乳酸链球菌素的研究现状

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乳酸链球菌素的研究现状

贺家亮秦翠丽康怀彬张敏

（河南科技大学食品与生物工程学院，洛阳!"#$$%）

摘要：本文介绍了乳酸链球菌素（&’(’)）的分子结构、稳定性、安全性和抗菌机理的研究进展；综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状，并对其应用前景进行展望，以期为乳酸链球菌素的进一步研究提供参考。

关键词：乳酸链球菌素，抗菌机理，食品工业，应用

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乳酸链球菌素（&’(’)）是从乳酸链球菌发酵产

物中提制的一种多肽抗菌素类物质，是一种世界公

认的安全的天然生物性食品防腐剂和抗菌剂。早

在#IJK年，L+.-4(和G>’99’-4就发现乳酸链球菌的

代谢产物能够抑制部分革兰氏阳性菌的生

［#，J］长。#I!!年M699’发现血清学&群和地区被用作防腐剂。::D:;$2$’的特性分子结构分子式为&’(’)分子由%!个氨基酸残基组成，［Q］分子量为%P#$。&’(’)分子结构*#!%5JJK&!JR%";"，

中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质，命名

为&O’)>’C’9+4:;@C(96)

［%］。#IP#年，&’(’)5’4(等人应用&’(’)到食品保

藏中，成功的抑制了由产气梭状芽孢杆菌引起的奶

［!］酪腐败，极大改善了奶酪的品质。#IP%年由英中包含P种稀有氨基酸即H3H、U5H、U53、H?HW;它们通过硫醚键形成五WH?H和H?HW;WH3H，个内环，其活性分子常为二聚体或四聚体。二聚体四聚体分子量为#!$$$。经过几十分子量为"$$$，它们年的研究，人们已发现&’(’)分子有Q种类型，

分别是H、其中以&’(’)H和Y两种类3、*、U、X、Y，

型的研究最为活跃。&’(’)H与&’(’)Y的差异仅在

于氨基酸顺序上第J"位氨基酸的种类不同。&’(’O

（5’(），而&’(’)Y是天门冬酰胺（H()）。)H是组氨酸

资料表明，同样浓度下&’(’)Y的溶解度和抗菌能力

［"］都比&’(’)H强。国的阿普林和巴雷特公司首次以商品的形式出售了这种新的防腐剂———乳酸链球菌素。#IQI年，0HRST5R食品添加剂联合专家委员会批准&’(’)作为一种生物型防腐剂应用于食品工业。#IKK年美国食品和药物管理局（0UH）也正式批准将&’(’)应用于食品中。我国在V3J"Q$—KQ中批准&’(’)

可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品

［P］中。迄今为止，&’(’)已在全世界约Q$多个国家:D

《中国食品添加剂》MN"$H=OOP9PP"Q"RS#,))*!OT

在%&值较低的情况下，溶解性较好。其溶%&值，

解度随%&值的降低而升高，%&’()时溶解度为

*()+，%&为,(’时溶解度为-,+。!"#"$在中性

和碱性条件下几乎不溶解，所以在应用时，一般先

用)(),.盐酸溶解，再加入到食品中。

基质!"#"$的稳定性主要取决于温度，%&值，

等因素。!"#"$在酸性条件下呈现最大的稳定性，

随着%&的升高其稳定性大大降低。在%&为,()与医用抗生素产生交叉抗药性，能在肠道中无害的［2］降解。对!"#"$的毒性、致癌性、存活性、再生性、血液化学、肾功能、应激反应以及动物器官病毒学［-?@&>规定其97A为

或更低的稀盐酸中，经--’(/0高压灭菌，仍能稳

定存在；在%&为’时，其活力损失*)+；在%&为

1(2时其活力损失超过1)+。在一定温度范围内，

随着温度的升高，它的活性丧失增加。当!"#"$加

入到食品中，则受到介质的保护，一些大分子食物

如牛奶，肉汤等可使其稳定性大大增强。另外，

!"#"$的稳定性还与热处理时间、食品保藏的温度

及时间等有关。

!("抑菌性

!"#"$主要抑制大部分34菌，特别是细菌的芽

孢。!"#"$能抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属

和乳杆菌属的某些菌种；抑制大部分梭菌属和芽孢

杆菌属的芽孢［2］。例如能有效抑制肉毒梭状芽孢

杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、枯草芽孢杆

菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等引起的食品腐败。早期的

研究认为，!"#"$一般对霉菌、酵母菌和35菌是无

效的，但近期的研究表明，在一定条件下（如冷冻、

加热、降低%&和6789处理），一些35菌（如沙门

氏菌、大肠杆菌、假单胞菌等）对!"#"$敏感［1］。

!"#"$对34菌营养细胞和芽孢有不同的抗菌

机理。!"#"$对营养细胞的抗菌机理有不同的看

法。一种观点认为，!"#"$吸取于细胞膜上，可以抑

制细胞壁中肽聚糖的生物合成，使细胞膜和磷脂化

合物的合成受阻，导致细胞内物质外泄，引起细胞

裂解［-)］。另一观点认为!"#"$的抗菌机理与7&9

和7&:密切相关［--，-,］，因为!"#"$中的7&9和

7&:能够与敏感菌株细胞膜中某些酶的巯基发生

作用，释放细胞质，造成敏感细胞裂解。!"#"$对芽

孢的作用是在其萌发前期及膨胀期破坏其膜，以抑

制其发芽过程。

!(#安全性

!"#"$对蛋白酶特别敏感，在消化道中很快被

;胰凝乳蛋白酶分解。它对人体基本无毒性，也不传统的火腿、熏肉和香肠产生中，普遍使用亚硝酸盐、硝酸盐等发色剂来产生典型的腌制红色和腌制风味，并抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长，但这些添加剂同时对人体具有潜在的致癌危险。!"#"$能有效控制肉制品中微生物的生长，尤其是抑制产生毒素的肉毒梭状芽孢杆菌的活性，并且!"#"$本身呈酸性，能降低周围介质的%&值，因而能降低残留的亚硝酸盐的含量，减少亚硝胺的形成。GHI;JH$等（-12-）提出，!"#"$可作为一种有效的替代物，减少火腿中发色剂的用量。另外，在加工过程中，过分的热处理会明显改变肉制品的质地及外观，加入!"#"$后仅需*’+的热处理即可延长其贮存期［-*］。孙保华等（-11F）将!"#"$添加于红肠中可显著降低细菌总数，并延长产品保存期［-’］。袁秋萍（-112）研究表明，在香肠中!"#"$添加量为)(

*-!

《中国食品添加剂》YI)+@TDD;G;;)K)[

!’"在罐头制品中的应用

稳定、抑菌活力也高，()*)+在酸性条件下易溶、

因此可用于高酸性（,-.’/）罐头的保鲜。如西红柿

罐头中，添加()*)+可防止因耐酸的01菌群如巴氏

梭菌、浸淋芽孢杆菌引起的腐败，添加量一般为!""

（,-.’/）罐头如马铃薯、蘑菇、23""45$6。在低酸性

水果罐头中，即使经高热处理，仍有一些嗜热菌的芽

孢幸存，以致引起罐头的腐败，并且高热处理对食品杆菌生长。C6$6即可有效地抑制蜡!［3.］状芽孢杆菌的生长。()*)+还可用于对()*)+不敏感的微生物发酵过程中，以防止革兰氏阳性菌的污染。如单细胞蛋白、有机酸、氨基酸和维生素等［=］工业发酵过程。"前景展望

的感官质量有一定影响。添加适量的()*)+，不仅可

以有效地抑制芽孢的生长，还可减少罐头的热处理

时间，保持其新鲜度，并延长保存期。钱平等采用沸

水杀菌和添加()*)+相结合的方法，对蔬菜罐头进行

杀菌，结果表明，经过处理的罐头感官特性大为改

善，且在室温下贮藏期达到两年［3"］。

!’#在酱菜中的应用

瓶装酱菜是可供长期贮存的方便食品。瓶装

酱菜一般采用巴氏灭菌，残存的细菌主要为梭状芽

孢菌及少数耐热的01菌。传统的抑制杂菌的方

法主要依赖于产品的高渗透压（高盐、高糖）、低氧

环境及添加化学防腐剂。目前，各类酱菜中含盐量

偏高，约在!"23"7之间，但高盐食品易诱发高血

压等疾病。加入!""%6$86()*)+，可抑制杂菌生长，

并使盐的浓度下降为#297［9］。由于一些国家在

食品中不准使用苯甲酸钠，所以()*)+用于瓶装酱

菜出口，具有现实意义。

!’$在酒精饮料中的应用

腐败乳酸菌对()*)+敏感，但酵母几乎不受其

影响。因此，()*)+可与酵母一起在生产啤酒、果

酒、烈性乙醇等酒精饮料时加入，用来抑制01菌。

啤酒生产中易受乳杆菌和啤酒片球菌的污染，发生

混浊、变酸、发粘等现象。:6;）用平板打

孔法检测得出，啤酒常见腐败菌几乎均能被

!""45$%&()*)+所抑制［3!］。添加()*)+的啤酒，可以

降低巴氏灭菌的时间和温度，并能延长啤酒，尤其

是非巴氏灭菌和瓶装啤酒的货架期。:6;

!9==）对照不加()*)+的啤酒，存放期延长了一倍

的时间［33］。?@;&

造中，有效地阻碍了肠膜状明串珠菌，啤酒片球菌

和乳酸杆菌的生长，防止了杂菌的污染［3B］。

!’%其它

()*)+也可用于焙烤食品中，以防止蜡状芽孢

.3()*)+作为一种高效、无毒的天然食品防腐剂符合未来食品防腐剂的发展要求。它可广泛地应用于食品，特别是需经热处理的食品中，不但有较好的防腐抑菌作用，而且能减弱热处理强度，从而降低加工成本，改善风味、外观。()*)+用于食品防腐时，会受到一些因素的影响，导致其抑菌能力下降。例如在未经热加工或经简单热加工的食品中，来源于微生物、植物或动物有机体的蛋白酶在食品货架期内可使()*)+降解。使()*)+发挥最佳作用的是液体和均一性的食品，对固体和异质性食品作用较差。在固体和异质性食品中需要适当增加()*)+的使用量。若将()*)+配制成复配型防腐剂，可发挥广谱抑菌作用。孙京新等［3>］将()*)+和乳酸钠联合加于西式火腿中，结果表明，二者联合使用，保质期比单独使用()*)+长，并且降低了亚硝酸盐的含量。刘喜荣等［3/］通过对()*)+在延长豆奶保质期方面的研究表明，()*)+与某些盐类复合使用要比()*)+单独使用效果好。由单一型向复配型防腐剂转变，()*)+的应用前景将更为广阔。参考文献!E?D6’3E?D6.：>>!’.E-)A*MIG，0A)+*K!，!=：!9=Q3".’>E凌关庭’天然食品添加剂手册［U］’北京：化学工业出版社，3"""’/E-NA*KG’()*)+［C］’G;[@+M#页）（

乳酸链球菌素的研究现状

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：贺家亮， 秦翠丽， 康怀彬， 张敏河南科技大学食品与生物工程学院,洛阳,471003中国食品添加剂CHINA FOOD ADDITIVES2004，""(3)7次

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1.期刊论文 缪存影 天然食品防腐剂——乳酸链球菌素 -中国食物与营养2008,""(4)

本文介绍了乳酸链球菌素的理化性质、抗菌机理、安全性及检测方法的研究进展,综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状.

2.期刊论文 贺家亮.秦翠丽.康怀彬.张敏 乳酸链球菌素在食品工业中的应用 -食品与机械2004,20(4)

介绍了乳酸链球菌素(Nisin)的分子结构、稳定性、安全性和抗菌机理的研究进展;综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状,并对其应用前景进行展望.

3.期刊论文 郭新竹.宁正祥.Guo Xinzhu.Ning Zhengxiang 天然肽类防腐剂研究进展 -食品与发酵工业2001,27(2)

综述了天然肽类食品防腐剂的研究进展，主要论述了4种研究最多的肽类防腐剂：溶菌酶、昆虫抗菌肽、乳酸链球菌素和鱼精蛋白的结构、抗茵机理等方面的研究成果，简要介绍了解决天然防腐剂抗茵谱窄、抗茵效果差、生产成本高等问题而采取的一些措施。

4.期刊论文 杨虎清.郜海燕.YANG Hu-qing.GAO Hai-yan 天然肽类食品防腐剂研究进展 -中国食品添加剂2005,""(2)

综述了天然肽类食品防腐剂的研究进展,主要论述了4种研究最多的肽类防腐剂:溶菌酶、昆虫抗菌肽、乳酸链球菌素和鱼精蛋白的结构、抗菌机理等方面的研究成果.

5.期刊论文 丁燕.杜金华 乳酸链球菌素(Nisin)的特性及其在啤酒工业中的应用 -酿酒2002,29(1)

Nisin 是目前唯一被允许使用于食品防腐的抗菌素.介绍了天然食品防腐剂乳酸链球菌素(Nisin)的特性及其抗菌机理,并就其在啤酒工业中的应用加以论述.

6.期刊论文 孙超.安磊.王勇.吕彬.SUN Chao.AN Lei.WANG Yong.Lü Bin 常用酶制剂型保鲜剂对乳品的抑菌机理及其应用 -家畜生态学报2009,30(2)

生物酶制剂无毒、无味、无嗅,添加到成分复杂的原料乳中不会引起不必要的化学变化,不损害乳品的质量,而且对底物有严格的专一性,催化效率高、用量少.综述了在生产过程中乳酸链球菌素、溶菌酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等酶制剂型保鲜剂的抗菌机理及应用,并探讨了酶制剂型保鲜剂的优化配比.

1.姜丽艳.闫国栋.张宏宇.兰鹏飞.刘海龙.孟庆繁 乳链菌肽高产菌株的推理选育[期刊论文]-食品与机械2009(4)

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3.缪存影 天然食品防腐剂——乳酸链球菌素[期刊论文]-中国食物与营养 2008(4)

4.王二霞.赵健 Nisin及其在冷却肉保鲜中的应用[期刊论文]-肉类研究 2008(2)

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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgsptjj200403011.aspx

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下载时间：2010年10月19日