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隨著人們生活水平的提高，消費者愈來愈追求營養豐富、綠色安全的食品。盡管在法規標準規范內添加防腐劑，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、組成和結構特征不同，因此其在食品中的應用也不同。

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。因獨特的風味和抑菌防腐作用，長期以來，植物提取物和植物精油一直被用作食品防腐劑、調味料和醫療制劑。

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，延長食品的保質期。植物性抗氧化劑大多表現出類似于丁基羥基茴香醚和丁基化羥基甲苯的保護作用，多種蔬菜和水果都是用于強化和穩定食品品質的天然抗氧化劑的重要來源。

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

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

(3) 酶可通過許多不同的機制發揮抗菌活性。例如，溶菌酶和其他抗菌酶主要通過催化裂解細胞表面聚合物或細胞壁，誘導細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。

(4) 抗菌肽對細菌、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。

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

(6) 微生物中的乳酸菌（LAB）具有抑制微生物生長的能力，被認為是較好的候選菌種。在發酵食品的生產中，乳酸菌用于提高食品的口感、風味和質地以及防止致病微生物的生長，且LAB食用時無任何危害。LAB的抗菌成分主要有細菌素、有機酸、過氧化氫、二氧化碳和二乙酰。其中，細菌素是由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，細菌素在較低的pH值下抗菌活性更強。

市場嶄露 潛力展現

近年來，從天然資源中尋找活性物質來代替化學物質，已成為國際上重點研究和開發利用的重要方向。

如美國配料制造商建明集團研發的由迷迭香和綠茶提取物組成的防腐清潔標簽方案，在醬汁、調料和調味品以及肉類、家禽產品中非常有效。

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抗氧化產品（如迷迭香和針葉櫻桃提取物）與天然抗菌解決方案（如培養葡萄糖和緩沖醋）相結合的混合物，可以防止微生物生長所導致的腐敗、異味和常見的食源性病原體。該產品可應用于肉類、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新的概念。

我國青島元達生物科技有限公司就是其中的典型代表者。其所生產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，應用場景廣泛，可以添加到不同類型食品中。 

以色列初創公司Resorcix則推出了一種基于天然松脂的植物成分Flavorwatch,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味，只需要極少量就能夠在保持飲料的感官風味基礎上，確保產品在保質期內保留原有風味。

TAB是飲料中非常容易出現的一種非致病微生物，源自飲料制備中經常使用的某些成分，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防。上述天然松脂的植物成分經證實具有抗菌作用，可在發芽階段分解TAB細胞，因而可以防止細菌產生異味和難聞的代謝物，并且該成分允許在較低溫度下進行巴氏殺菌。目前，美國FDA、歐洲食品安全局、日本和以色列的官方規定，這種新成分可以標注在標簽上。

蘑菇也可以作為防腐劑進行開發。加拿大Chinova Bioworks公司旗下天然蘑菇纖維產品已被FDA認定為一般公認安全（GRAS）。據悉，該產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，并滿足清潔標簽需求。

合成生物學技術在天然防腐劑領域也有滲入。

美國生物技術公司Conagen在2021年8月推出了一種合成生物技術發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。該產品可作為苯甲酸和山梨酸等的潛在替代品。

香豆酸的化學結構式

同時，科學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。印度一項研究發現，辣木花提取物可以增加產品的抗菌性能。其作用機理是由于辣木花提取物具有的豐富多酚類化合物發揮的抗菌作用。研究證實，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和蛋白質氧化而具有穩定色澤和風味作用，因此具有較高的風味和總體可接受性。

再如無花果皮。研究發現，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，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℃的冷藏環境。結果顯示，不添加無花果皮粉末的產品在1天之內就滋生了很多細菌，而添加的產品保質期分別對應為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，西北師范大學生命科學學院的研究人員發現，橄欖葉提取物有較強的抑菌活性，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，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。

有關數據顯示，全球食品防腐劑市場預計將從2021年的33億美元，增長到2026年的40億美元，期間年復合增長率為4.1%。隨著消費端對天然成分的青睞，食品防腐劑市場的迭代正在加速進行。

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