由于來源于自然，具有安全、綠色、高效的防腐特性，天然防腐劑在食品中的應(yīng)用比化學(xué)合成防腐劑更為廣泛，重要性也日益增加。根據(jù)來源，天然食品防腐劑可分為植物防腐劑、動物防腐劑和微生物防腐劑。由于來源不同，天然食品防腐劑組成和結(jié)構(gòu)特征不同，在食品中的應(yīng)用也不同。

植物防腐劑

　　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。因為獨(dú)特的風(fēng)味和抑菌防腐作用，植物提取物和植物精油長期以來一直被用作食品防腐劑、調(diào)味料和醫(yī)用制劑。

　　植物提取物通常從植物的根、莖、葉、花、果、樹皮等部位獲得，一些提取物味道強(qiáng)烈，在高濃度下會引起感官不適，所以對其使用有一定的限制。植物提取物中具有生物活性的植物素，其含量的定性和定量變化都會影響其有效性。這些植物素還會影響食物中的微生物數(shù)量、口感和味道等。由于含有特定的植物化學(xué)成分，植物提取物具有一定的抗菌活性。從草藥、香料、蔬菜、水果中獲得的植物提取物對細(xì)菌、酵母和霉菌都具有抗菌作用。研究表明，植物提取物可有效抑制食源性致病菌的生長。

　　植物提取物中含有豐富的天然抗氧化劑?？寡趸瘎┦悄軌蜓泳徎蚍乐故澄镆蜓趸釘〉奶砑觿軌蜓娱L食品的保質(zhì)期。植物性抗氧化劑大多表現(xiàn)出類似于丁基羥基茴香醚（BHA）和丁基化羥基甲苯（BHT）的保護(hù)作用，多種蔬菜和水果都可作為強(qiáng)化和穩(wěn)定食品的天然抗氧化劑重要來源。

　　精油（EO）是從天然草藥和香料中獲得的具有芳香性和揮發(fā)性的液體，含有大量的次生代謝物，具有延緩或抑制細(xì)菌、酵母和霉菌生長的作用。在食品工業(yè)中，精油主要用作調(diào)味劑。由于大多數(shù)精油提取工藝成熟、抗菌效果強(qiáng)、無毒無害，作為天然抗菌劑在食品保鮮中脫穎而出。

動物防腐劑

　　動物防腐劑是指從某些動物體內(nèi)或其代謝產(chǎn)物中人工提取的具有防腐作用的生物活性物質(zhì)，按照功能分類主要包括抗菌酶、抗菌肽和抗氧化肽等。

　　酶可通過許多不同的機(jī)制發(fā)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(xì)胞表面聚合物或細(xì)胞壁，誘導(dǎo)細(xì)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(tǒng)則通過催化氧化起抗菌作用。

　　溶菌酶廣泛用于肉類、肉制品、魚類及其制品、牛奶和乳制品以及水果和蔬菜等食品的保鮮中，可達(dá)到防止食品腐敗變質(zhì)和果實衰老的效果。溶菌酶對一定范圍內(nèi)的細(xì)菌和真菌表現(xiàn)出抗菌活性，特別是對革蘭氏陽性菌的抗菌作用更強(qiáng)。

　　抗菌肽（AMPS）對細(xì)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其他生物中分離。動物源性抗菌肽主要來源于哺乳動物、兩棲動物、魚類等，一些潛在的動物源性抗菌藥物有乳鐵蛋白、魚精蛋白和殼聚糖等。乳鐵蛋白具有鐵結(jié)合能力和聚陽離子性質(zhì)，因而具有抗菌活性，主要存在于牛奶和其他動物分泌物中；魚精蛋白是一種陽離子抗菌肽，通過抑制細(xì)胞壁的形成，從而抑制細(xì)胞的代謝而使細(xì)胞死亡，對細(xì)菌和霉菌具有抗菌活性，尤其對革蘭氏陽性菌作用更強(qiáng)；殼聚糖多存在于甲殼動物和節(jié)肢動物的外骨骼中，對細(xì)菌、真菌和病毒均具有抗菌活性。

微生物及其代謝物的防腐劑

　　細(xì)菌產(chǎn)生的許多化合物都可防止食品中腐敗菌或病原微生物的生長。食品級微生物可形成大量物質(zhì)抑制其他微生物的生長，從而達(dá)到微生物生態(tài)系統(tǒng)自然平衡。

　　微生物中的乳酸菌（LAB）具有抑制微生物生長的能力，是較好的候選菌種。在發(fā)酵食品的生產(chǎn)中，乳酸菌用于提高食品的口感、風(fēng)味和質(zhì)地，并可以防止致病微生物的生長，食用時無任何危害。LAB的抗菌成分主要有細(xì)菌素、有機(jī)酸、過氧化氫、二氧化碳和二乙酰，其中，細(xì)菌素是由LAB和其他菌種合成的天然防腐劑或生物防腐劑，對金黃色葡萄球菌等食源性致病菌具有良好的殺菌或抑菌作用。

　　此外，細(xì)菌素可與其他抗菌化合物聯(lián)合使用，以增強(qiáng)對細(xì)菌的滅活作用。細(xì)菌素可用于生物活性包裝，近年來，研究人員致力于在食品包裝膜中添加細(xì)菌素，以控制食品病原體的生長。抗菌包裝膜是通過將包裝材料與食品表面接觸以防止食品表面微生物的生長。

　　除現(xiàn)有的天然草藥、動物或微生物添加劑成分外，還有更多的新型天然食品防腐劑有待發(fā)現(xiàn)。因此，研究開發(fā)安全可靠、價格低廉、高效的天然防腐劑是我國食品科學(xué)發(fā)展的一個主要研究方向，也是提升食品產(chǎn)業(yè)效益和安全的重要措施。