防腐剂作用的基本原理是什么？_美容护肤

防腐剂作用的基本原理是干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶的活性。

重要的是它能在不同情况下抑制最易腐败作用的发生，特别是在一般灭菌作用不充分时仍具有持续性的效果。对纤维和木材的防腐用矿油、煤焦油、丹宁，对生物标本用甲醛、升汞、甲苯、对羟基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂类树脂。

在食品中使用防腐剂受到限制，因此多靠干燥、腌制等一些物理的方法。特殊的防腐剂有乙酸等有机酸、以油酸脂为成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。

对于生物体的局部（如人体表面或消化道），可以根据具体条件采用各种防腐剂（如碘仿、水杨酸苯酯、苯胺染料或吖啶类色素等）。

扩展资料

食品防腐剂按作用分为杀菌剂和抑菌剂。二者常因浓度、作用时间和微生物性质等的不同而不易区分。按性质也可分为有机化学防腐剂和无机化学防腐剂两类。

此外还有乳酸链球菌素，是一种由乳链球菌产生、含34个氨基酸的肽类抗菌素。有28个品种。防腐剂按来源分，有化学防腐剂和天然防腐剂两大类。化学防腐剂又分为有机防腐剂与无机防腐剂。前者主要包括苯甲酸、山梨酸等，后者主要包括亚硫酸盐和亚硝酸盐等。

天然防腐剂，通常从动物、植物和微生物的代谢产物中提取。如乳酸链球菌素是从乳酸链球菌的代谢产物中提取得到的一种多肽物质，多肽可在机体内降解为各种氨基酸，世界各国对这种防腐剂的规定也不相同，我国对乳酸链球菌素有使用范围和最大许可用量的规定。

有机化学防腐剂主要包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸的酯类等。苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐等均是通过未解离的分子起抗菌作用。

它们均需转变成相应的酸后才有效，故称酸型防腐剂。它们在酸性条件下对霉菌、酵母及细菌都有一定的抑菌能力，常用于果汁、饮料、罐头、酱油、醋等食品的防腐。此外，丙酸及其盐类对抑制使面包生成丝状粘质的细菌特别有效，且安全性高。

-防腐剂

1。防腐剂是一类重要的食品等的添加剂，对常用的有机酸、有机小分子、肽类防腐剂作用机理的研究进展进行了介绍，并阐述了微生物适应性产生的原因。

2。食品的营养丰富，极易受微生物污染而腐败变质。为了保证食品的食用安全性，人们采用了许多方法来保藏食品，如盐渍、罐藏、冷藏等。但在一定条件下，配合使用防腐剂作为保藏的辅助手段对防止食品的腐败有显著的效果，因此防腐剂依为重要的食品添加剂之一，在食品工业中广泛使用

3。按照防腐剂抗微生物的主要作用性质，可将其大致分为具有杀菌作用的杀菌剂和仅具抑菌作用的抑菌剂。杀菌或抑菌，并无绝对界限，常常不易区分。同一物质，浓度高时可杀菌，而浓度低时只能抑菌，作用时间长可杀菌，作用时间短则只能抑菌。另外，由于各种微生物性质的不同，同一物质对一种微生物具有杀菌作用，而对另一种微生物可能仅有抑菌作用。 一般认为，食品防腐剂对微生物的抑制作用是通过影响细胞亚结构而实现的，这些亚结构包括细胞壁、细胞膜、与代谢有关的酶、蛋白质合成系统及遗传物质。由于每个亚结构对菌体而言都是必须的，因此食品防腐剂只要作用于其中的一个亚结构便能达到杀菌或抑菌的目的

4。常用的有醋酸、乳酸、苯甲酸和山梨酸等，对细菌、真菌均有抑制作用

5。在溶液中，弱酸随pH不同在解离和未解离状态间存在动态平衡。在低pH值情况下该类防腐剂有最大抑菌活性，因为此时分子多数处于未电离状态，未电离的有机弱酸分子是亲脂性的，因此可自由透过原生质膜。进入细胞内后，在高pH环境下，分子解离成带电质子和阴离子，不易透过膜而在细胞内蓄积。防腐剂分子不断扩散入细胞直到达到平衡，引起细胞内H＋的失控，改变细胞内pH状态及蓄积毒性阴离子，抑制细胞的基础代谢反应，最终达到抑菌目的。 细菌对弱酸的适应性通常是其本身固有的而非诱导产生的。G＋菌细胞壁只有肽聚糖层，巨大芽孢杆菌营养细胞的细胞壁可通过30000D的分子，因此，防腐剂极易进入这些细胞内部，即细胞固有的适应性也较弱。G－菌的适应性则较复杂，因为它们具有内外壁，外壁层(脂多糖层)在控制细胞对防腐剂或其他小分子物质的亲和性方面起着很关键的作用。 在很多情况下，细菌也可经诱导产生适应性，如EcoliO157:H7经pH20强酸条件处理后诱导其耐酸反应可对苯甲酸产生一定抗性。一些G＋菌，如单核细胞增生李斯特菌，在pH50温和酸性条件下放置后，可大大增强其在pH30时的耐酸性。推测是细胞有一复杂的耐酸防御系统，使其可在低pH值下存活。 真菌也同样会对有机弱酸产生适应性。对酵母的适应性研究表明可能细胞膜上的H＋－ATP酶和转移子Pdr12起着重要的作用，它们可分别将细胞内的H＋和防腐剂阴离子排出细胞，从而维持细胞正常的新陈代谢。 2过氧化氢 在乳中发现乳过氧化物酶系统对细菌和真菌都有较强抗菌作用，许多G＋和G－菌可以被乳过氧化物酶系统抑制，G－通常比G＋更敏感。该系统在氢过氧化物和硫氰酸盐的存在下可发挥最大活性，过去也将过氧化氢直接加入食品中，但由于对VC破坏太大，现在很少直接用于食品，而多用于包装材料的灭菌。 在合适的条件下，过氧化氢可产生活性单氧，它有极强的生物致死作用。另外，在分子氧的不完全还原过程中产生的超氧化自由基，与过氧化氢和痕量金属离子(如Fe2＋)协同作用可产生极具杀伤力的羟基自由基。过氧化氢的抑菌效果与使用浓度、环境pH、温度等有关，例如在室温下杀芽孢能力很弱，而在高温时则很有效。过氧化氢对芽孢的杀伤机制还不明确，对真菌和细菌营养细胞的致死性与细胞DNA损伤有关。 细菌和真菌通过多种途径保护自身免受氢过氧化物伤害。许多细菌依靠过氧化氢酶降低过氧化氢毒性，但过氧化氢向细胞内有很高的扩散速率，少量细胞时，细胞自身的过氧化氢酶没有足够的活性来保护细胞，在细胞浓度较高时，过氧化氢酶阳性细胞则可产生足量的酶来保护大多数细胞免受伤害。细菌芽孢对氢过氧化物的耐受性一般认为是源于芽孢形成过程中合成的α/β酸溶性蛋白的存在，它们可保护休眠状态的DNA免受损伤。 酵母细胞有一整套抗氧化防御系统，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、细胞色素、过氧化物酶、硫氧还蛋白、谷氨酰胺半胱氨酸合成酶等。用低浓度过氧化氢处理后，酵母的许多应激系统会被激活，可保护细胞耐受以后更高浓度的过氧化氢。 3螯合剂 食品中常用的螯合剂有：柠檬酸盐、乳酸盐、焦磷酸盐和EDTA等，其防腐作用主要是通过与其它防腐剂协同作用而实现的。对于G－菌，螯合剂起G－外膜渗透剂的作用，EDTA可从G－部分除去含脂多糖的外壁层，还能帮助溶解类脂化合物，特别是脂肪酸，从而增加了其对化学防腐剂的敏感性。对G＋菌的抑制作用则主要是由于和金属离子结合。当溶液pH下降时EDTA螯合重金属离子的能力下降，抑菌活性也随之下降。柠檬酸盐由于其Ca螯合活性可抑制分解蛋白质的Cbotulinum的生长。对于真菌，EDTA通过螯合Zn可抑制酵母的生长，推测是阻碍了正常细胞壁的合成。 4其他小分子有机物 许多小分子有机物有很好的防腐作用，如肉桂酸、对羟基苯甲酸酯等。实际上，有许多抗菌成分是在植物中天然存在的，牛至、丁香、荔枝等中都可提取到有抗菌作用的物质，包括香草酚、阿魏酸、对烯丙基茴香醚、愈创木酚等。这些成分一般为疏水物质，能使细胞膜功能紊乱甚至使细胞膜破裂，最终导致微生物死亡。对苯甲酸、肉桂酸和苯甲醛等定量结构活性相关的研究中发现，由反相HPLC测的亲脂性参数与它们抗单核细胞增生李斯特菌性能有显著关系。Helander等测试香芹酚、麝香草酚、贡蒿萜酮和肉桂醛等对EcoliO157:H7的效果，他们指出麝香草酚和贡蒿萜酮降低EColi胞内ATP含量，而同时胞外ATP增加，这可能暗示细胞膜成分已被破坏。 由于许多化合物带浓烈的风味，使其在食品中的应用受到限制，例如洋葱和大蒜中的异硫氰酸酯有较强抗菌作用，其衍生物烯丙基异硫氰酸酯和甲基异硫氰酸酯早已作为杀虫剂在农业上使用了，在食品中则由于其风味问题而妨碍了其应用。对异硫氰酸酯，推测其抗菌活性与通过氧化裂解二硫键钝化细胞外酶有关，而且反应性硫氰酸盐自由基可增加抗菌活性。 关于微生物对这些抗菌成分产生适应性的机制还不很明确，可能是在微生物中存在抗药性泵可以排除进入微生物的防腐物质而保护微生物免受抑制。在G－菌中已知多药抗性蛋白指令系统包括中性化合物泵(EmrAB)及双亲性阴阳离子泵(AcrAB)，在G＋金**葡萄球菌中NorA多适应性泵负责排出合成的两性分子的阳离子化合物如溴乙啡啶及植物来源的抗生素如黄连素和非洲防己碱。 5肽类防腐剂 大多数天然抗菌肽的抑菌作用是由于干扰细胞膜功能，如ceropin和nisin等能在细菌细胞膜上形成电势依赖通道，导致细胞内小分子溢流而使细胞死亡，这些肽的离子通道形成能力是抑制微生物的重要原因。 有的抗菌肽作用的靶结构则为细胞壁。微生物细胞壁对维持微生物细胞生存是特有的和重要的结构，这些结构不出现在人体中，因此是引起微生物失活最理想的目标。从细胞外降解细菌细胞壁的酶，如溶菌酶，已被用作食品防腐剂。溶菌酶水解N－乙酰胞壁酸和N－乙酰葡萄糖胺之间的β－1，4糖苷键，对G＋的抗菌活性最强，因为这些细菌细胞壁只有肽聚糖层，容易被水解。 鱼精蛋白的作用机制则是抑制线粒体电子传递系统的一些特定成分，抑制一些与细胞膜有关的新陈代谢过程。它可能是定位在膜表面，与膜中那些涉及营养运输或生物合成系统的蛋白质作用，使这些蛋白质功能受损，从而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。 微生物同样会对抗菌肽产生适应性，最主要的原因可能是微生物分泌蛋白酶。推测杆菌对nisin的适应性至少部分是由于其分泌一种可降解nisin的酶，最近又有研究表明细胞质外蛋白酶OmpT是Ecoli对鱼精蛋白有适应性的关键。另一个适应性产生原因可能是防止微生物细胞吸收抗菌肽，Dielbandhoseing等认为焙烤酵母的细胞壁蛋白cwp1和cwp2参与酿酒酵母对nisin和合成两亲抗菌肽的适应性。 此外，在与有膜活性抗菌肽的长期接触中，细胞可能改变其膜组成，因为不同膜磷脂组成会导致抗菌肽与细胞膜的亲和性不同，从而使微生物对药物的敏感性发生变化。Verheul等研究发现对nisin有抗性的单核细胞增生李斯特菌菌株ScottA相对于nisin敏感株有不同的膜磷脂组成，nisin抗性菌株膜中两性离子磷脂酰乙醇胺有显著增加，而阴离子二磷酸甘油和心磷脂的含量则降低。 对于作用于细胞壁的抗菌物质，微生物同样也会产生一系列应激反应。经过研究酵母细胞如何处理外界酶或其它环境因素(温度、pH、水分活度)对细胞壁的破坏作用，发现酵母细胞可激活一系列酶反应，以检测细胞壁受到的破坏并将之传输到细胞核，最后增加几丁质合成，促进β－1，3葡聚糖聚合酶(FKS2)的表达，并促进细胞壁蛋白质的合成(如cwplp)。Kapteyn等详述了酿酒酵母的这一系列的应激反应，认为WSC家族的细胞膜定位感受器蛋白质参与激活了该应激反应途径，WSC蛋白本身是应激传感器或只是在信号传输过程中起作用，这个还需要进一步的研究，已知的是如果使WSC蛋白质的胞外部分和参与细胞壁组分构建的酶失活，将会大大增强防腐剂的作用效果。 6结语 综上所述，各种防腐剂对微生物有不同的作用机制，分别影响不同的细胞亚结构，但同时微生物本身也会对防腐剂产生一系列应激反应而产生适应性。通常，几种防腐剂协同作用可产生最佳抑菌效果，例如对G－菌，联合应用溶菌酶水解细胞壁、nisin干扰细胞膜以及螯合剂EDTA是很有效的。因此更深入地了解防腐剂在微生物体内的作用机理及微生物的应激反应可帮助我们更有效、更合理地使用防腐剂。虽然在这方面已进行了许多研究，但仍然还有许多未阐明的地方，包括微生物是否死亡、残存、适应环境或生长以及它们机体内发生了什么生理分子反应机制而导致了这些现象。例如，应激反应过程涉及到哪些信号传导系统和那些应激蛋白，这些系统是如何联系的，每个系统包含多少细胞能量。宏观的生物能学参数(生长速率、产量)、微观生物能学参数(培养基利用率、ATP水平、ATP/ADP比率、细胞内氧化还原平衡)及分子在应激反应中的反应仍是刚兴起的研究课题。如果能积累更多的数据，用数学模型来描述微生物生长和死亡，则会比现在食品工业中实际应用的经验性知识更为科学、准确，对防腐剂的开发和应用也将有更为科学的指导。

防腐剂是能抑制微生物活动，防止食品腐败变质的一类食品添加剂。要使食品有一定的保藏期，就必须采用一定的措施来防止微生物的感染和繁殖。

防腐剂的防腐原理，大致有如下3种：

一、是干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶的活性。

二、是使微生物的蛋白质凝固和变性，干扰其生存和繁殖。

三、是改变细胞浆膜的渗透性，抑制其体内的酶类和代谢产物的排除，导致其失活。

扩展资料：

使用防腐剂的注意事项

1、在添加防腐剂之前，应保证食品灭菌完全，不应有大量的生物存在，否则防腐剂的加入将不会起到理想的效果。如山梨酸钾，不但不会起到防腐的作用，反而会成为微生物繁殖的营养源。

2、应了解各类防腐剂的毒性和使用范围，按照安全使用量和使用范围进行添加。如苯甲酸钠，因其毒性较强，在有些国家已被禁用，中国也严格确定了其只能在酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和一些酒类中使用。

3、根据各类食品加工工艺的不同，应考虑到防腐剂的价格和溶解性，以及对食品风味是否有影响等因素，综合其优缺点，再灵活添加使用。

-防腐剂

化妆品里的防腐剂按照出现频率排序：

羟苯甲酯>双咪唑烷基脲>苯氧乙醇>甲基异噻唑啉酮(MIT)>碘丙炔醇丁基氨甲酸酯>羟苯丙酯>DMDM乙内酰脲>甲基氯异噻唑啉酮>2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇>咪唑烷基脲>羟苯乙酯>>山梨酸钾>苯甲醇>苯甲酸钠。

较少使用的防腐剂成分：氯苯甘醚,季铵盐-15,脱氢乙酸钠。

羟苯甲酯也就是常说的尼泊金酯，是用量最多的防腐剂，90%化妆品中都含有这类防腐剂。目前认为这一类防腐剂比其他防腐剂刺激性要小，但也有过敏案例。同时羟苯甲酯在皮肤上可能与UVB紫外线产生反应，进而增加肌肤老化风险。

苯氧乙醇属于低度皮肤敏感的防腐剂,在化妆品中使用也是非常广泛的防腐剂。很多药妆产品的配方中，将苯氧乙醇作为唯一使用的防腐剂，复配有抗菌作用的多元醇类共同起到防腐的作用。但并不意味所有人都适合，它可以对人体皮肤细胞的“TRPV1传感器”（皮肤用来感知外界环境变化的结构）产生影响，使人产生“热感”或者轻微“痛感”，对眼睛有刺激性，且其在化妆品中的限定使用浓度最高为1%。

甲基异噻唑啉酮(MIT)可能产生的过敏。

1、对苯二酚:医学上叫氢醌，皮肤漂白剂。麦克尔杰克逊曾用含此成份的产品来漂白皮肤。美国食品药品管理局调查显示，不少晚霜中都含有这种成份。 2、铅、汞:也起到美白祛斑的效果，也有加在口红、唇采、指甲油等中，起到沉淀、着色不易脱落的作用。久用会使角质层增厚，直接进入消化器官和内脏。虽然一时看上去皮肤很白，但久用会使黑色素沉淀于皮下，形成铅汞斑或铅汞中毒，难以去除。 3、甲醇:常作为香料的一种添加剂成份放入护肤品中，有毒。 4、铬、钕:铬可引起过敏性皮炎或湿疹，病程长，久而不愈。钕对眼睛和黏膜有很强的刺激性，对皮肤有中度刺激性，吸入还可导致肺栓塞和肝损害，我国化妆品卫生标准(GB7916)的有关规定，化妆品中不能含有铬、钕等禁用物质。前一段时间SKⅡ、雅诗兰黛、兰寇、迪奥、倩碧五大品牌中的一些产品中都查出了铬和钕。 5、皂碱成份:起到去油污的作用，常加入洁面乳中。但会破坏皮肤天然的弱酸性保护膜(屋内熏醋消毒，说明酸性环境杀菌)，使细菌和螨虫更易生长繁殖。常用碱性的洗面奶会加速皮肤老化。 6、酒精:可以收敛毛孔，消炎杀菌，但易使皮肤干燥出皱纹，加速皮肤蛋白质变性，催生老化。 7、矿物油(石蜡油)、凡士林、羊毛脂等:遮盖细小皱纹，锁住水份。但会堵塞毛孔，使皮肤无法呼吸，造成皮肤暗淡、毛孔粗大，同时毛孔内的排泄物不易排出，导致长痘、痤疮、毛囊炎，同时这些成份吸收紫外线能力较强，易使皮肤长斑。科学研究发现，矿物油可以导致癌症。 8、人造糖精。是从煤焦油中提炼出来的，在化妆品中是一种调味剂，有报导容易导致癌症。 9、色素、防腐剂和香料:它们大多是合成产品，如煤焦油类合成香料，醛类系列合成香料等。在煤焦油系列色素中，有亚硝基染料和硝基色素，这些物质对人体都非常有害，一旦进入人体，危害则更大。放入化妆品中的防腐剂主要成分是甲醛，释放出来会污染室内空气。染发剂属氧化型染料，包括20多种化学成分，其中约有一半可诱发癌变。 10、激素:激素用于化妆品中可暂时去皱，面部饱满、滋润、有弹性、有光泽，对皮肤有抑制、舒缓等作用，可让皮肤遇到伤害后不排斥、止痒止痛，所以被广泛使用于“特效”。但激素是一种易氧化的化学成分，常使用激素产品的人，夏天被太阳越晒越黑，斑也越来越深，最后很难脱掉。这是因为化妆品在阳光照射下发生氧化，被色素细胞阻隔，颜色就越来越深，淤积在表皮上。常被人误认为“黄褐斑”。经常使用激素类化妆品或皮肤膏之类产品，皮肤长期受刺激，易使皮肤免疫机能亢进，导致皮肤自身免疫功能下降，形成敏感性皮肤和过敏性皮肤。 11、磷本酸。一种防止香味流失的有害化合物质，普遍存在香水中

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