、红酵母( Rhodotorula)[17]。

王岁楼利用实验室保藏的红酵母RY－9，考察了皂化时NaOH 浓度、用量、皂化时间及乳化剂的配比和用量等因素对红酵母胡萝卜素水溶性和吸收率的影响，获得了水溶性胡萝卜素粉制剂，该制品纯度高、稳定性和水溶性良好，β－胡萝卜素含量为300～800μg/g[18]。

微生物生产的增色剂都没有毒性和致变作用，安全性极高，可广泛应用于饮料、糖果、食品和药剂加工中，是未来增色剂发展的方向。

4.天然生物功能调味剂调味剂是食品工业中必不可缺的添加剂，它使食品的风味更好，并且优化食品的味道为大众所能喜欢。

调味剂根据不同的呈味方面分为以下几类:鲜味剂、酸味剂和甜味剂。

4.1.鲜味剂目前国外发展最快的调味剂产业就是鲜味剂产业。

鲜味剂的加入可以丰富食品的风味，使食品的味道多种多样。

国外的生物营养性天然鲜味剂主要是微生物提取物如酵母浸膏。

酵母浸膏被誉为第3代鲜味剂，采用生物酶解技术处理啤酒酵母、面包酵母或圆酵母，将其细胞内的蛋白质、核酸等物质进行生物降解精制而成的复合型天然调味料。

富含多种必需氨基酸、肽类物质、维生素等营养成分，已在肉制品、调味品、焙烤食品中广泛应用[19]。

日本生产的酵母浸膏Huap，可随产生的鸟苷酸、肌苷酸和游离氨基酸的含量不同，生产出具有肉鲜味或酒香风味的不同鲜味剂[19]。

4.2.酸味剂酸味剂又称酸度调节剂，是使食品的酸味提高以及调节pH 或有缓冲作用的酸、碱、盐类物质的总称。