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。抗氧化劑是能夠延緩或防止食物因氧化而酸敗的添加劑，能夠延長食品的保質(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?？咕b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。