防腐劑大概是食品添加劑中最受詬病的種類(lèi),。對(duì)于那些追求“純天然”的人來(lái)說(shuō),“防腐劑”就意味著“有害”,,而“化學(xué)防腐劑”更是“惡貫滿盈”,。對(duì)很多食品而言,不進(jìn)行“防腐”就無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保存,。于是,,“天然防腐劑”就有了巨大的號(hào)召力。只要宣稱(chēng)“不含防腐劑”,,就可以賣(mài)出很好的價(jià)錢(qián)來(lái),。最近發(fā)現(xiàn)的 “比辛(bisin)”,被稱(chēng)為“全天然的保鮮劑”,,一經(jīng)披露就引起了巨大關(guān)注,。
比辛到底是什么東西?它特殊在哪里,?真的能終結(jié)“化學(xué)防腐劑”嗎,?為了回答這些問(wèn)題,我們從細(xì)菌說(shuō)起,。
細(xì)菌與殺菌劑:魔與道的斗爭(zhēng)
細(xì)菌在自然界中幾乎無(wú)所不在,。雖然人類(lèi)對(duì)它們的認(rèn)識(shí)有可以算得上相當(dāng)深入,不過(guò)要是與它們的復(fù)雜程度比起來(lái),,也就只能算是管中窺豹,。
好在多數(shù)細(xì)菌與人類(lèi)相安無(wú)事。哪怕是呆在人類(lèi)的胃腸中,,也基本上是低調(diào)做菌,,讓絕大多數(shù)人忘記了它們的存在。
不過(guò),,就象人類(lèi)中不會(huì)有大同世界,,細(xì)菌中也總還是有一些“不能名垂青史,也要遺臭萬(wàn)年”的恐怖分子,。它們?cè)诟鞣N地方出沒(méi):在食品中,,讓食品腐敗變質(zhì);吃到人體內(nèi),,就讓人生??;遇到了傷口,就導(dǎo)致感染,。人們對(duì)細(xì)菌的印象,,往往也就由這些“活躍分子”來(lái)產(chǎn)生。這就像喜歡“地圖炮”的人們,,會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)地區(qū)出小偷或者假貨,,而給那個(gè)地方貼上標(biāo)簽一樣,,細(xì)菌往往也就因?yàn)槟且徊糠只钴S分子而成了人們要“剿滅”的對(duì)象,。
但是細(xì)菌的世界實(shí)在太大了,它們抵抗打擊也各有神通,。雖然人類(lèi)很聰明,,對(duì)任何一種具體的細(xì)菌都能對(duì)癥下藥,但是“多國(guó)細(xì)菌”聯(lián)合來(lái)襲的時(shí)候,,這種“一一化解”的方式就捉襟見(jiàn)肘,。在跟細(xì)菌的斗爭(zhēng)中,人類(lèi)需要的是“見(jiàn)鬼打鬼,,遇佛殺佛”的渾不吝,。在科學(xué)術(shù)語(yǔ)上,這樣的渾不吝,,被稱(chēng)為“廣譜”,。而能夠殺滅細(xì)菌或者抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的物質(zhì),在食品上,,通常稱(chēng)為“防腐劑”,;而在醫(yī)藥上,殺菌也至關(guān)重要,。
不過(guò),,再?gòu)V譜的殺菌劑(或者抗菌劑),往往有還是只對(duì)一類(lèi)細(xì)菌有效,。遇到了對(duì)它的攻擊力免疫的細(xì)菌,,也就無(wú)能為力。許多人很困惑:為什么會(huì)有那么多的防腐劑,,有時(shí)候一種食品里還會(huì)用上不止一種,?原因就象打仗:當(dāng)敵人是立體防御的時(shí)候,,你也只能進(jìn)行立體攻擊,。
對(duì)細(xì)菌有一個(gè)最粗略的分類(lèi),,就是把細(xì)菌進(jìn)行“革蘭氏染色”,。染完之后紫色的,,稱(chēng)為“革蘭氏陽(yáng)性菌”,;粉色或者紅色的,,稱(chēng)為“革蘭氏陰性菌”,。二者在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上最大的區(qū)別在于:前者有很厚的細(xì)胞壁,而后者有一層堅(jiān)韌的外膜,。這層外膜能夠擋住一些抗生素和溶菌酶的襲擊,,使得它們更難殺滅。
除了細(xì)菌種類(lèi)的不同導(dǎo)致的抗菌性,,細(xì)菌本身還是“適者生存”的典范,。哪怕是受到有效抗菌劑的進(jìn)攻,也會(huì)有一些細(xì)菌能夠大難不死,。這些劫后余生的細(xì)菌繁衍生息,,最后就對(duì)這種物質(zhì)“魔高一丈”了。這個(gè)過(guò)程,,就被稱(chēng)為“抗性”的產(chǎn)生,。人類(lèi)與細(xì)菌的斗爭(zhēng),也就是不停地去尋找“一丈”之上的那“一尺”,。
正如許多人擔(dān)心的那樣,,殺菌劑(或者抑菌劑)既然能夠?qū)?xì)菌有用,那么也可能對(duì)人類(lèi)有危害,。對(duì)于一種殺菌劑來(lái)說(shuō),,殺菌需要一個(gè)“有效劑量”。不對(duì)人體產(chǎn)生危害,,又會(huì)有一個(gè)“安全劑量”,。如果有效劑量比安全劑量還高或者接近,那么用起來(lái)就比較危險(xiǎn),;有效劑量比安全劑量小得越多,,就越安全。
所以,,衡量一種殺菌劑(或者抑菌劑)的好壞,,最關(guān)心的指標(biāo)就有了這幾個(gè):廣譜性(能對(duì)付多少種細(xì)菌);安全性(有效劑量與安全劑量之間的差距),,以及導(dǎo)致“抗性”的速度,。
“以菌抑菌”:益生菌是忽悠還是蒙冤?
對(duì)于醫(yī)藥而言,,人們對(duì)于成本和副作用的要求沒(méi)有那么高,,而對(duì)殺菌(或者抑菌)效果的要求則比較高。所謂兩害相權(quán)取其輕,,為了治病,,多花點(diǎn)錢(qián)、適當(dāng)承受點(diǎn)傷害,,也可以接受,。而在食品上,,哪怕是“潛在的風(fēng)險(xiǎn)”,也會(huì)讓人們不安,。所以,,防腐劑的特性,往往更加受公眾關(guān)注,。
前面說(shuō)大量的細(xì)菌與人來(lái)相安無(wú)事,,一小部分不安分的為細(xì)菌世界惹來(lái)殺身之禍。實(shí)際上,,也還是有一些細(xì)菌愿意做替天行道的英雄,。一二百年前,人們就猜測(cè)酸奶中的某些細(xì)菌有助腸道健康,。這一猜測(cè),,后來(lái)成為了名震江湖的“益生菌”。
益生菌的理念相當(dāng)于“以菌抑菌”,。就是通過(guò)扶植或者吃下一些“好細(xì)菌”,讓它們?nèi)ジ淖兗?xì)菌的世界,,尤其是打擊“壞細(xì)菌”,。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),科學(xué)家們幾十年來(lái)孜孜不倦地尋找這樣的英雄細(xì)菌,,然后去摸清這些考察對(duì)象的特性,,比如:如何保證活性?要用多大的量才有效,?效果有多明顯,?等等。
但是,,要證實(shí)食物對(duì)人體健康的作用并不是一件容易的事情,。而且,在實(shí)驗(yàn)室里能夠顯示出效果的,,生產(chǎn)成食品是否還能實(shí)現(xiàn)效果也很難說(shuō),。關(guān)于益生菌的現(xiàn)實(shí)就是:一方面科學(xué)家們?cè)跓峄鸪斓剡M(jìn)行研究;另一方面,,商人們已經(jīng)迫不及待地推出了產(chǎn)品,。
缺乏科學(xué)的支持,也無(wú)法進(jìn)行有效的監(jiān)管,,市場(chǎng)上的“益生菌產(chǎn)品”,,也就更多的是炒作。面對(duì)公眾“這個(gè)東西到底有用沒(méi)用”的質(zhì)問(wèn),,科學(xué)界始終難以給出“黑”或者“白”的答案,。于是乎,,商人們可以肆無(wú)忌憚地宣稱(chēng)“有研究表明,我的益生菌有ABCDE……的功效”,。而揭露商業(yè)欺騙的人們,,也就言之鑿鑿地?cái)嘌?#8220;益生菌是忽悠、是騙子”,。
不過(guò),,以益生菌為旗號(hào)的商品是忽悠,并不意味這這個(gè)科學(xué)概念就是騙子,??茖W(xué)家們對(duì)這種“可能有效,但是結(jié)果會(huì)受到多因素影響”的食物的研究,,通常會(huì)有兩種方式:通過(guò)動(dòng)物或者臨床實(shí)驗(yàn),,驗(yàn)證它的效果;通過(guò)分離出“有效成分”,,搞清楚它的有效劑量,,然后檢測(cè)它在食物中的含量。
在這兩種思路之下,,乳酸鏈球菌的“英雄特質(zhì)”得到了證實(shí),。雖然它不足以使益生菌的“騙子罪名”沉冤昭雪,不過(guò)為人類(lèi)提供了一種優(yōu)秀的防腐劑——乳酸鏈球菌素,。
乳酸鏈球菌素,,“全天然防腐劑”的先驅(qū)
1928年,在美國(guó)農(nóng)業(yè)部的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作的羅格斯(Rogers)發(fā)現(xiàn)乳酸菌能夠抑制其他細(xì)菌的生長(zhǎng),。它深挖下去,,發(fā)現(xiàn)這種抑制作用不是乳酸菌提高環(huán)境酸度產(chǎn)生的。再經(jīng)過(guò)一系列實(shí)驗(yàn),,他得出結(jié)論:乳酸菌能夠產(chǎn)生一種具有抑菌作用的物質(zhì),。
后來(lái)這種物質(zhì)被命名為Nisin,正式的中文翻譯是“乳酸鏈球菌素”,。對(duì)于普通人來(lái)說(shuō),,這個(gè)名字可能有點(diǎn)難記,于是也有人把它叫做“尼生素”,。1947年,,英國(guó)科學(xué)家馬銻克(Mattick)等人成功地把它分離了出來(lái)。對(duì)它的研究,,也進(jìn)入了一個(gè)新階段,。
這是一段34個(gè)氨基酸組成的多肽,有不同的種類(lèi)。其中有一些非常規(guī)的氨基酸,,比如lanthionine或者其甲基化的產(chǎn)物,。這種氨基酸最初是在羊毛里面發(fā)現(xiàn)的,因而被命名為“羊毛硫氨酸”,。而具有抗菌特性的這一類(lèi)多肽也就被稱(chēng)為“羊毛硫抗生素(lantibiotic)”,。
這一類(lèi)抗生素的作用途徑有兩種:跟組成細(xì)菌膜的前體脂分子結(jié)合,阻止細(xì)菌膜的形成,,從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng),;或者直接破壞細(xì)菌膜,導(dǎo)致細(xì)胞破裂,。尼生素是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的羊毛硫抗生素,。它對(duì)于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有廣譜的殺滅能力,比如乳酸桿菌,、葡萄球菌以及芽孢桿菌等等,。
1950年代,人們開(kāi)始琢磨把它作為殺菌劑使用,。相對(duì)于化學(xué)殺菌劑,,它具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì):能被消化、有效劑量殺菌所需的劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可能有害的劑量,。1969年,,國(guó)際食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì)(JECFA)批準(zhǔn)了它作為防腐劑使用。到目前,,世界上有超過(guò)50個(gè)國(guó)家使用它。
除了上面所說(shuō)的安全,、高效,,它在避免抗生素抗性方面也表現(xiàn)優(yōu)異。在被廣泛使用了40余年之后,,還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)細(xì)菌抗性的產(chǎn)生,。作為“純天然防腐劑”,其使用范圍也就越來(lái)越廣泛,。目前,,中國(guó)允許它用于奶制品、熟肉制品,、罐頭食品,、方便米面制品、即食水產(chǎn)品,、醬油醋以及復(fù)合調(diào)味品,、飲料等食品中。
不過(guò),,尼生素也并不完美,。比如革蘭氏陰性菌有外膜的保護(hù),,它攻擊起來(lái)就比較困難。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn),,如果給它配備獨(dú)門(mén)武器——一種簡(jiǎn)稱(chēng)為EDTA的化學(xué)試劑,,它也可以搞定一些革蘭氏陰性菌。不過(guò),,在食品中,,添加任何東西都會(huì)帶來(lái)新的疑慮。尼生素,,雖然可以算是殺菌世界一方豪杰,,到底還是無(wú)法一統(tǒng)江湖。
實(shí)際上,,后來(lái)還發(fā)現(xiàn)過(guò)許多羊毛硫抗生素,。不過(guò),由于各有局限,,沒(méi)有在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中搶到地盤(pán),,或者還沒(méi)有去逐鹿防腐劑的中原。
比辛:陰陽(yáng)通吃的抗菌多肽
最近,,明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)布了一條新聞:該校食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系教授丹·奧沙利文(Dan O’sullivan)及其學(xué)生,,發(fā)現(xiàn)一種高效安全的天然抗生素,稱(chēng)為“比辛”,,并已經(jīng)獲得專(zhuān)利,。
根據(jù)他們的專(zhuān)利,比辛是一種來(lái)自于雙歧桿菌的羊毛硫抗生素,。雙歧桿菌是一種著名的益生菌——也就是可以補(bǔ)充道人體內(nèi),,通過(guò)殺滅壞細(xì)菌或者分泌有益成分幫助人體的英雄細(xì)菌。作為益生菌,,它有助于腸道健康,。不過(guò),根據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,,它不能在人體的腸道中安營(yíng)扎寨,,而只能“千里不留行”。所以,,要發(fā)揮它的“益生”作用,,就得不停補(bǔ)充。
奧沙利文和它的學(xué)生分離出了比辛,,并且測(cè)定出了它的氨基酸序列,。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),與尼生素相比,比辛更具有超級(jí)英雄的潛質(zhì),。首先,,它不管是革蘭氏陰性菌還是陽(yáng)性菌,一律通殺,。在食品中,,引發(fā)安全事故最多的是沙門(mén)氏菌和大腸桿菌。它們都是革蘭氏陰性,。比辛對(duì)它們的打擊能力,,讓它一下子超越了前輩。
此外,,作為食品防腐劑,,還需要有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。而比辛在開(kāi)水中煮10分鐘也不失活,,在常溫下被胰蛋白酶攻擊24小時(shí)也依然強(qiáng)勁,。
陰陽(yáng)通殺的功力,加上良好的穩(wěn)定性,,使得比辛一出世就備受矚目,。而它來(lái)自于雙歧桿菌的“純天然”出生,又讓它具有了格外的號(hào)召力,。
展望明天:“終結(jié)舊時(shí)代”還是“泯然眾人矣”
實(shí)際上,,奧沙利文并沒(méi)有發(fā)表關(guān)于比辛的論文。目前關(guān)于比辛的信息,,都是來(lái)自于他們的專(zhuān)利和明尼蘇達(dá)大學(xué)的新聞稿,。而媒體對(duì)新聞的解讀,似乎給人們描繪了一個(gè)舊時(shí)代的終結(jié)和新時(shí)代的來(lái)臨:一種完美的“純天然的防腐劑”,,將會(huì)使得食品防腐不成問(wèn)題,,而且不會(huì)再有安全性的擔(dān)心。雖然明尼蘇達(dá)大學(xué)的新聞稿只是說(shuō)正在尋求商業(yè)開(kāi)發(fā),,而媒體報(bào)道就已經(jīng)預(yù)測(cè)出“一年”(也有媒體預(yù)測(cè)“三年”)就會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。
對(duì)于一些“錢(qián)景廣闊”的發(fā)現(xiàn),,研究者先申請(qǐng)專(zhuān)利而不是發(fā)表學(xué)術(shù)論文,,也算是常規(guī)。不過(guò),,需要注意的是,,專(zhuān)利的要求跟學(xué)術(shù)論文并不相同。專(zhuān)利的核心是“新”,,并不要求實(shí)驗(yàn)的完備,、深入,以及數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。媒體認(rèn)為由于它與尼生素同屬羊毛硫抗生素,,所以不需要安全驗(yàn)證就能上市,,也很可能只是一廂情愿。比辛與尼生素的氨基酸序列與殺菌特性都有實(shí)質(zhì)差別,,很難想象美國(guó)FDA會(huì)同意把尼生素的安全數(shù)據(jù)直接適用于比辛,。
不過(guò)無(wú)論如何,這都是一個(gè)令人欣喜的發(fā)現(xiàn),。它最終會(huì)象媒體期待的那樣成為“終結(jié)舊時(shí)代”的超級(jí)英雄,,還是跟這個(gè)家族中的許多前輩一樣最后“泯然眾人矣”?只能說(shuō):讓我們耐心等待,。