传统的食品保鲜法物理方法（如低温，高温处理；辐射技术，气调等）和化学保鲜法在抑制腐败菌的入侵上有良好效果。但物理法储藏成本高，操作技术难，有时仍无法避免一些特殊菌群的侵染；另外对辐射等技术的应用还要考虑消费者心理承受能力等。化学法是用无机、有机或人工合成的药剂抑制微生物生长，因给人类健康和生态环境造成破坏而不受欢迎。随着对食品安全和环保意识的不断增强，人们开始寻求一种低成本，无毒无害的保鲜方式。近年发展起来的生物保鲜已引起广泛的关注。其来源有植物型防腐剂（如中草药，香辛料提取物），动物型防腐剂（如蜂胶，壳聚糖等）以及微生物防腐剂。其中微生物防腐剂因微生物易培养，设备要求低，易控制等因素而成为新型生物保鲜研究的热点。
1.食品的微生物保鲜机理
生物保鲜（Biopreservation）,即利用自然或人工控制的微生物菌群和（或） 它们产生的抗菌物质来延长食品的货架期和提高食品安全性。它包括：
1）添加繁殖快和（或）产生抗菌物质的菌株；
2）添加纯化的抗菌物质；
3）添加发酵液
4）添加嗜温乳酸菌作为安全的温度保护剂。
1.1 形成生物膜
微生物通过分泌胞外多糖(EPS)等成膜物质，在食品外部形成一层致密的薄膜，隔绝氧气，防止水分蒸发。如在绿茶的生物保鲜中，蜡样芽孢杆菌会在茶叶表面形成物膜，阻止了茶叶与氧气的直接接触，有效地控制了茶叶的氧化劣变。张福星等也指出生物保鲜膜可以有效抑制呼吸作用，减少水分蒸发，防止微生物污染，减少微生物腐败作用，延长果实保鲜时间，提高商品率。
1.2 竞争作用
保鲜微生物可与致病菌竞争食品中的糖类等营养物质和生存空间，从而抑制有害微生物的生长。如彭景贤发现酵母菌在柑橘表面具有很强的定殖能力，能够迅速占据伤口处的空间和消耗掉伤口的营养，排斥病原菌的生长，具有很强的抑菌效果。梁泉峰等利用间型假丝酵母(Candida intermedia),对多种果蔬腐败的抑制效果做了研究。并做了初步的拮抗机制和拮抗效果的研究。证明间型假丝酵母的拮抗作用主要为营养竞争。
1.3 拮抗作用
微生物主要是通过拮抗作用抑制或杀死食品中的有害微生物，从而达到防腐保鲜目的。由微生物代谢产生的抗菌物质,主要是一些有机酸、多肽或前体肽。其作用机制主要是在细胞膜上形成微孔,导致膜通透性增加和能量产生系统破坏,由于这些物质很容易进入微生物细胞,因而其能很迅速地抑制微生物的生长。
1.4协同作用
细菌素是由质粒编码的蛋白质或肽，在细菌的指数生长期分泌，与菌体生长相关模式；其产量由菌体的生长速度和质粒的稳定性决定，此外还受培养温度、时间以及培养基的营养成分、PH的影响。为提高菌体对底物的适应能力和细菌素产量，我们可以通过基因工程技术，将细菌素的编码质粒或其片段导入另一菌株中进行异源表达。两种或多种细菌素的混合，可以通过协同作用，达到更好的抗菌效果。因此，我们可以向同一菌株中引入多个细菌素的编码基因，使同一菌株生产多种细菌素，来提高其抗菌活性和抗菌谱。 2.用于食品保鲜的微生物种类
2.1细菌：是目前在生物保鲜领域研究的最为普遍，应用最广泛的一类微 生物。如乳酸菌在肉类，奶制品等中的应用。范青研究表明108 CFU/mL 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis(B_912) 能完全抑制贮藏在25℃和3℃下油桃和桃果实褐腐病的发生。
2.2霉菌：国内外已有一些利用木霉对果蔬进行防病保鲜的报道。美国、法国和英国都曾经利用多孢木霉对洋梨、蘑菇和苹果进行防病保鲜。赖建[6]采用哈茨木霉发酵液对采后茄子进行生物保鲜。结果表明:经哈茨木霉发酵液处理的茄子果实,在贮藏温度为20~25℃的条件下贮藏20 d后,好果率达87%~94%(对照为20%~65%)。纪丽莲[7]等利用从海岸盐生药用植物芦竹中分离纯化到的一株内生真菌F0238的发酵液研究对采后西红柿的生物保鲜效果。研究结果表明, F0238菌发酵4 d后的发酵液对西红柿的防腐保鲜作用与化学保鲜剂多菌灵和甲基托布津的混合液无显著差异,有良好的生物保鲜作用。 2.3酵母菌：目前有关酵母菌生物保鲜的研究多为防治果蔬采后病害。如国内已有获得国家专利的林德纳克勒克（Kloechera lindneri）34－9用于柑橘和番茄的储藏保鲜。柑橘经90天贮藏，好果率达90％以上，被认为是一种无公害的生物保鲜技术。Zahavi[8]利用假丝酵母处理葡萄，使葡萄孢霉，曲霉，根霉的生长率分别减少到8，14，22％，有效抑制了病原菌的生长。
2.4放线菌：链霉菌是放线菌属中研究的最多的一类微生物保鲜剂。如欧体库尔·玛合木提用从葡萄表面分离的一株链霉菌 H2菌制成菌剂处理甜瓜，在室温（15－20℃）贮藏了60天。结果表明H2菌剂能有效地防止甜瓜的霉腐并且对瓜的风味没有影响。 2.5食用菌：人们对部分食(药)用菌的子实体、菌丝体或发酵液进行抑菌实验,常继东利用筛选出抗菌能力强的蕈菌对靶食品（肉汤）进行研究，证明有一定的保鲜作用。
3.生物防腐剂剂型
3.1纯提取物：即提取微生物中已知的抗菌成分用作生物保鲜。如市售的细菌素乳酸链球菌素，那他霉素等。
3.2.菌悬液：Wilso et al 利用枯草杆菌悬液处理桃子，防止果生链核盘菌(Monlnilinia fructicola)引起的褐腐病，效果极佳。
3.3.菌体发酵液：如钟敏[11]利用链霉菌702发酵液对草莓进行防腐研究，有效抑制了微生物生长，取得了良好的保鲜效果。
3.4. 菌粉：如已获得国家专利的绿茶保鲜技术就是在预制好的绿茶中拌入微量嫌气性腊样芽孢杆菌冻干成的活性菌粉实现保鲜。
3.5.乳剂：这类剂型少见报道，但获得国家专利（专利号 CN1563349A）的酵母菌林德纳克勒克（Kloechera lindneri）34－9生防剂可被制成酵母乳进行生物保鲜。是一种保鲜新剂型。
3.6.孢子制剂：孢子制剂是利用孢子与营养基质及固体基质填充剂混合固定而制成的颗粒状制剂。目前，木霉和粘帚霉的孢子制剂多应用于生物防治上，而在食品保鲜上的应用上则比较少。有研究报道[13]将孢子制剂按一定比例与种子混合或添加于土壤中，可起到保护种子、根系及幼苗免受病原菌侵染的作用。 综上可以看出，食品的微生物保鲜主要利用了菌体自身或其代谢产物。Yousef et al比较了Lmonocytogenes和从其发酵液中提取的细菌素对维也纳香肠的保鲜效果。结果表明，加入细菌素的香肠的细菌数量下降较快，但加入菌体的香肠最终效果较好。
4. 具有代表性的几类微生物保鲜剂
4.1乳酸链球菌素
乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰阳性细菌，如肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、李斯特菌、嗜热脂肪芽孢杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞的死亡。它是一
种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响，现已广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
4.2纳他霉素
纳他霉素是有纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末。通常以烃醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角淄纯基因结合，遏制麦角淄纯生物合成，从而使细胞畸变。最终导致渗漏。引起细胞死亡。在焙烤食品生产中用纳他霉素对面团进行表面处理，有明显的延长保质期作用。在香肠、饮料和果酱等食品生产中添加一定量的纳他霉素，既可以防治发霉，又不会干扰其它营养成分。
4.3 δ-聚赖氨酸
δ-聚赖氨酸的研究在国外特别是日本已比较成熟，我国刚刚起步。它是一种天然的代谢产品，具有很好的杀菌能力和热稳定性，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物防腐剂。在日本，δ-聚赖氨酸已被批准作为防腐剂添加于食品中，广泛用于方便米饭、湿熟面条、蔬菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐。徐红华等研究了δ-聚赖氨酸对牛奶的保鲜效果。当采用420mg/L的δ-聚赖氨酸和2%甘氨酸复配时，保鲜效果最佳，可以保存11d，并人有较高的可接受性，同时还发现δ-聚赖氨酸和其它天然抑菌剂配合使用有明显的协同增效作用，可以提高其抑菌能力。在美国，研究者建议把δ-聚赖氨酸作为防腐剂用于食品中。实践发现δ-聚赖氨酸可与食品中的蛋白质或酸性多糖发生相互作用，导致抗菌能力的丢失，并且δ-聚赖氨酸有弱的乳化能力。
5.生物保鲜食品的安全性
无论用什么保鲜方法，人们最关心的都是食品安全性问题。目前，有些常用于生物保鲜的微生物像乳酸菌，可以从日常食品如肉品、奶类、蔬菜、水果中分离到，因此，人们也不自觉地有了几百年甚至几千年的食用历史。乳酸菌细菌素Nisin已被美国FDA和全世界45个国家认可，并被大规模的商业化应用，这充分证明，用这类微生物对食品进行保鲜是绝对安全的。但也有些微生物的安全性还有待进一步的研究。
6.总结与展望
在生活水平日渐提高的今天，人们更加崇尚天然食品，因此，研究开发一种纯天然的食品保鲜技术也迫在眉睫，生物保鲜技术完全摒弃了传统保鲜技术的种种缺点和不足，将以天然、高效、低成本、无毒副作用的特点逐渐走向历史的舞台，但同时，我们也应该清醒的认识到，食品的生物保鲜技术菜刚刚起步，还有很长的路要走。
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