爱华网随着对食品安全和健康问题的普遍关注，消费者对天然产物的兴趣越来越高。由于化学防腐剂存在的问题和缺陷，天然生物防腐剂引起了食品工业界的极大重视。采用天然防腐剂，可以赋予食品更高的营养价值，减少或完全停用化学防腐剂，并且确保食品的微生物安全性。天然生物防腐剂是指来源于植物、动物、微生物的具有预防食品腐败作用的抗菌物质，天然防腐剂的作用方式是抑制微生物的生长及发生在食品中的氧化反应和酶促反应。
目前控制食品微生物的主要措施是添加化学防腐剂，但由于化学防腐剂存在诸多缺陷，而且滥用和过量使用会导致出现新的食品安全问题。随着越来越多的消费者对食品安全和健康的日益关注，如今的食品工业更加强调天然防腐剂的使用，因而探索天然产物作为食品防腐剂已成为研究的热点。使用天然生物防腐剂可以保持食品的营养和品质特性，不受化学防腐剂污染，并保证食品的微生物安全，这种日益增长的需求为生物防腐剂的使用提供了良好的机遇。
微生物源生物防腐剂
一些微生物本身或其代谢产物具有抑制微生物生长繁殖的作用，可以用作防腐剂的生产。微生物本身作为食品防腐剂目前主要有乳酸菌，微生物代谢产物作为食品防腐剂的有乳酸菌等细菌产生的细菌素及那他链霉菌产生的纳他霉素等。
微生物活菌作为食品防腐剂研究最多的是乳酸菌，乳酸菌是国际公认的可食用的安全性微生物，且多数乳酸菌本身具有改善肠道益生菌菌群的功能，许多研究发现，多种乳酸菌具有抗菌特性。乳酸菌在食品及农产品中的抑菌作用可以通过两种方式实现。其一是通过添加活性菌体作为发酵剂或辅助发酵剂，与农产品中污染或存在的各种微生物共同培养，利用不同微生物间的拮抗和竞争抑制作用，抑制有害微生物的生长而不影响有益菌的增加;其二是利用微生物在正常生长代谢过程中产生的具有抗真菌和抗细菌作用的抑菌活性物质的提取分离组分，按一定量添加于食品和农产品中达到防腐保鲜的目的。
微生物代谢产物作为食品防腐剂研究最多的是细菌产生的细菌素和放线菌中的那他链霉菌产生的纳他霉素等。
某些细菌可以产生许多对其他细菌具有抑制作用的化合物，它可以被用来抑制潜在的腐败或病原微生物的生长。这些化合物包括发酵最终产物，如有机酸、过氧化氢、双乙酰以及细菌素和其他抑菌化合物如罗伊氏菌素(reuterin)等。革兰氏染色阴性细菌和革兰氏染色阳性细菌均产生细菌素。细菌素是蛋白质性质的抗菌化合物，是由核糖体合成的抗菌肽。
细菌素根据产生菌不同和分类标准,可以分为五类。其中大多数属于I和II类，是迄今为止研究最深入的。第I类称为羊毛硫细菌素(lantibiotics)，是含有一些不同寻常的氨基酸的小肽;II类细菌素很小，未经修饰、具有热稳定性。另一个分类方法是根据产生细菌素的微生物的属、种或群进行命名，如乳酸菌产生的羊毛硫细菌素，大肠杆菌产生的大肠杆菌素(colicin)，肺炎克雷伯氏菌产生的克雷伯菌素(klebisin)等。
从乳酸菌中已分离出大量的细菌素，并对其特性进行了研究。一些乳酸菌细菌素对食品中重要致病和腐败菌具有抗菌活性，已作为食品防腐剂在生产中使用。重要的有乳链球菌肽(Nisin)、双球菌素(diplococcin)、嗜酸菌素(acidophilin)、保加利亚菌素(bulgarican)、瑞士菌素(helveticin)、乳酸菌素(lactacin)、植物乳杆菌素(plantaricin)。Nisin由乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)菌株产生，是迄今为止研究最彻底的细菌素，作为食品添加剂在全球得到应用。除Nisin及相关化合物如片球菌素(pediocin)是广泛用于食品保藏的细菌素之外，还有许多其他细菌素也已被认为具有作为食品防腐剂的潜力。
Nisin是目前应用最广泛的细菌素，但是它的抑菌谱有局限性，对革兰氏染色阴性细菌或真菌无抑制作用，仅在低pH时有效。商品化的Nisin 由乳酸乳球菌在经改良的牛奶培养基中发酵而生产，作用位点是细菌细胞质膜的磷脂成分，从而扰乱膜功能，通过抑制芽孢的膨胀过程预防其发芽。它对许多革兰氏染色阳性细菌具有高活性，特别应用于奶酪工业控制梭状芽孢杆菌的繁殖。
Pediocin由乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)和戊糖片球菌(P. pentosaceus)的一些菌株产生，属于公认安全(GRAS)的细菌素。这些微生物通常从发酵香肠中分离得到，并用于发酵香肠的生产。由乳酸片球菌产生的细菌素有AcH、PA-1和JD，戊糖片球菌产生的片球菌素有A、N5p、ST18 和PD1。大多数片球菌素具有耐热性和蛋白质性质，在广泛的pH范围内有效。片球菌素AcH对腐败和致病菌有效，其中包括产单核细胞增多症李斯特菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭状芽孢杆菌。
罗伊氏菌素的化学本质是β-羟基丙醛(β-hydroxypropionaldehyde)，是一种溶于水的非蛋白质性质的甘油代谢物。它是由罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)产生的具有广谱抗菌作用的化合物，对革兰氏染色阴性和革兰氏染色阳性细菌、酵母和丝状真菌有杀菌作用。罗伊氏菌素在广泛的pH范围内有效，对抗蛋白水解酶和脂肪分解酶有耐受性，对单核细胞增多症李斯特菌有抑菌活性，但仅在37℃时对金黄色葡萄球菌有轻微抑制作用。然而，对大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)、猪霍乱沙门氏菌猪霍乱亚种(Salmonella choleraesuis subsp. choleraesuis)、小肠结肠耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、嗜水气单胞菌嗜水气亚种(Aeromonas hydrophila subsp.hydrophila)和空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)有较高的抗菌活性。
