乳酸鏈球菌素的性能及其在肉制品中應用
發布日期：2018-11-01 11:53:53 來源：互聯網
摘要：乳酸鏈球菌素(NISIN)是由乳酸鏈球菌產生的一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。本文簡要介紹乳酸鏈球菌素的特性、優越性、抑菌機理、抑菌效用以及在肉制品中的應用，表明乳酸鏈球菌素是理想的食品防腐劑。
關鍵詞：乳酸鏈球菌素；特性；抑菌；肉制品；應用
前言：肉制品由于營養豐富，風味獨特而一直受到人們的喜愛，同時因其有較高的營養成分，為各種微生物的生長提供了一個良好的場所，從而導致肉品容易腐敗，貨架期縮短。為了達到更長的貨架期，有必要在肉制品中適當添加一些防腐保鮮劑。隨著人們生活水平的提高和對食品安全意識的增加，肉制品中的防腐劑也必然將向天然、綠色的方向發展。隨著生物技術的不斷發展，利用動植物或微生物的代謝產物等為原料經提取、酶法轉化或者發酵等技術生產的天然生物性食品防腐劑逐漸受到人們的重視[1]。乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種高效、無毒的天然防腐劑，也是唯一一種可作為防腐劑應用于食品的細菌素。目前，已有包括中國、美國、英國在內的50多個國家和地區將其作為一種天然食品防腐劑使用。
1、乳酸鏈球菌素簡介
乳酸鏈球菌素也稱乳鏈菌肽或尼生素，是從乳酸乳球菌乳酸亞種一些菌株產生的一種細菌素，首次發現于1928年[2]。Nisin為白或略帶黃色的結晶粉末或顆粒，其相對分子質量為3510，活性形式常是二聚體或四聚體，它是由34個氨基酸殘基組成的多肽，該多肽由羊毛硫氨酸、β–甲基羊毛硫氨酸、脫氫丙氨酸及β–甲基脫氫丙氨酸等不常見的氨基酸組成。到目前為止，我們發現Nisin的種類共有A/B/C/D/E和Z六種，對NisinA和NisinZ研究較多，二者的區別僅在于A的第27位氨基酸為組氨酸，而Z的第27位氨基酸為天冬氨酸，其抗菌特性幾乎無差別[3]。
2、 乳酸鏈球菌素的特性
2.1溶解性
Nisin是一種白色或灰白色的固體粉末，使用時需溶于水或液體中，它的溶解度主要取決于溶液pH值，在水中的溶解度隨pH下降而升高,即pH在5.0時溶解度為4g/100ml，pH在2.5時溶解度為12g/100ml，pH等于或大于7.0時溶解度約為0，幾乎不溶解，產品中由于含有乳蛋白，其水溶液呈輕微的混濁。所以在應用時，一般先用鹽酸溶解后再加入到食品中。
2.2穩定性
Nisin的穩定性主要取決于溫度，pH值，基質等因素，Nisin在酸性條件下呈現最大的穩定性，其熱穩定性隨著pH的增加而減弱[2]。當Nisin溶于pH=3的稀鹽酸中，經121℃、15min高壓滅菌，仍能保持100%的活性。當pH超過4時，特別是加熱條件下，它在水溶液中的分解速度加快，活力降低；在pH等于5.0時，滅菌后喪失40%活力；pH等于6.8時，滅菌后喪失90%活力。但在乳酸鏈球菌素加入食品后，由于受到牛奶、肉湯等中的蛋白質大分子的保護，其穩定性將大大的提高。
3、乳酸鏈球菌素的優越性
3.1高效抑菌
Nisin不抑制革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌，專抑制革蘭氏陽性菌，特別是細菌芽孢。如對金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、肉毒梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌以及利斯特氏菌等多種腐敗菌和食物病原菌有強烈的抑制作用。只要在食品中添加Nisin就可對革蘭氏陽性菌具有強烈的抗菌活性，它與其他防腐劑聯合使用能增強其抑菌作用，獲得較寬的抑菌譜，如乳酸和Nisin合用能抑制肉中的金黃色葡萄球菌和沙門氏菌。Nisin和螯合劑合用時能有效地減少革蘭氏陰性菌的數量，如Nisin與檸檬酸鹽、磷酸鹽合用也能提高其對革蘭氏陰性菌的抑菌效果。
3.2安全性高
Nisin是乳中存在的一種天然成分，千百年來被人們食用未見毒性問題，其生產菌種從奶中分離，采用發酵方法獲得產物，物理方法提取，沒有化學反應過程。乳酸鏈球菌素對蛋白酶特別敏感，進入人體后可被消化道α-胰凝聚蛋白酶降解為多種氨基酸，可吸收，無殘留，不產生抗藥性，不影響人體益生菌，與其它抗生素不產生交叉抗性。研究證明Nisin是安全的，LD50為7000mg屬實際無毒級。1992年3月，我國衛生部在批準實施的文件中就明確指出：“可以科學的認為乳酸鏈球菌素作為食品保藏劑是安全的[ 4 ]。”
4、乳酸鏈球菌素的抑菌機理
目前對Nisin的抑菌機理尚不完全清楚，人們普遍認為Nisin的作用機理類似于陽離子表面活性劑，影響細菌胞膜以及抑制革蘭氏陽性菌胞壁的形成。孔洞機制和共價修飾機制學說是解釋Nisin抑菌機理的兩種重要學說。
孔洞機制學說認為，Nisin的抑菌作用分兩步完成。第一步是乳酸菌素吸附于敏感細胞表面上。Nisin是一個疏水、帶正電荷的小肽，它作用于革蘭氏陽性菌細胞壁上帶負電荷的陰離子如磷壁酸、糖醛酸、酸性多糖、磷脂。第二步是與細胞膜結合形成管狀結構，引起細胞膜的滲漏，導致小分子量的細胞成分如氫離子、鉀離子、氨基酸、核苷酸(ATP/ADP)等物質迅速流出，引起膜內外能差的消失，并對DNA、RNA蛋白質和多糖等物質的生物合成產生抑制作用，從而起到抑菌的作用[5]。
共價修飾機制學說認為Nisin的活性位點（脫水丙氨酸和脫水丁氨酸）與靶細胞膜的-SH發生反應，從而改變細胞膜的性質，導致靶細胞的死亡。
5、Nisin在肉制品中的應用
Nisin很早就已在國外應用于肉制品中，并廣泛應用于肉類、魚類的防腐保鮮。據研究，在不影響香腸、火腿色澤和防腐效果的情況下加入乳酸鏈球菌素，可使亞硝酸鹽含量明顯降低。在魚類防腐方面，乳酸鏈球菌素還具有延遲熏制魚中存在的肉毒梭菌芽孢毒素形成的作用。Rayman(1981)發現亞硝酸鹽同乳酸鏈球菌素結合使用具有協同作用，Nisin可作為一種有效的替代物，減少火腿中發色劑的用量。Nisin能有效控制肉制品中微生物的生長，尤其是抑制產生毒素的肉毒梭狀芽孢桿菌的活性，并且Nisin本身呈酸性，能降低周圍介質的pH值，因而能降低殘留的亞硝酸鹽含量，減少亞硝胺的形成。另外，在加工過程中，過分的熱處理會明顯改變肉制品的質地及外觀，加入Nisin后僅需45%的熱處理即可延長其貯存期。Nisin在我國肉制品的應用僅限于研究階段。
5.1在香腸中應用
在傳統的香腸生產中，普遍使用亞硝酸鹽等發色劑進行發色并抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的生長，隨后亞硝酸鹽與肉毒素反應產生腌制紅色和腌制風味。當人們食用香腸的同時，也食用一定量的亞硝酸鹽，與體內的胺類物質作用生成一種強烈的致癌物質--亞硝胺化合物，若添加Nisin到香腸中可降低亞硝酸鹽的用量，又能有效地延長香腸的保質期。據袁秋萍的試驗表明，按傳統工藝制作的香腸，亞硝酸鹽的添加量為0.15g/kg，經檢測菌落總數為12000個/g，若添加0.2g/kg Nisin，亞硝酸鹽的添加量減少到0.04g/kg，則香腸中的菌落總數降低到3200個/g，抑菌效果明顯，而且香腸的色、香、味與傳統的比較，沒有明顯的區別[6]。
5.2在豬肉絲中的應用
目前，在豬肉絲等肉干制品的生產中，普遍使用山梨酸鉀作為防腐劑，由于山梨酸鉀適用于pH5.5以下的食品防腐，而肉類制品是中性食品，因此山梨酸鉀對肉類制品的防腐效果不甚理想。袁秋萍采用乳酸鏈球菌素代替山梨酸鉀進行試驗，添加量為0.4 g/kg時，所有稀釋度均無菌落生長[6]，這說明革蘭氏陰性菌在煮制、加料燒干及烘培等工序中已被完全殺滅，受到熱損傷的耐熱芽孢桿菌此時也基本上完全被控制，其抑菌效果明顯優于山梨酸鉀，在口感上，添加Nisin的樣品口味純正，有利于提高產品的質量。
5.3在烤肉中的應用
焦曉霞為了適當的延長烤肉的貨架期，考慮在烤肉中添加適量的Nisin，進行了大量試驗。在其方案一中，Nisin的抑菌效果并不理想，樣品在28℃恒溫保存5-6d，就發生了質變酸敗；在方案二中，另加入了0.04%的山梨酸，效果比空白實驗的保質期延長了一星期之久；在方案三中，找出了一種更有效便捷的添加方式，保質期得到了大大的延長。因此，從她的實驗來看，在烤肉中添加適量的Nisin對抑制細菌生長繁殖，延長產品的保質期確實起到了一定作用，產品的保質期可以從28℃的4久久久久无码国产精品不卡_无码囯产精品一区二区免费_国产成A人亚洲精V品无码性色_国产羞羞的视频在线观看 国产一级无码视频在线