一、防腐剂的作用机理
肉制品腐败变质不仅会使其丧失营养价值，还可能造成食物中毒。微生物生长繁殖是导致肉制品腐败变质的主要原因之一。防腐剂是指一类加入食品中能防止食品腐败变质、延长食品储存期的物质。防腐剂的来源主要有天然防腐剂和合成防腐剂，以合成防腐剂的商业化应用最多。食品防腐剂应具有如下特征：①性质稳定，在一定的时间内有效。②使用过程中或分解后无毒，不阻碍胃肠道酶类的正常作用，也不影响肠道正常菌群的活动。③在较低浓度下有抑菌或杀菌作用。④本身无刺激味或异味。⑤方便使用。
目前使用的防腐剂对微生物主要有以下几方面的作用：
（1）防腐剂破坏微生物细胞膜结构，或干扰细胞壁的合成，或改变细胞膜的渗透性，使得微生物体内的物质逸出细胞外，或影响与膜有关的呼吸链电子传递系统，导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。
（2）防腐剂作用于微生物体内的酶系，抑制酶的活性，干扰其正常代谢。如防腐剂与酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于微生物的呼吸酶系，如乙酰辅酶A缩合酶、脱氢酶、电子传递酶系等。
（3）防腐剂作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而影响到遗传物质的复制、转录、蛋白质的翻译等。
（4）其他作用：包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性、蛋白质交联而导致其他的生理作用不能进行等。
肉制品中常的防腐剂使用范围见表.
（一）山梨酸及山梨酸钾
山梨酸的化学名为2,4-己二烯酸，又名花楸酸，分子式为C6H3O2，分子量为112.13，无色针状结晶性粉末，无臭或微带刺激性臭味。难溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙二醇、植物油等。由于其为不饱和脂肪酸，因此，长期暴露在空气中易被氧化而失效。
山梨酸钾的分子式为C6H8O2K，分子量为150.22，白色至浅黄色鳞片状结晶或结晶粉末，无臭或微有臭味。易溶于水，溶于丙二醇、乙醇。长期暴露在空气中易吸潮、易氧化分解。
山梨酸属于酸型防腐剂，在酸性介质中对微生物有良好的抑制作用，适用于pH5～6及以下的肉制品的防腐。随着pH的升高，其防腐效果下降，pH为8时丧失防腐作用。山梨酸具有良好的防霉性能，对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育具有抑制作用，对嗜酸乳杆菌等效果较差，对兼气性芽孢生成细菌几乎无效。山梨酸钾需要转化为未离解的山梨酸后才具有防腐性能。山梨酸与苯甲酸、丙酸、丙酸钙等防腐剂可产生协同作用，提高防腐效果。
山梨酸较易挥发，应尽可能避免加热。山梨酸对眼睛刺激严重，在使用过程中应注意勿使其溅入眼内。一旦进入眼内要赶快用清水冲洗。部分酶类可使山梨酸分解为1,3-戊二烯，使山梨酸失效并产生不良气味。山梨酸不宜长期与乙醇共存，因为两者作用会产生具有特殊气味的物质，影响产品风味。山梨酸在贮藏过程中应注意防湿、防热（低于38℃）、防氧化。
山梨酸及山梨酸钾ADI为每千克体重0～25mg（包括以山梨酸计的山梨酸及其盐类）。
（二）单辛酸甘油酯
单辛酸甘油酯的化学式为C11H22O4，分子量为218，常温下为浅黄色黏稠液体或乳白色塑性体，无臭，略带苦味。溶于乙醇、乙酸乙酯、氯仿及其他氯化烃和苯；不溶于水，与热水振摇后乳化。
单辛酸甘油酯进入人体后，在脂肪酶的作用下分解为甘油和脂肪酸，两者经TCA循环彻底氧化分解为二氧化碳和水，且供给身体能量。因此，单辛酸甘油酯在人体内不会产生不良的蓄积性和特异性反应，是安全性很高的物质。作为防腐剂，单辛酸甘油酯是一种无毒、高效、广谱防腐剂，它对革兰氏菌、霉菌、酵母均有抑制作用。20世纪80年代由日本首先开发成功并投放市场，规定为不需限量的食品防腐剂；FAO／WHO下属JECFA 亦对辛酸甘油酯ADI不作限量。
（三）双乙酸钠
双乙酸钠的分子式为C2H4O2·C2H3O2·Na，分子量为142.09，白色结晶，带醋酸气味，易吸湿。极易溶于水（1g／mL），放出42.25％醋酸。10％水溶液的pH为4.5～5.0。加热至150℃以上分解。可燃。双乙酸钠对耐热菌马铃薯杆菌（B.Mesentericus）、枯草杆菌（B.Subtitis）的孢子及霉菌有很强的抑制作用，对黑曲毒、黑根霉、黄曲霉、绿色木霉的抑制效果优于山梨酸钾，一般用量是0.3～3g／kg。较少受到食品本身pH的影响。
双乙酸钠属于低毒级，参与人体新陈代谢，产生CO2和H2O，可保持肉制品原有的色香味和营养成分。
（四）乳酸链球菌素
乳酸链球菌素（Nisin）别名尼生素、乳球菌肽、尼辛，是一种由乳酸链球菌合成的多肽抗菌素类化合物，由34个氨基酸组成，分子式为C143H230N42O37S7，分子量为3348。在水中溶解度依赖于pH，pH为2.5时溶解度为12％，pH为5.0时下降到4％，在中性和碱性条件下不溶于水。pH为2时耐热性好，pH大于5时，耐热性下降。
乳酸链球菌素是一种窄谱抗菌剂，用于抑制革兰氏阳性细菌及其芽孢，如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、李氏杆菌、湿热脂肪芽孢杆菌的生长和繁殖；对酵母菌、革兰氏阴性菌和霉菌均无效。
乳酸链球菌素的ADI为每千克体重33000IU，安全无毒。
(五)脱氢乙酸及其钠盐
脱氢乙酸化学名为3-乙酰基-6-甲基二氢吡喃-2,4-（3H）二酮，又名脱氢醋酸，分子式为C8H8O4，分子量为168.15。无色至白色针状结晶或白色晶体粉末，无臭，几乎无味，无刺激性。贮存条件0～6℃。脱氢乙酸是一种广谱性的食品防腐剂，能抑制霉菌、酵母和细菌的生长，0.1％的浓度即可有效地抑制霉菌，0.4％的浓度可有效抑制酵母，为酸性防腐剂，对中性食品基本无作用。脱氢乙酸电离常数较低，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效果，当pH大于9时，抗菌活性才减弱。
脱氢乙酸钠分子式为C8H7NaO4·H2O，分子量为208.15。白色的结晶粉末，无臭、微有特殊味、无刺激。易溶于水、甘油、丙二醇，微溶于乙醇、丙醇。其水溶液呈中性或微碱性。耐光、耐热性能好，在食品加工过程中不会分解和随水蒸气蒸发，在食品中也不会产生不良气味。抑菌作用基本不受pH的影响，但中性条件下防腐效果最好。对霉菌的抑制力最强，有效浓度为0.05％～0.1％，抑制细菌的浓度为0.1％～0.4％。
（六）纳他霉素
纳他霉素（Natamycin）是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，分子式为C33H47NO13，分子量为665.75。外观呈白色或奶油色，无味，结晶性粉末。溶解度与pH有关。在水和极性溶剂中溶解度很低，不溶于非极性溶剂，室温下在水中的溶解度为30～100mg／L，在大多数食品的pH3～9范围内，纳他霉素是非常稳定的。
纳他霉素对几乎所有霉菌和酵母菌都有作用，抑制作用比山梨酸强50倍左右，但对细菌和病毒无效。研究表明，大多数霉菌被质量浓度为（1.0～1.6）x10-3mg／L的纳他霉素所抑制，极个别的霉菌在质量浓度为（1.0～5.0）x10-3mg／L时被抑制。
纳他霉素的ADI为每千克体重0.3mg，纳他霉素很难被消化吸收，因为它难溶于水和油脂，大部分摄人的纳他霉素随粪便排出.
（七）乳酸钠
乳酸钠分子式为CH3CHOHCOONa，分子量为112.06，无色或微黄色透明液体，无异味，略有咸苦味，混溶于水、乙醇、甘油。一般浓度为60％～80％，60％的浓度最大使用限量为30g／kg。乳酸钠是一种新型的防腐保鲜剂，主要应用到肉、禽类制品中，对肉食品细菌有很强的抑制作用，如大肠杆菌、肉毒杆菌、李氏杆菌等。乳酸钠在原料肉中具有良好的分散性，且对水分有良好的吸附性。
不同防腐剂的理化性质有所差异，导致其对不同微生物的作用亦有所不同，因此，在肉制品加工中防腐剂的选用上应全面考虑，一般需要注意以下几点：
（1）应认真考察预选防腐剂的特点和性质。一般来讲，每种防腐剂只对一类或几种微生物有抑制作用。为了最大限度地发挥防腐剂的作用，在应用前应了解肉品和防腐剂的特点。主要可以从如下几方面进行考虑：了解防腐剂的抗菌谱、最低抑菌浓度和肉制品所污染的微生物的性质，选择最佳的防腐剂；了解防腐剂的理化性质，如pH、溶解性等。
（2）确定防腐剂的最佳用量。通过配方和工艺优化，最终通过最少量的防腐剂来达到最佳的防腐效果。一般情况下，加热可显著增强防腐剂的防腐效果。但是防腐剂与加热只是同用，而不能代替巴氏杀菌或其他杀菌方法。它们之间的应用也应符合肉制品加工工艺的要求。
（3）防腐剂只能作为一种保藏的辅助手段，保质期需要通过综合手段进行提高，如控制原辅料初始菌、持续改进热加工和杀菌工艺等。工艺的提升可以有效降低防腐剂的使用量。实际上，延长保质期的核心仍在于配方和工艺。微生物一旦在肉制品中开始作用，即使加入了防腐剂延缓了腐败变质，但也无法使产品恢复到感官上的新鲜状态。因此，加强原料采购、加工和贮藏过程中的卫生管理，尽量减少杂菌的污染，是获得良好防腐效果的重要前提条件和根本保证。
（4）了解防腐剂的影响因素。防腐剂的作用受原料和肉制品各成分的影响，肉制品中的某些组分如香辛料、调味剂或乳化剂等可能具有抗菌作用，或者某些组分可与防腐剂选择性地发生物理化学反应，这样会不同程度地影响防腐剂的使用效果。有些防腐剂还会被微生物分解，甚至可能成为微生物生长的碳源，若使用不当，不但无效，还可能被微生物所利用。因此，应明确加工条件、贮藏条件、货架期及储藏过程中不同影响因素对防腐剂的影响，确保防腐剂有效。
（5）每种防腐剂有不同的抑菌谱，没有一种防腐剂能抑制或杀灭肉制品中可能存在的所有腐败性微生物，且不同类型防腐剂合用成功的例子并不多。
应该认识到，防腐剂的应用有其必要性，生产中严格遵守《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB2760-2011），按照其规定的使用量进行生产活动是安全的。部分生产企业在产品标签上标注“不含防腐剂”字样，既不科学，也无必要，甚至会引起消费者对防腐剂的误解和恐慌。
1．肉制品腐败菌分布特点
（1）香肠和灌肠制品 在香肠和灌肠加工过程中，分布在肉表面的微生物及环境中的微生物会大量散到物长可在肠衣中国腊肠含有盐分，但不足以抑制其中的微生物生长。酵母菌可在肠衣外面形成黏液层，感杆菌能使肉肠变酸和变色，革兰氏阴性杆菌也可使肉肠发生腐败变质。
熟肉肠类是经过热加工制成的产品，因此，可杀死肉馅中微生物的背素，但一些细菌的芽孢仍可能存活，加热不充分不形成芽孢的细菌也可能存活。熟制后的肉肠也应进行冷藏，使肠内中心温度在4～6h内降低至5℃，否则梭状芽孢杆菌的芽孢可能发芽并繁殖。硝酸盐可抑制芽孢发芽，尤其能抑制肉毒杆菌的芽孢，但对其他菌类抑制作用较弱。熟肉肠类制品发生变质的现象主要有表面变色和绿蕊或绿环，前者是由于加工后又污染了细菌，且贮存条件不当，细菌繁殖所致，后者则是由于原料含菌数过高。
（2）腌腊肉制品 肉类经过腌制可达到防腐和延长保存期的目的，并有改善肉品风味的作用。湿腌法用的腌制液一般含4％的NaCl，对微生物有一定的抑制作用。假单胞菌是冷藏鲜肉的重要变质菌，其数量的多寡是腌腊肉制品微生物学品质优劣的标志。该菌在腌制液中一般不生长，只能存活而已。
腌制肉中微生物的分布与腌制肉的部位和环境条件有关，一般肉皮上的细菌数比肌肉中的细菌数要高。当pH6.3时，则以微球菌占优势。微球菌具有一定的耐盐性和分解蛋白质及脂肪的能力，并能在低温条件下生长，大多数微球菌能还原硝酸盐，某些菌株还能还原亚硝酸盐，因此，它是腌制肉中的主要菌类。弧菌具有一定的嗜盐性，并能在低温条件下生长，有还原硝酸盐和亚硝酸盐的能力。在pH5.9～6.0以上时生长，在肉表面生长形成黏液。
在腌制肉上常发现的酵母菌有球拟酵母、假丝酵母、德巴利酵母和红酵母，它们可在腌制肉表面形成白色或其他色斑。在腌制肉上也常发现青霉、曲霉、枝孢霉和变链孢霉等生长，并以青霉和曲霉占优势。污染腌制肉的曲霉多数不产生黄曲霉毒素。
带骨腌腊肉制品有时会发生仅限于前后腿或关节周围深部变质的现象。这主要是由于原料肉（腿骨或关节处）在腌制前已有细菌污染，在腌制时盐分又未能充分扩散进入到腿骨及关节处，使污染菌在此生长繁殖，引起骨腐败。
（3）酱卤肉制品 研究表明，传统工艺制得的酱牛肉主要腐败菌为不动杆菌属、葡萄球菌属、肠杆菌科、微球菌属、热死环丝菌、乳酸菌、假单胞菌属和芽孢杆菌属等。贮藏温度对真空包装酱牛肉菌相构成变化的影响不大，在整个贮藏过程中，乳酸菌一直为优势菌，其次是假单胞菌属，而热死环丝菌、葡萄球菌属和肠杆菌科的比例则较低。
（4）高温火腿肠 高温火腿肠经过高压杀菌处理，保质期相对较长，但在长期的贮存环境中，由于条件适宜、包装损坏或二次污染等原因，未被高温杀死的休眠芽孢及二次污染菌会逐渐繁殖生长。研究表明，在25℃保存条件下，高温火腿肠的主要腐败菌是肠杆菌科、假单胞菌、芽孢杆菌和葡萄球菌。
2．防腐剂的选用
根据上述肉制品腐败菌分布特点，在了解防腐剂抑菌谱的前提下，可以根据肉制品产品特点选用防腐剂。明确防腐剂的抑菌谱是选用防腐剂的前提条件，如乳酸链球菌素主要针对革兰氏阳性菌、芽孢杆菌和芽孢梭菌，特别能抑制肉毒杆菌的繁殖及其毒素的形成，而纳他霉素则是典型的霉菌和酵母菌抑制剂，对细菌和病毒无效。
在使用防腐剂时应掌握以下几大原则：
（1）协同作用，几种防腐剂混合使用会达到更好的效果，但使用防腐剂必须符合国家标准规定，用量应按比例折算，不能超过最大使用量。
（2）可适当增加肉制品的酸度，在低pH的食品中细菌不易生长。
（3）与合理的加工、贮藏方法并用，热加工可减少微生物的数量，因此，加热后再添加防腐剂，可发挥最大功效。
文章来源：肉制品添加剂使用技术——王守伟
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