近年来，随着我国经济的高速发展，生活水平的不断提高，人们对食品的新鲜程度和质量的关注度越来越高。食品腐败不仅会造成食品营养价值的丧失，甚至还会造成食物中毒。造成食品腐败的原因很多，最主要因素是微生物。为了延长食品的保质期，在食品加工和生产过程中，人们通常采用添加防腐剂来杀死或者抑制微生物。
在消费者越来越追求天然无毒食品的趋势下，利用动植物或微生物的代谢产物等作为原料，利用现代生物技术手段生产的天然食品防腐剂越来越受到人们的重视，也是今后我国防腐剂热点研究方向之一。
食品防腐剂的分类及作用机理
食品防腐剂是一种能防止由微生物引起的腐败变质、延长食品保藏期的食品添加剂，《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-211）严格规定了可以使用在食品中的防腐剂的种类、质量标准和添加剂量。食品防腐剂按作用分为杀菌剂和抑菌剂，按来源分为化学防腐剂和天然防腐剂2大类。
一般认为，食品防腐剂能使微生物的蛋白质变性，对细胞膜、细胞壁等亚结构产生破坏。由于这些亚结构对菌体而言都是必须的，因此食品防腐剂只要作用于其中的一个亚结构便能达到杀菌或抑菌的目的。
天然食品防腐剂的种类及研究进展
目前，用于食品的天然食品防腐剂大致有从天然植物中获得的直接提取物，从微生物中获得的工程产品，从动物体中获得的物质3大类。大量事实和文献报道证明这些提取物，能有效阻止病原微生物的生长，是理想的天然抑菌防腐材料。
植物源天然食品防腐剂
天然植物一般都有大量的抗菌活性成分，一直是国内外研究防腐剂的热点。研究者还发现各种天然抗菌成分之间也存在协同增效作用，并作为天然食品防腐剂在某些类食品中作了一些应用研究。
茶多酚。茶多酚是多酚类物质的总称，它能清除人体内多余的自由基，改进血管的渗透性能，有抗癌防龋、抗机体脂质氧化和抗辐射等生理效应作用。茶多酚还有卓越的抗氧化性，可延长油脂的贮存期；可阻止亚硝胺的形成，抑制率达20%~90%,对肉类也有很好的防腐保鲜作用。研究人员研究了茶多酚和竹醋液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种常见的食源性致病微生物的抑菌效果，两者的复配液可以将牛肉的货架期由原来的6~8d延长到12~14d.茶多酚还可以保持水果蔬菜的原有色泽，抑制果汁饮料中多种维生素的降解破坏，保护其中的各种营养成分。
大蒜素。大蒜所含有的大蒜辣素对一些致病性肠道细菌和常见食品腐败真菌都有较强的抑制和杀灭作用。据报道，大蒜可延长肉类的保鲜期，10%的大蒜注射液使肉类的保鲜期延长；研究人员研究了大蒜素对鲜切莴苣保质期的影响，实验表明经过6天的存储，使用1%的大蒜素可以有效降低腐败微生物数量，减少了鲜切莴苣的组织褐变和微生物损坏。研究人员用大蒜水溶液对几十种污染食品的常见霉菌、酵母菌等真菌进行试验，结果发现它对这些真菌均有抑制作用。
香精油。植物精油对食源性病菌具有很强的抑制作用。研究人员采用1.0%丁香油+1.0%百里香油+0.2%芫荽籽油进行复配用于肉制品，实验表明对细菌总数有抑制作用，可延长肉制品货架期。研究人员对3种香料植物的5种提取物抑制大肠杆菌的作用效果进行比较研究，发现它们均有抑菌活性，对标准型大肠杆菌的抑菌效果依次为：丁香油>鼠尾草酸>迷迭香油>迷迭香酸>八角茴香油，最大抑菌圈达20mm.
微生物源防腐剂
微生物源天然食品防腐剂是由微生物代谢产生的具有防腐作用的物质，能够抑制一般微生物的生长，具有适用性广、无毒、高效等特点。目前主要应用的天然微生物源食品防腐剂有以下几种：
ε-聚赖氨酸。ε-聚赖氨酸是一种具有抑菌功效的多肽，它由25~35赖氨酸残基聚合而成，是一种营养型防腐剂，安全性高于其他防腐剂。研究人员从分子水平探讨了ε-聚赖氨酸对大肠杆菌O157:H7CMCC44828的作用机理，发现10μg/mL的ε-聚赖氨酸可以让大肠杆菌细胞膜完全裂解。在日本，ε-聚赖氨酸已实现工业化生产，主要应用于传统日常菜肴、天然加工食品和方便食品中。
乳酸链球菌素。乳酸链球菌素能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌。它能干扰细胞膜的正常功能，造成细胞膜的养分流失、渗透和膜电位下降，从而引起致病菌和腐败菌细胞的死亡。乳酸链球菌素是第一个被世界卫生组织批准的作为食品防腐剂使用的细菌素。国内外研究者对其在食品中的应用开展了很多有价值的探讨。
纳他霉素。纳他霉素是一种由纳他链霉菌发酵制得的白色至乳白色的无臭无味结晶粉末，是一种广谱、高效的真菌抑制剂。它能与细胞膜上的甾醇化合物反应，由此引发细胞膜结构改变而破裂，导致细胞内容物的渗漏，使细胞死亡。实验表明：单独加入纳他霉素，或与乳链菌肽组合使用，能够有效地抑制在Galotyri奶酪上真菌的生长，使货架期从14-15d延长至28d以上。姜元荣等人将纳他霉素与乳酸链球菌素复合使用于酱油中，试验表明可以有效抑制酿造酱油中霉菌的生长。
溶菌酶。溶菌酶，又称胞壁酸酶，存在于卵清、唾液等生物分泌液中，催化细菌细胞壁肽聚糖N-乙酰氨基葡糖与N-乙酰胞壁酸之间的1,4-β-糖苷键水解的酶。研究人员对溶菌酶的抑菌作用及抑菌机理进行了初步研究，表明酶水解细胞壁中的糖苷键，破坏了细胞壁结构，细胞质解体出现空腔，溶菌酶通过渗透进入细胞内，吸附细胞内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用，扰乱细胞正常的生理活动，从而杀灭细菌。目前，我国一般从鸡蛋清中提取生产溶菌酶，可作为水产品、奶油、干酪等食品的防腐保鲜剂。
动物源天然食品防腐剂
壳聚糖。壳聚糖又叫甲壳素、壳多糖，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖，是一种天然存在的生物多糖。壳聚糖具有广谱抗菌性和无毒性、良好的生物降解性和生物相溶性的特点。壳聚糖涂在果蔬上形成的膜有一定的隔氧性和阻水性，可以调节果蔬的生理代谢，达到保鲜的效果，另外壳聚糖上的胺基也可起到抑菌的作用。壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖，而且不影响食品风味。它被广泛应用于生面条、豆沙馅、腌渍食品、草莓等保鲜中。
蜂胶。蜂胶是由蜜蜂分泌物加工而成的一种具有芳香味的胶状固体物，它的成分复杂，含有多种活性成分，蜂胶黄酮是蜂胶防腐抗氧化剂的最主要成分，具有较强的抗菌、抗氧化及强化免疫等作用。研究人员研究了蜂胶对猪肉的防腐及毒理性试验，表明蜂胶具有安全性并对猪肉具有防腐作用。研究人员将用不同浓度的蜂胶乙醇提取液对采收的新鲜油麦菜进行涂膜保鲜试验，结果表明：3%左右的蜂胶乙醇提取液对油麦菜保鲜有明显效果，可有效延长其自然存放时间，且对油麦菜的口感无影响。
鱼精蛋白。精蛋白是一种存在于各种动物精巢组织中的多聚阳离子肽，目前已经从鲑鱼、鲱鱼等多种鱼类及其他水生动物中提取到鱼精蛋白。它对巨大芽孢杆菌、枯草杆菌、粪链球菌等均有较强抑制作用，但对革兰氏阴性细菌抑制效果并不明显。研究人员研究了鱼精蛋白对牙周致病菌、中间普氏菌和Aggregati-bacter放线杆菌等多种细菌的抑菌效果。研究人员实验表明，鱼精蛋白对鱼糕制品具有较好的保存效果。鱼精蛋白还做为水产品、鱼糜制品、豆沙馅、面包、蛋糕、调味料等食品的的防腐剂广泛使用。
展望
目前天然食品防腐剂的研究与应用在国外已日趋广泛，在我国尚属初级阶段。我们所使用的天然食品防腐剂多为粗制品。随着抗菌物质分子结构与作用机理的揭示，更多的天然食品防腐剂将被开发出来，天然食品防腐剂将会在21世纪具有广阔的应用前景，必将对人类健康发挥巨大的作用。