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乳酸链球菌素的研究进展

乳酸链球菌素的研究进展
乳酸链球菌素的研究进展

No.1.2006

乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂,是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。乳酸链球菌素本身具有许多优良性质:首先,容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解,不会在体内蓄积而引起不良反应,并且对食品的色、香、味等无不良影响[1-2]。使用它还可以降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状,同时还可节省能耗。Nisin本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏,Nisin作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用。

1乳酸链球菌素的研究现状1.1乳酸链球菌素的分子结构

乳酸链球菌素(Nisin)的分子式为C143H228N42O37S7,含有34个氨基酸残基,分子量为3510Da。Nisin在天然状态下主要有两种形式,分别为NisinA和NisinZ[3],它

们之间的差别在于氨基酸顺序中第27位氨基酸不同,在NisinA中是组氨酸,在NisinZ中是天冬氨酸,在其基因结构上的第148位脱氧核苷酸不同是造成差别的根本原因。一般而言,在同样浓度下,NisinZ的溶解度和抑菌能力比NisinA要强。1.2乳酸链球菌素的性质1.2.1

物理和化学性质

Nisin的溶解性、稳定性都

与溶液的pH值密切相关。Nisin的溶解度随pH值的下降而提高,pH值2.5时溶解度为12%,pH值为5.0时下降到4%,在中性及碱性条件下几乎不溶解[4]。

实验结果表明,Nisin在酸性条件下极为稳定,pH2.0条件下可耐受高温处理(121℃,15min),而无活力损失,而在中性或碱性条件下即发生失活。1.2.2

生物学特性

当α-胰蛋白酶、胰酶制剂和枯

草杆菌肽作用Nisin后,会使其失去活性,但羧肽酶A、羧肽酶E、肠肽酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶对Nisin无作用。Hurst报道,Nisin对α-凝乳蛋白酶、胰酶、

李红,赵春燕*

(沈阳农业大学,沈阳110161)

摘要:乳酸链球菌素是某些乳链球菌产生的一种多肽物质,是一种高效、无毒副作用的天然生物防腐剂。综述了乳酸链球菌素的研究开发与生产应用进展。关键词:乳酸链球菌素;防腐剂;研究进展中图分类号:TS201.3

文献标识码:A

文章编号:1005-9989(2006)01-0075-04

Researchanddevelopmentofnisin

LIHong,ZHAOChun-yan

(ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161)

Abstract:NisinisanantibacterialmultipeptideproducedbycertainstrainofLactococcuslactis.Itisahigh-effi-ciencyandnopoisonouseffectnaturalbiopreservative.Thispapercomprehensivedescribedresearchexploita-tionandprogressaboutproduceandappliesofnisin.Keywords:nisin;preservative;researchandprogress

乳酸链球菌素的研究进展

收稿日期:2005-07-30

*通讯作者

基金项目:沈阳农业大学青年教师科技基金(2003)项目。

作者简介:李红(1979-),女,辽宁铁岭人,硕士研究生,研究方向为微生物资源。

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消化酶、唾液酶等很敏感,但对粗制凝乳酶、脂酶、淀粉酶不敏感,在酸性条件下,100℃、10min对链酶蛋白酶不敏感[5]。

1.3乳酸链球菌素的抑菌谱

Nisin能抑制大部分革兰阳性菌及其芽孢的生长和繁殖,如葡萄球菌属、链球菌属以及梭状芽孢杆菌属和芽孢杆菌属的细菌,特别是对金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒杆菌作用明显[6]。

在一定条件下,如冷冻、加热、降低pH值、EDTA处理等,乳酸链球菌素亦可抑制一些革兰阴性菌,如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌等的生长。1.4乳酸链球菌素的抑菌机理

Nisin的抑菌机理是近年来的研究热点之一,并不断取得突破。其抑菌作用主要是杀菌,而非抑菌或溶菌。Nisin对营养细胞的作用主要是在细胞膜上,它可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖等的生物合成,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[7]。1.5Nisin合成的遗传学研究

编码Nisin的遗传密码的确切位置有两种理论,一种认为它与质粒连锁,另一种则认为是在染色体上。

支持前一种观点的主要证据有:1947年,Kozak研究产Nisin菌株的突变现象时发现,若先以原黄素或溴乙啶诱变并进行高温处理,再以NTG进行诱变,未检测到回复突变株。并据此推测Nisin基因可能位于质粒上。进一步研究发现,Nisin的产生与一个17.5MDa的质粒有关。1991年,Kaletta和Entian从乳酸链球菌素6F3的质粒中成功克隆到了编码Nisin的结构基因。

但是,另一些研究者认为Nisin基因位于染色体上,并有实验证明一些产Nisin的菌株并不存在质粒[8]。

对Nisin基因定位的研究最近取得的一些突破性进展,一些研究者根据对染色体的缺失与杂交实验提出Nisin结构基因与染色体上的一个可接合转移的转座子有关。Horn等人则提出Nisin基因存在于一个70kb大小的转座子Tn5301中,同时另一些研究者的工作也证实了这个转座子的存在,且发现Nisin基因座是不稳定的。这些发现可能提示我们Nisin基因位于一个可转座于质粒和染色体上的转座子中,在不同的菌株中,Nisin基因的位置不一定相同[9]。

1988年,Nisin基因首次被克隆出来。不同于大部分的多肽类抗生素,Nisin前体蛋白是由核糖体合成,经过一系列包括脱水、硫环形成等复杂的翻译后加工过程,最终形成有活性的成熟Nisin分子[10]。对Nisin遗传学研究的深入,将使我们有可能定向改变

Nisin的溶解度、稳定性、抑菌范围等,对于Nisin的应用前景有着重大而深远的意义。2Nisin生产与应用研究进展2.1Nisin产生菌的筛选

目前主要是利用Nisin产生菌中nip+nisrsuc+紧密连锁的原理,在添加乳链菌肽、蔗糖及溴甲酚紫的选择培养基上,从牛奶样品中定向筛选Nisin产生菌[11]。也有通过检测在BCP-CaCO3培养基中溶钙圈大小而间接选择Nisin生产菌方法的报道。2.2Nisin的发酵生产

在Nisin的生产中,主要是以乳链球菌和乳酸乳球菌作为生产菌,通过诱变方法获得高产菌株,并通过改变培养基配方以进一步提高产量。其中,对培养基配方的研究进行的较为活跃。一方面,可以扩大Nisin应用,另一方面,对营养与产量关系的研究有助于了解Nisin生物合成的途径和调控方式[12]。2.3发酵产物的提取工艺

2.3.1有机溶剂法利用正丙醇作为主要的溶剂,因此也称正丙醇法。它利用正丙醇、丙酮、乙酸等有机溶剂沉淀Nisin,利用KH2PO4等进行盐析[13],反复沉淀、溶解的过程,是一种经典方法,但其缺点是回收率低,回收产物活性低。

1960年Hawley等用一种简单的方法提取Nisin。该法是先向发酵液中加入0.1%Tween-80,然后从发酵液底部鼓气使产生大量的气泡,Nisin本身具有表面活性剂的性质,因而伴随泡沫被鼓出,收集并破碎泡沫后,用丙酮沉淀,最后将沉淀干燥测活,比活仅为1.4×106IU/g。与正丙醇法相比鼓气吹泡法较容易形成规模化生产,操作简单,试剂消耗量少,但产品纯度低,回收率也不理想。

2.3.2吸附法随着对乳链菌肽分子性质的研究,科研工作者发现产Nisin的乳酸菌对Nisin具有一定的吸附作用[14]。1971年Bailey等利用Nisin与菌体吸附特性先回收菌体,然后再获取Nisin提取液,再将其经过柱层析纯化Nisin。1992年Yang等对菌体吸附法的吸附及解吸附条件作了进一步研究[15],发现如果对吸附及解吸附选择合适的pH,无需破碎菌体就可大量提取回收Nisin。其结果是最佳吸附pH为6.5,而解吸附最佳pH为2.5。1996年Jason等通过对Nisin与菌体吸附的深入研究,大胆地提出了一种设想,就是利用菌体对Nisin在高pH吸附、低pH解吸附的特性,构建一种固定化细胞柱,将含Nisin的粗品通过固定化细胞,Nisin就被吸附从而达到分离浓缩的目的。

另一种吸附法是应用一些吸附剂在合适条件下

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使其与Nisin吸附以达到提取纯化的目的。吸附剂包括硅酸、二氧化钛、硅化合物(硅酸钙、二氧化硅、硅藻土等)。2.3.3

柱层析法

现在应用于分离纯化Nisin的介质

较多,并且均可达到纯化的目的,但是由于所选前处理的方法不同,使得需要过柱的数目也不同[16]。1995年我国山东大学刘稳等应用中空纤维超滤、非极性大孔网状吸附树脂XAD-2层析、CM-SephadexC-25层析和SephadexC-50分子筛层析等步骤纯化Nisin,分析其纯度不低于95%,比活为2.6×107IU/g,总回收率为20.6%。1995年Rod-riguez等采用Sepharose介质纯化Nisin,该法的预处理是用(NH4)2SO4沉淀浓缩Nisin,然后依次通过Sp-Sepharose柱层析、Octyl-SepharoseCl-4B柱层析及PepRpcHR5/5C2/C18反向柱层析等步骤纯化Nisin[17]。1996年陈秀珠等应用正丙醇提取法将Nisin浓缩后再用CM-SephadexC-25层析一步纯化了Nisin,其比活为3.99×107IU/g,回收率41.7%。

1997年Suarez等又将一种传统的层析方法—免疫亲和层析应用分离纯化Nisin并且获得了成功[18]。该法是用AD10杂交瘤细胞制备Nisin的单克隆抗体,并将其通过N-羟基琥珀酸亚胺葡聚糖柱,在一定条件下抗体与葡聚糖偶联,然后将Nisin发酵液除菌后进行柱层析。最终活性回收率可达72.7%,应用ReRpcHR5/5C2/C18反向柱层析鉴定其纯度与Nisin标准品接近。这种利用抗体-抗原特异吸附性所设计的免疫亲和层析法纯化Nisin不仅操作过程简单,而且速度快,特异性好,重复性强。但其缺点是Nisin的单克隆抗体较难获得。2.4发酵产物的效价检测

Nisin可以抑制G+菌的生长,可用微球菌作检测菌,测量其抑菌圈直径。Nisin在中性溶液中的溶解度远小于其在酸性溶液中的溶解度,这样使得它在琼脂平板中扩散受影响。虽有一些方法,如用还原酶活性抑制剂、测定牛奶中酸产物的量、或测定OD值(比浊法)等可以作为衡量Nisin量的标准。但扩散仍是一个十分重要的技术,特别是当琼脂中加入了1%的Tween-20后,有利于扩散,且Tween-20的效果比Tween-80好。在0.5~10IU/mL的范围内,浓度的对数和抑菌圈直径呈直线关系[19]。依之可作出标准曲线,再将待测样品与之比较,即可求出效价。测定食品中的效价要去除对照的影响。近年来,检测培养基又有一些改进,如加入Na2HPO4可消除降低pH造成的假抑菌圈现象,提高检测灵敏度。另外,还有一些如反相平板、测OD210吸收等一些用于相关目的的方法的报道。

总之,检测系统的发展趋势是简化检测方法和提高检测灵敏度。2.5乳酸链球菌素的应用

2.5.1乳酸链球菌素在食品工业中的应用Nisin是由牛乳和乳酪中自然存在的乳酸链球菌发酵产生的,由于牛乳等乳制品在过去几个世纪一直被人和动物直接摄取,可以说明它具有无毒的特点,它在人体的消化道内很快被酶分解,其急性毒性、亚急性毒性及慢性毒性实验均已证明,Nisin对动物无任何毒副作用[20]。

目前Nisin已广泛用于乳制品、肉制品、蔬菜制品、罐装食品、植物蛋白等食品的防腐保鲜中。2.5.2乳酸链球菌素在医药工业中的应用乳酸菌素能有效地抑制某些病原菌的生长,为其在医药工业中的应用奠定了基础。近年来乳酸菌素的医药价值已开始引起人们的关注。Nisin在微生物之间不存在交叉抗性,因此有抗生素的治疗作用。它不同于其它抗生素,细菌不会对其产生抗性,比抗生素对细菌更有效,且用量也要小得多。本世纪初人们已经知道利用乳酸菌杀死肠道内的有害微生物,改变肠道微环境,并推出了治疗便秘、痢疾和伤寒的商品菌株Mutaflor。研究发现,Nisin可用于治疗胃和十二指肠溃疡、口腔溃疡、皮肤病、结核病及由链球菌、葡萄球菌引起的牛乳腺炎。

目前研究者正在研究Nisin是如何精确地与细菌结合并杀死细菌,以便能制造出对人体安全的药物。3乳酸链球菌素的发展前景

随着人们生活水平的提高,健康食品、绿色食品的概念越来越被人们接受,对高效、无毒的天然防腐剂的研究和应用也越来越引起人们的重视。Nisin作为一种高效、无毒的天然食品添加剂符合未来食品防腐剂的要求,不仅有较好的防腐抑菌作用,而且能减弱热处理强度,降低加工成本,改善食品风味、外观和营养价值。

目前人们在Nisin的合成、作用机理以及应用方面做了一些工作,也取得一定的成绩,但仍然还有许多未知数,包括微生物是否死亡、残存、适应环境以及它的机体内发生了什么生理分子反应机制而导致了这些现象。宏观的生物学能参数,微观生物学能参数以及分子在应激反应中的反应仍是有待研究的课题。

我国乳酸菌资源丰富,但对乳酸菌素的研究起步较晚,需要大力进行乳酸菌素的基础研究和开发应用研究,为乳酸菌素的生产应用奠定基础。

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中国国家工商行政管理总局局长王众孚2005年12月15日说,2006年的食品安全专项整治中,要继续把奶制品作为重点产品,严肃查处销售不合格液态奶以及掺杂使假等违法行为。

王众孚在2005年12月15日召开的全国工商行政管理工作会议上说,2006年还将采取三大措施,保障食品安全。———以城市社区、农村和城乡结合部为重点,开展重点区域执法检查,重点解决无照经营和制售假冒伪劣食品问题。———

以商场、超市、集贸市场和批发市场为重点开展检查,重点解决经营者进货验证验票、不合格食品退市等问题,引导和监督经营者切实对消费者和食品安全负责。

———以五一、十一、中秋、元旦、春节为重点,开展节日食品市场专项执法检查,重点解决销售有毒有害和不合格节日食品问题,确保节日消费安全。

(张侃)

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不合格奶制品将成为中国明年食品安全查处重点

根据本刊的编排计划和配合食品行业各专业学科的行动安排,《食品科技》准备在2006年10月编辑出版食品配料论文集,内容包含国家关于食品配料与添加剂方面的最新要求、食品配料及添加剂产业发展趋势、食品配料新资源、食品配料加工新工艺、新技术、新装备、营养强化、配料与添加剂的安全使用,国外相关技术的介绍、相关企业的介绍与宣传等。请广大读作者配合我们,积极推荐与上述内容相关的稿件。并欢迎就如何办好此专辑提出宝贵建议。

本刊启

通知

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◇本刊启示◇

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乳酸菌应用的意义

:乳酸菌饮料以蛋白质、有益活菌及口味独特吸引了众多消费者。近年来,添加各种果蔬汁的乳酸菌饮料更是受到研究者和消费者的关注。将苹果汁和乳酸菌饮料合理配伍,可以制造经济实惠、营养更为全面的饮品。本文重点研究以苹果为原料,乳酸菌为菌种,采用正交实验设计优化苹果汁饮料的发酵工艺,为发酵苹果汁的工业化生产提供理论依据。 关键词:正交实验乳酸菌发酵苹果汁优化 1本课题的研究目的和意义 1.1目的和意义 有史以来,蔬菜就是人类食品的一个不可缺少的重要组成部分。由于食品化学家和营养学家们的不懈努力,目前人们已经基本认识了蔬菜果汁的化学成分,并根据化学成分研究了蔬菜汁饮料的营养生理意义。蔬菜汁饮料特有的营养生理和健康方面的意义表现在3方面:首先,蔬菜汁饮料内一些重要营养物质含量相当高;其次,它含有一些其他食品比较缺乏甚至非常缺乏的对人体组成有利的化学成分;再有就是一些食品所含有的不利于人体健康的化学成分,在蔬菜汁饮料中的含量相当少,甚至不含有。例如各类酒、咖啡或有些茶,均含有数量不等的乙醇或咖啡因,而蔬菜汁饮料不含。 蔬菜汁饮料含有许多对人体营养非常重要和有价值的化学成分,例如碳水化合物、植物酸、矿物质、维生素和微量元素等等,所以他们往往具有一些治疗疾病的能力。例如,在古代,人们把甜菜原汁当作治疗肾脏或肝脏功能失调的药物,或者当作利尿药物。人民还发现萝卜和萝卜原汁可以用来治疗食欲不振;后来,人们又发现甘蓝能治疗坏血病等等。从热量的标准来衡量,蔬菜汁饮料的营养生理意义在于他的营养成分能够迅速被人体吸收,因此对运动员,病后恢复健康的人和脑力劳动者具有特殊意义。现在人们进一步发现,许多蔬菜以及用它们制成的饮料都有保健作用。尽管目前还不能完全解释它们的保健机理,但是它们大部分的保健机理已经被现代科学所证实。 1.2 生物技术与饮料工业 饮料做为食品工业的支柱产业,具有市场广阔、经济效益显著等特点。在个中传统饮料产品继续得到发展的同时,多种各具特色的新型饮料产品不断问世,极大的促进了饮料工业的发展。传统的饮料生产工艺各具特色,产品丰富多样。生物技术的采用,给现代饮料工业注入了新的活力。 生物技术应用与饮料生产,可以在资源、开发产品、改进生产工艺以及提高产品质量等方面发挥巨大的作用。 1.2.1 乳酸菌及其发酵制品 近年来,乳酸菌发酵食品日益受到消费者青睐,特别适宜作婴儿辅助食品和老年食品。乳酸菌是一类可发酵利用碳水化合物而产生大量乳酸的细菌。人们应用乳酸菌的历史非常悠久,保加利亚酸奶、马奶酒及酱腌菜等均是传统的乳酸菌发酵制品。近年来,随着乳酸菌尤其是双歧杆菌、嗜酸乳杆菌的肠道有益菌的许多重要生理功能的确认,各种乳酸菌发酵制品更是风行全世界。 通过对乳酸菌及其代谢产物的大量研究,目前认为乳酸菌之所以有益于人体健康是由于它具有如下一些主要生理功能。 (1)对肠道菌群的改善作用;乳酸菌可抑制肠道内病原菌和有害于人体健康的细菌的成长繁殖,增加人体诶有益菌的数量,维持肠道菌群的平衡,对保持人体健康、预防疾病具有十分重要的作用。 (2)与普通乳相比,发酵乳制品的消化吸收性和营养价值及其风味都已大大提高。 (3)乳酸菌能降低血清胆固醇水平,可以预防由冠状动脉硬化所引起的心脏病。 (4)乳酸菌具有防癌、抗癌作用。 (5)乳酸菌对常见至病菌有拮抗作用。

乳酸链球菌素(Nisin)及其在食品工业中的应用

文章篇号:1007-2764(2003)增刊-0029-096 乳酸链球菌素(Nisin )及其在食品工业中的应用 幸治梅 刘勤晋 (西南农业大学食品学院 重庆 400716) 摘 要: 介绍了乳酸链球菌素(Nisin)性质,综述了乳酸链球菌素(Nisin)在食品防腐中的应用,以及对微生物防腐剂的发展趋势进行展望。 关键词: Nisin 性质;应用;展望 食品极易受到微生物侵袭而导致腐败,采用防腐剂 延缓腐败是贮存食品的有效手段之一。但人们发现不少化学防腐剂影响着人体健康,因此寻求广谱、高效、低毒(无毒)、纯天然的食品防腐剂已成为当今食品贮存研究的热点。而在天然防腐剂中,微生物素防腐剂成为研究、应用的一个重要方面。其中应用得较广泛的是乳酸菌素(包括乳酸链球菌、乳酸杆菌、啤酒片球菌等产生的抗生素)中的乳酸链球菌素(Nisin)。 1 Nisin 的性质 1.1 Nisin 的结构特点 早在1970年Gross 和Morell 已阐明Nisin 分子的一级结构由34个氨基酸组成,分子式是C 143H 228N 42O 37S 7,平均分子量315Da ,其活性体为二聚体或四聚体,分子量分别为7000和14000。Nisin 含有4种异常氨基酸,分别是脱氢丙氨酸(DHA )、β-甲基脱氢丙氨酸(DHB )、羊毛硫氨酸(ALA-S-ALA )和β-甲基羊毛硫氨酸(ABA-S-ALA ),它们通过硫醚键形成5个环。到目前为止,已发现Nisin 的种类包括A 、B 、C 、D 、E 和Z ,对Nisin A 和Nisin Z 研究较多,区别在于NisinA 的第27位AA 为His ,而Nisin Z 的第27位AA 为Asn ,其抗菌特性几乎无差别[1,2],其分子结构见下图所示。 1.2 Nisin 的理化性质 Nisin 作为一种白色易流动的粉末,其溶解度随pH 值的不同而不同,易溶于酸性溶剂,在0.02mol/L 的盐 酸中具有最大溶解度为118.0mg/L [3]; 随着碱性增强,生物活性也减弱。在pH6.5,85℃经15min 加热,其活性损失15%,而当Nisin 溶于pH3的盐酸中经121℃,15min 加热仍能保持100%的活性。 Nisin 作为一种多肽类物质,添加于食品中不会被其中的微生物分解,对人体无毒害作用,但对蛋白水解酶(胰酶、唾液酶、消化酶等)很敏感,人食后在消化道内很快被水解成氨基酸,并且不改变肠道内的正常菌落,也不会与常用的其他抗生素(如青霉素、链霉素等)产 生交叉抗性,是一种安全的防腐剂。 1.3 Nisin 的抑菌性 Nisin 能抑制大部分G +菌的生长,包括产芽孢杆菌(如肉毒芽孢杆菌),耐热腐败菌(如嗜热脂肪芽孢杆菌),生孢梭菌等,而对酵母菌和霉菌无效,但在一定的条件下(如冷冻、加热、降低pH 值和经EDTA 及其它表面活性剂处理)对部分G -菌也有致死作用。 Nisin 对G +菌营养细胞的作用是在细胞膜上构建依靠膜电位的、短期存在的通道,使膜电位丧失,能量产生停止和细胞质中必需小分子组分流失,最后细胞解体;而对芽孢的作用是在芽孢萌发前期及芽孢膨胀期破坏其膜,以抑制其发芽过程。 2 Nisin 在食品工业中的应用 Nisin 不含任何非天然物质,对人体健康无毒害作用,在食品中添加定量Nisin ,不但对食品的色、香、味、口感等无副作用,而且有助于增进食品营养价值,降低其加工能耗。 2.1 在肉制品中的应用 肉制品的主要污染菌是G +菌, Nisin 作为G +菌抑制剂广泛应用在肉类加工中。Rayman 等(1981)提出[4],Nisin 可作为腌制肉制品中硝酸盐的替代剂或佐剂,以减少或避免亚硝胺类物质对人体健康的威胁。如在烟熏火腿时,加入3000IU/ml Nisin ,37℃能放56d 不变质,使 96

酸奶配制及其乳酸菌培养基和计数法的研究进展

!""#! 实验与实习卫生职业教育$%&’(#())*+%’# 酸奶采用鲜奶和白砂糖为主要原料,经严格消毒后加入活性乳酸菌发酵制作而成。与普通牛乳比较,其中的蛋白质、脂肪经发酵后,易被人体消化吸收,同时还能提高钙、磷、铁的利用率,有利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病,"-。同时还具有治疗神经性厌食症、抗毒、抗癌及防止细胞老化,增强机体免疫力等功能,(-。乳酸菌是一类能利用可发酵的糖产生大量乳酸的细菌通称。这类细菌广泛分布在土壤,植物根、茎,湖泊及动物的体内。其从形态上可分为球菌和杆菌,并且均为革兰染色阳性、兼性厌氧菌或厌氧性细菌。 酸奶中有大量的乳酸菌,可定居在人体的鼻黏膜或消化道等处,所产生的代谢产物能降低肠道内的./值,抑制肠道中的腐败菌生长,减弱腐败菌在肠道的产毒作用,从而维持体内微环境,尤其是肠道内正常的微生态平衡,012-。 市面上出售的酸奶很多都是利用原始菌种进行逐级扩大的培养方式进行,即活化复壮,再进行扩大培养至乳酸菌的活力达到可用程度后,投入生产,进行发酵。在发酵剂的活化过程中,工序多,技术要求严格,稍有不慎就会污染到杂菌,所以培养基研制非常重要,要求培养出来的活菌数多,且培养时间要短。另外,活性乳酸菌达到一定数量才能起到增强机体免疫功能、延缓机体衰老等保健作用。因此,检测活性乳酸菌的含量成为判断产品质量好坏的重要手段。国际上规定乳酸菌数不得低于"3")456789&,#-。 本文就酸奶配制、培养基筛选及乳酸菌计数法进行讨论,对酸奶质量控制、市场研究和发展有一定的理论参考。 !酸奶配制方面的进展 杜传来,4-研制南瓜酸奶的配制方法是原料乳验收,再进行净化和脂肪标准化、混合、预热均质,:#;<)=1");()9>?杀菌,冷却到2#=,接种,罐装,发酵,冷藏。该产品富含矿物质、氨基酸,不含任何防腐剂、色素、香精等化学合成物质1不仅增加了酸奶的花色品种1而且提高了其营养保健作用。张迅捷,*-介绍大豆酸奶的配制主要是原材料(鲜牛奶@大豆@白砂糖)混合浆定容之后高压均质杀菌、冷却、加香精、接种、混匀、装杯封口 进入主发酵,冷藏后发酵,再检验、出库、包装。有研究人员研制的凝固型蜂蜜酸奶 ,:- ,具有独特的蜂蜜清香。其配制主要是脱 脂乳粉加水溶解,添加其他原料(蜂蜜、琼脂),混合过滤,再脂肪含量标准化,预热均质杀菌,尽快冷却,加入发酵剂之后装罐培养、冷却、冷藏后熟,若干小时后便成为颜色微黄的凝固型蜂蜜酸奶。孙好学等,<-配制的酸奶由于加入蜂蜜、 苹果和花生使酸奶颜色微黄,具有独特的清香。其配制方法是原料乳)过滤)脂肪含量标准化)预热)均质)杀菌)冷却)接种)加糖)添加其他原料(蜂蜜、琼脂、苹果和花生))培养)冷藏后熟)产品。陈增伦等,")-研制蔬菜酸奶。蔬菜含有的淀粉化合物可以改善酸奶组织形态,使酸奶的营养更加平衡、合理。配制过程就是南瓜、胡萝卜去皮后蒸熟,果蔬机打浆后与牛奶、甜味剂混合,山药去皮后剪切,经过滤)均质)杀菌)加乳酸菌发酵)后熟)成品。枸杞具有清肝、润肺、滋肾、明目等功能。有研究人员利用枸杞研制了凝固型枸杞酸奶,""-。 方法是脱脂奶粉加水溶解成为脱脂乳,再加白砂糖和稳定剂等进行调配,混合预热到<);"))=后再冷却到4);*)=。经预处理后的枸杞浆,与之前已调配好的物料再进行调配,匀浆,无菌罐装,杀菌(:0=,0)9>?),冷却(2(=左右),接种,恒温培养(2";2(=),在2=冰箱中存放(2A , 即为成品。郭红珍等,"(-研制的金针菇与香菇酸奶,瓷白色,光洁,乳白中略带浅黄色,具清新的金针菇或香菇香味。其研制方法是原料奶,金针菇或香菇浸提液 (白砂糖):鲜奶-)煮沸)装瓶)杀菌(")#=,0;#9>?))冷却(2(=))接种)发酵(0*;2"=,0;#A ))冷却(2=))后熟)成品)评定。 以上酸奶,配制的基本方法都一样,但辅料不一样,风味各不相同。至于辅料的添加既可以在接种前加入,也可以在接种时加入。 "培养基筛选方面的进展 黄君红等 ,"0- 在对乳酸菌的培养基进行筛选的实验中,用 BCD 培养基、EFG 培养基、("2号培养基、乳酸菌分离培养基、改良马铃薯培养基、蕃茄汁培养基进行对比实验,并在乳酸菌分离培养基上添加了平菇、马蹄、大葱、胡萝卜、马铃薯、青瓜4种 99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 摘 要:就酸奶配制、培养基筛选及乳酸菌计数法进行讨论。 关键词:酸奶;配制;培养基;乳酸菌;计数法中图分类号:H2(2’0" 文献标识码:F 文章编号:"4*"!"(24I ())*J )#!)""#!)0 黄 雁",邓海群( I "’韩山师范学院1广东潮州#(")2"K (’潮州*#(()部队机关卫生所1广东潮州#(")))J 酸奶配制及其乳酸菌培养基和计数法的研究进展 学质量提供了新的途径。 参考文献: ,"-柯新华,周世学,周英杰,等’严格培养作风优良的医务工作者,C -’解放军医院管理杂志,())",:I 2J L (*#;(*4’ ,(-郑红1陈善明1师景波1等’我院如何做好临床教学工作,C -’中华医院管理杂志1"<<<1""L 4#";4#2’ ,0-方立1王莉萍’进修医生临床教学的组织与管理,C -’解放军医院管理杂志1())",:I (J L ""#;""4’!

乳酸菌在酿造中应用的研究现状与前景

乳酸菌在酿造中应用的研究现状与前景 摘要:乳酸菌是一类可以使食物(包括植物和动物来源)变酸的细菌,它能将乳变酸,故称为乳酸菌。它极其微小,肉眼看不见,直径约0.1~1μm长度约为0.5~40μm。乳酸菌无处不在,广泛分布在人体、动物、植物和整个自然界。乳酸菌用途广泛,它令食物更美味,并延长保质期;它作为保健食品和药品,可以改善和提高人的健康水平,延年益寿,还可以作为微生物学和微生态学领域研究的模式生物。 关键词:乳酸菌、酿造工业、研究、应用 1.乳酸菌的概述: 乳酸菌是一类以糖为原料发酵产生乳酸的细菌,革兰氏染色阳性,它在自然界和人畜的消化系统中广泛存在,无毒、无副作用,担负着人畜机体多种重要的生理功能,可使体内菌群的协调性增强,它可以产生特殊的功能因子,作为生活中的防腐剂。基于乳酸菌特殊的生理特性,在各领域得到广泛应用,引起了人们广泛的研究兴趣。 1.1研究历史:早在20世纪初,俄国著名的生物学家(Mechnikoff,1845-1916),在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出,保加利亚的巴尔干岛地区居民,日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌,这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。乳酸菌能够帮助消化,有助人体肠脏的健康。在人体肠道内栖息着数百种的细菌,其数量超过百万亿个。其中对人体健康有益的叫益生菌,以乳酸菌、双歧杆菌等为代表,对人体健康有害的叫有害菌,以大肠杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。益生菌是一个庞大的菌群,有害菌也是一个不小的菌群,当益生菌占优势时(占总数的80%以上),人体则保持健康状态,否则处于亚健康或非健康状态。长期科学研究结果表明,以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌,它们数量的多和少,直接影响到人的健康与否,直接影响到人的寿命长短,科学家长期研究的结果证明,乳酸菌对人的健康与长寿非常重要[1]。而人体肠道内乳酸菌拥有的数量,随着人的年龄增长会逐渐减少,当人到老年或生病时,乳酸菌数量可能下降100至1000倍,直到老年人临终完全消失。在平时,健康人比病人多50倍,长寿在平时,健康人比病

乳酸链球菌素的研究进展

No.1.2006 乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂,是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。乳酸链球菌素本身具有许多优良性质:首先,容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解,不会在体内蓄积而引起不良反应,并且对食品的色、香、味等无不良影响[1-2]。使用它还可以降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状,同时还可节省能耗。Nisin本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏,Nisin作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用。 1乳酸链球菌素的研究现状1.1乳酸链球菌素的分子结构 乳酸链球菌素(Nisin)的分子式为C143H228N42O37S7,含有34个氨基酸残基,分子量为3510Da。Nisin在天然状态下主要有两种形式,分别为NisinA和NisinZ[3],它 们之间的差别在于氨基酸顺序中第27位氨基酸不同,在NisinA中是组氨酸,在NisinZ中是天冬氨酸,在其基因结构上的第148位脱氧核苷酸不同是造成差别的根本原因。一般而言,在同样浓度下,NisinZ的溶解度和抑菌能力比NisinA要强。1.2乳酸链球菌素的性质1.2.1 物理和化学性质 Nisin的溶解性、稳定性都 与溶液的pH值密切相关。Nisin的溶解度随pH值的下降而提高,pH值2.5时溶解度为12%,pH值为5.0时下降到4%,在中性及碱性条件下几乎不溶解[4]。 实验结果表明,Nisin在酸性条件下极为稳定,pH2.0条件下可耐受高温处理(121℃,15min),而无活力损失,而在中性或碱性条件下即发生失活。1.2.2 生物学特性 当α-胰蛋白酶、胰酶制剂和枯 草杆菌肽作用Nisin后,会使其失去活性,但羧肽酶A、羧肽酶E、肠肽酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶对Nisin无作用。Hurst报道,Nisin对α-凝乳蛋白酶、胰酶、 李红,赵春燕* (沈阳农业大学,沈阳110161) 摘要:乳酸链球菌素是某些乳链球菌产生的一种多肽物质,是一种高效、无毒副作用的天然生物防腐剂。综述了乳酸链球菌素的研究开发与生产应用进展。关键词:乳酸链球菌素;防腐剂;研究进展中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文章编号:1005-9989(2006)01-0075-04 Researchanddevelopmentofnisin LIHong,ZHAOChun-yan (ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161) Abstract:NisinisanantibacterialmultipeptideproducedbycertainstrainofLactococcuslactis.Itisahigh-effi-ciencyandnopoisonouseffectnaturalbiopreservative.Thispapercomprehensivedescribedresearchexploita-tionandprogressaboutproduceandappliesofnisin.Keywords:nisin;preservative;researchandprogress 乳酸链球菌素的研究进展 收稿日期:2005-07-30 *通讯作者 基金项目:沈阳农业大学青年教师科技基金(2003)项目。 作者简介:李红(1979-),女,辽宁铁岭人,硕士研究生,研究方向为微生物资源。 75

乳酸菌研究进展

乳酸菌研究进展 摘要:本文对乳酸菌、乳酸菌的应用、乳酸菌菌剂真空冷冻干燥技术、冻干保护剂等多方面进行了阐述。 关键词: 乳酸菌;应用;发酵剂;真空冷冻干燥 1. 前言 早在5000年前人类就已经在使用乳酸菌。今天,利用乳酸菌生产的健康食品已经一跃成为全世界关注的健康食品。到目前为止,人们利用乳酸菌的乳酸发酵,制作泡菜[1]、酸菜、乳酪、酸奶等食品。另外青贮饲料经乳酸发酵后可增加贮藏时间和提高饲料的利用率。在工业上制取乳酸是用淀粉类物质先糖化后,再用乳酸菌进行乳酸发酵生产纯乳酸[2-3]。发酵乳中的乳酸菌有预防肠癌、降低血液胆固醇含量、提高系统免疫功能、减轻过敏反应和防止糖尿病等功能[1-3]。由于乳酸菌所具有的营养、健康的特殊功效,使其风靡欧、美、日、韩等市场,并被广泛应用于乳制品、饮料、肉制品、保健食品等食品及预防医学领域[4-6]。 泡菜产业是我国传统发酵食品中对国民经济具有重要贡献的产业之一。但我国泡菜企业长期沿用自然菌发酵,企业规模小,泡菜生产周期长,产品质量不稳定,食用安全性差。这些问题严重影响和制约了我国泡菜产业的发展。采用现代生物技术,开发泡菜发酵专用复合菌粉生物技术产品,对改造我国传统泡菜产业具有非常重要的现实意义。直投式泡菜发酵专用复合菌粉产品,是泡菜工业化生产的专用发酵剂,但目前市场上还没有见到该产品销售。直投式泡菜发酵专用复合冻干菌粉产品的使用,可以保证泡菜的产品质量,极大地缩短泡菜的发酵时间,提高泡菜的产量和质量。 2. 乳酸菌 2.1 乳酸菌的分类 乳酸菌是指在代谢过程中能产生乳酸的细菌的总称。其中能进行乳酸发酵的大部分是细菌,有些为球菌、有些为杆菌,一般都不会运动。 常见的球形乳酸菌主要有:链球菌属将糖类经双磷酸已糖途径分解产生右旋乳酸,属正型乳酸发酵。多见于动物及动物性制品上;明串珠菌属将糖经单磷酸己糖途径分解产生左旋乳酸及乙醇等物质,属异型乳酸发酵。多见于植物体及植物制品之上;片球菌属将糖类经双磷酸己糖途径分解产生混旋的乳配。多数生活在植物及其制品上。 常见的杆形乳酸菌是乳杆菌属,约有20多种,有些种类产生右旋乳酸、也有产生左旋和混旋的乳酸,动、植物及其制品上均可找到它们。 2.2 乳酸菌特殊生活特点 乳酸菌具有强抗酸能力,大部分乳酸菌还具有很强的抗盐性,都能耐5%以

乳酸菌饮料的研究现状与发展趋势

乳酸菌饮料的研究现状及展望 摘要:阐述了乳酸菌饮料的概念及其营养与保健作用及其发展的现状,指出了我国乳酸菌饮料市场存在的问题并给出了解决对策,同时预测其发展前景。 关键词:乳酸菌饮料:问题:对策; 随着我国消费饮食习惯已经从精细转变为健康、绿色,代表着健康的益生菌制品将会进一步扩大市场份额。乳酸菌饮品也不断走向成熟,新技术不断发展,迎合消费者口味和理念的新产品不断涌现。 1乳酸菌发酵饮料的概念及其保健作用 1.1乳酸菌及其代谢产物的营养与保健作用 乳酸菌是指那些能发酵糖产生大量乳酸的细菌总称。从形态上可分为球菌和杆菌。呈球形的菌有乳球菌、片球菌及明串珠菌属;呈杆状的菌有乳杆菌及双歧杆菌两个属。从发酵类型来看,可分为同化和异化两个类型。常用的菌株为乳杆菌、乳球菌及双歧杆菌属。乳酸菌的作用可分为活菌、死菌及其代谢产物两方面功能。活菌占据定居场所,抑止并排除腐败菌,其活性物质直接或间接作用于机体;死菌及其代谢产物可被机体吸收能增强机体免疫功能,促进并维持肝功能正常运转[1]。 1.2乳酸菌发酵饮料的营养和保健作用 1.2.1乳酸菌发酵饮料的营养作用 1.2.1.1蛋白质乳酸菌发酵饮料含有较丰富的蛋白质,这些蛋白质通过乳酸作用可以变成微小的凝乳,如:多肽类、胨等易被消化酶作用而被机体吸收,为机体提供能量和重新构成机体蛋白。 1.2.1.2脂肪和维生素通过乳酸菌作用可以增加发酵饮料中脂肪酸含量和维生素含量,而且脂肪酸的结构不同程度地被改变,易于消化吸收。 1.2.1.3矿物质元素发酵饮料中富含多种矿物质,如钙、钾、镁、锌、铁等。这些元素是构成机体的重要成分,同时也是维持机体正常功能的重要 物质。 1.2.2乳酸菌发酵饮料的保健作用 1.2.2.1对乳糖不耐症的治疗作用 众所周知,黄种人、黑种人肠道中的乳糖分解酶比白种人少,因此,饮用牛奶后易发生腹泻等不良反应。对于发酵饮料,由于乳酸菌可以将牛奶中20%~40%乳糖分解掉,所以喝发酵饮料不会发生 腹泻现象。 1.2.2.2降低胆固醇、抑止肾病发生 有人调查食用高胆固醇膳食的东非麻塞族人,他们同时饮用发酵饮料(酸奶),经测试其血液中胆固醇含量较低。有人用高肉食喂饲地鼠进行致肾病试验,一组用高肉食饲喂,另一组是高肉加酸奶饲喂进行对比,结果是高肉食组地鼠致肾病,而加酸奶饲喂组的地鼠血液中胆固醇、尿素氮和肌酸酐都降低,可抑制肾病发生[2]。 1.2.2.3抑菌和抗感染 乳酸菌产生的乳酸和醋酸具有杀菌作用,有些菌种如嗜酸杆菌、植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌还能产生H2O2,抑制葡萄球菌生长;此外有些菌种还可产生抗菌素,对沙门氏菌、志贺氏菌、葡萄球菌等均有拮抗作用[3]。

乳酸链球菌素的研究进展

乳酸链球菌素的研究进展 摘要:本文介绍了乳酸链球菌素(Nisin)的分子结构、性质、抗菌机理和生产的研究进展;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 Abstract:Nisin is an antibacterial multipeptide produced by certain strain of Lactococcus lactis.It is a high efficiency and nopoisonous effect natural biopreservative.This paper comprehensive described research exploitation and progress about produce and applies of nisin.Key words:nisin;preservative;research and progress 乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂,是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。乳酸链球菌素本身具有许多优良性质:首先,容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解,不会在体内蓄积而引起不良反应,并且对食品的色、香、味等无不良影响。使用它还可以降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状,同时还可节省能耗。Nisin本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏,Nisin 作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用 1、乳酸链球菌素的研究现状 1.1乳酸链球菌素的分子结构 Nisin)亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛,是目前最常用的生物防腐剂,它是乳酸链球菌产生的一种多肽物质,由34个氨基酸残基组成。分子式为C143H228N42037S7,分子量为3510。Nisin分子结构中包含5种稀有氨基酸,分别为氨基丁酸 (ABA)、脱氢丙氢酸(DHA),R一甲基脱氢丙氨酸(DHB)、羊毛硫氨酸(ALA-S-ALA)和已一甲基羊毛硫氨酸(ALA-S-ABA),它们通过硫醚键形成五个内环,其活性体为二聚体或四聚体。到目前为止,已发现Nisin 分子的类型有A,B,C,D,E和Z,其中以Nisin A和Z两种类型的研究较多。NisinA与NisinZ的差异仅在于第27位氨基酸的种类不同。前者为组氨酸(His),后者为天冬酸胺(Asn),其抗菌特性几乎无差别。 1.2乳酸链球菌素的性质

乳酸菌抗菌机理研究进展

泛分布,但只有少数省份对其玉米矮花叶病作了毒源鉴定,基本明确为MDMV 2B (SC MV 2MDB ),而其他许多省份的玉米矮花叶病并未作毒源鉴定,它们究竟是属于MD 2MV 2B 株系还是属于SC MV 亚组中其他种类的病毒或为多种病毒的复合侵染还有待明确。因此,需要进一步明确病毒种类,了解玉米矮花叶病的流行规律,为抗病育种打下基础。 参考文献 [1]W illiams E ,Alexander L J 1Phytopathology ,1965,55:802~8041 [2]R osenkranz E 1Phytopathology ,1987,77:598~6071 [3]史春霖,徐绍华1植物病理学报,1979,9(1):35~401 [4]马占鸿,李怀方,裘维蕃1植物病理学报,1998,28(1):25~281 [5]马占鸿,李怀方,裘维蕃,等1玉米科学,1997,5(2):72~761 [6]M cdaniel L L ,G ordon D T 1Phytopathology ,1989,79(1):113~1201 [7]M ackenzie D R ,W ernham C C ,F ord E 1Plant Disease Reporter ,1966,50(11):814~8181 [8]Shukla D D ,Frenkel M J ,M ckern N M 1Archives of Virology ,1992(Suppl 5):363~3731 [9]石银鹿,张 琦,王富荣,等1植物病理学报,1986,16(2):99~1041 [10]吴建宇,盖均镒1南京农业大学学报,1999,22(2):117~1181 [11]G ough K H ,Shukla D D 1Intervirology ,1992,36:181~1921 [12]K ong P ,S teinbiss H H 1Archives of Virology ,1998,143:1791~17991 [13]Murry E ,E lliott G,Capitant A ,et al 1Bio/T echnology ,1993,11:1559~15641 [14]M arie 2Jeanne V ,I oos R ,Peyre J ,et al 1Phytopathology ,2000,148:141~1511 [15]范在丰,陈红运,李怀方,等1农业生物技术学报,2001,9(1):121 3联系人 T el :0571288381111261702  收稿日期:2001210209,修回日期:2001212230 乳酸菌抗菌机理研究进展 李铁军1 李爱云2 张晓峰33 (浙江国邦兽药厂 新昌 312500)1 (浙江大学医学院附属产科医院 杭州 310006)2 (浙江出入境检验检疫局 杭州 310012)3 摘要:乳酸菌的抗菌机理涉及其产生的各种代谢产物,包括酸性物质、乳酸菌素、二氧化 碳和过氧化氢等。其中酸性物质可以消耗大量细胞能量并影响细胞膜的稳定性;乳酸菌素 可作用于细胞膜,造成膜内物质和能量的泄漏。对于它们抗菌机理的认识有助于我们更好 的将乳酸菌应用到食品的安全生产中。 关键词:乳酸菌,抗菌,酸性物质,乳酸菌素 中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:025322654(2002)0520081205 乳酸菌是一类可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称,在自然界和食物中广泛存在。乳酸菌是最早被人类用于食品储藏加工的微生物之一,早在公元前6,000年,人们就懂得利用乳酸菌发酵食物。他们发现食物经过一定的处理和储存就可改善风味、延长储存期和增加食物的安全性。迄今人们已明确了许多乳酸菌在生产安全优质食品中所起重要作用的生物学机理[1~2]:乳酸菌可以发酵食物中碳水化合物,分泌乳酸菌素,

乳酸菌农业中的应用

乳酸菌生物农业 一、中国农业发展和现状,存在哪些问题,是怎样解决的? 中国农业发展现状 我国农业科技的水平,部分领域已跃居世界先进行列。科技进步对农业增长的贡献率已从20世纪70年代末的27%提高到现在的43%。但是,与世界先进水平相比(发达国家的科技进步贡献率均在60%以上,有的甚至高达80%),我国的农业科技还存在较大差距,远远不能适应农业现代化的要求。但是所取得的显著进步是不可否认的。现代农业技术与常规技术结合不断促进农业生产发展,农业整体科技进步贡献率已经达到43%;建立了生物技术与杂交育种技术为代表的新品种培育体系,杂交水稻和抗虫棉等6000多个动植物新品种投放农业生产中,为粮食生产,特别是肉、蛋等的保障起到了重要作用;生物技术以及种养、机械化和病虫害综合防治等技术的应用,大大提高了农业的生产率和土地的使用效率,2007年全国粮食单产达到每亩350公斤,总产达到5亿吨,已经达到了丰年有余的水平;建立了畜牧水产等良种繁育、集约化养殖及疾病防治技术体系。目前,我国畜牧总产跃居世界首位,科技贡献率达50%,肉、蛋等产量在全世界排在第一位。 目前,我国农业资源利用率、生产效率、劳动产比率偏低、生产和经营方式较落后。一方面我国资源短缺,另一方面我国资源利用率编低。如:我国农业有很多地方仍采取漫灌措施,灌溉利用效率不到40%,比先进国家低1倍;肥料利用效率不到35%,低于世界一般水平1 5%~20%;农药利用效率也不到30%;高产稳产田只占耕地总面积的35%。 此外,农业生态受到很大威胁。我国农作物病虫害每年造成35%的减产,畜禽疾病每年造成的死亡率达10%~15%;农药、化肥和抗生索等的施用过量和残留问题等加剧了农业生产环境的恶化,并影响到农产品质量。由于品种类型单一、产品质量偏低,粮食单产仅是发达国家的50%~70%。 农业科研投入不足。世界每万农业经济活动人口所拥有的农业科研人员为140人,我国还不到80人。科技成果转化率低。目前。我国农业科技成果转化率仅为30%到40%,比发达国家低20~30个百分点。农业科技成果转化机制不尽合理。农业科研与农业技术推广分属不同的行政部门管理,二者之间联系不够紧密;农技推广和农民教育工作多头进行,使得有限的经费“撒胡椒面”,难以达到快速提高农民科技水平的目的。 据中国农业科学院初步估测,我国农业科技水平同世界先进水平总体差距达15到2O年。 中国农业面临的挑战 1.农业资源匮乏制约了未来农业的增长 中国农业发展所依赖的农业资源总量位居世界前列,但是人均占有量大大低于世界平均水平,并且日益减少,前景堪忧。如中国耕地总面积为15亿亩,但人均耕地面积不到1.2亩,只相当于全球平均水平的1/3;水资源总量为2.8万亿m3,人均占有量不足2 700 m3 ,只有世界人均水平的1/4。据估计,在

乳酸链球菌素的功效与作用

对于食品防腐剂一些外行人会比较陌生,其中乳酸链球菌素就是一种天然合成的食品防腐剂。它的作用可不小,比如可以延长货架期或抑制细菌生长,因此在众多的食品化工行业中均有使用。 我们通过专业的生产厂家了解到乳酸链球菌素的作用和功效主要有这几点:可被人体内的酶降解、消化,是一种高效、安全、无毒、无副作用的天然食品防腐剂。它能抑制多数革兰氏阳性菌,尤其对产生芽孢的革兰氏阳性菌如枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用,而对革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌一般无效。在一定条件下,如冷冻、加热、降低pH值、EDTA处理等,乳酸链球菌素亦可抑制一些革兰阴性菌,如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌等的生长。 目前由乳酸链球菌素制成的防腐剂已广泛应用于食品行业,可缩短灭菌时间,提高食品品质,延长食物的储存时间。给你举一些使用用途来分析一下发挥的作用是什么: 一、在罐头食品中的应用 ①可以降低热处理的强度,减少食品营养成分的损失,改善产品的食用品质。 ②抑制耐热细菌芽孢的生长和繁殖,延长食品的保藏时间。目前,主要在一

些果蔬类罐头中应用,以降低灭菌强度,使果蔬类罐头有较好的组织脆度和食用品质。 二、在植物蛋白食品中的应用 盒装内酯豆腐,在炎热的夏季,保质期不到12个小时。超过12小时,产品就会脱水、变酸、变质。添加Nisin,保质期可以延长到24小时。1天的保质期,安全可以满足这种即食产品在市场上流通的需要。 三、在饮料中的应用 在饮料中添加Nisin可以抑制耐酸、耐热细菌(如酸土芽孢杆菌)的生长和繁殖,防止饮料的酸败,延长产品的保质期。 乳酸链球菌素也是一种十分常见的食品防腐剂,可广泛应用于肉制品、乳制品、海产品、饮料、蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、化妆品等不同领域。

乳酸链球菌素的研究现状

乳酸链球菌素的生产及研究现状 吴江乳酸链球菌素(Nisin) 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。1944 年Mattick 和Hirsch 发现血清学N 群中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质,命名为N-inhibitory Substance 即N 群抑菌物质,简称为Nisin。1953 年由英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。1969 年,FAO/ WHO 食品添加剂联合专家委员会批准Nisin作为一种生物型防腐剂应用于食品工业。1988 年美国食品和药物管理局(FDA) 也正式批准将Nisin应用于食品中。我国在GB2760 —86 中批准Nisin可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品中。迄今为止,Nisin 已在全世界约60 多个国家和地区被用作防腐剂。 1.乳酸链球菌素的生产 1.1 菌种的筛选和改良 乳酸链球菌广泛存在于天然牛奶及乳酪和酸奶中, 从牛奶场取生牛奶样品, 加以稀释, 然后在含有检测菌及吐温20 为扩散剂的固体检测培养基表面进行涂布, 在30 ℃培养24h 后, 测量抑菌圈直径, 挑取抑菌圈直径与菌落直径比较大 的菌株再进行平板划线分离, 选取单个菌落接至试管斜面保存, 然后, 逐一测定菌株的Nisin 效价。这样便筛选出产Nisin 的乳酸链球菌菌株。若想获取高产菌株, 可对原始菌株再进行诱变处理。 1.2 培养基和培养条件 不同的乳酸链球菌株,其Nisin 的效价也有显著的变化,所适应的发酵条件也各有所不同,国内外这方面的研究较多,综合来看,在C 源上,最适合的主要为蔗糖和可溶性淀粉,其添加量随菌株的不同也各有所不同。最适N 源,主要为酵母膏,添加量1 %左右,另外酵母膏及吐温80对细胞的生长及Nisin 的产生均有利。最适P 源普遍认为KH2PO4最合适,添加量一般≤5 % ,使用KH2PO4主要有两方面优点:即可创造良好的pH 环境;可提高Nisin 的产生。有研究表明,Nisin 的高效价在很大程度上也依赖于S 源的存在,添加无机盐类如硫酸镁、硫代硫酸盐或含硫氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸等,均有较好效果。在近几年所有的报道中,最适发酵温度均为30 ℃左右,最适pH为5.0~5.5或6.5左右。 1.3 分离纯化 目前,采用的方法一般为将NaCl 饱和的乳酸链球菌发酵液经正丙醇提取2次,再用丙酮沉淀可得到乳酸菌肽粗制品, 将粗制品溶于0.05mol/ l HAC - NaAc(pH3.6) 缓冲液,并用缓冲液透析24h ,离心后经柱层析,可使Nisin 的效价及纯度大大提高,再经喷雾干燥、研细及用NaCl 调整成分,即可制成Nisin 成品。

#乳酸菌活菌制剂对动物免疫调节作用研究进展

乳酸菌活菌制剂对动物免疫调节作用研究进展 黑龙江省科学院微生物研究所曹亚斌 Fuller于1989年首次给益生菌下的定义是“益生菌是通过改善肠道菌群平衡而对宿主健康产生有益作用的活菌添加剂。”FAO和WHO 给出益生菌的定义为“当摄人足够数量时可对宿主起有益健康作用的活的微生物。”不少地方采用这一概念,但随着研究的进行逐渐发现了这个定义的局限性,不同的研究者也不断提出应对益生菌概念进行调整和完善。在有益菌中,主角是乳酸菌,各国科学家对活性乳酸菌的研究取得诸多成果。 活性乳酸菌对动物机体有众多的有益作用,如协调和维持胃肠道微生态平衡;和病原体竞争肠黏膜的吸附位点,致使病原菌无法在肠黏膜上定植,促进营养成分的吸收,抗肿瘤作用,刺激免疫细胞的活性,提高机体的免疫力等,其中最引人注目的是活性乳酸菌对于机体免疫力的影响。 一、活性乳酸菌发挥免疫调节作用应具备的条件 对于活性乳酸菌菌株的选择应建立在它能够促进肠内免疫反应而不会改变肠内动态平衡的基础上。要胜任这个使命,乳酸菌应具有以下特点:①应具有较高的活性,必须能耐受低pH以及胆汁酸;②如果菌株不能在肠道内定植,应能够在肠道内持续存在(可通过持续摄人而满足);③能够附着到肠上皮以抵抗肠蠕动的冲洗作用;④应该能够和肠相关的免疫细胞相互作用或者发出信号。 1、乳酸菌的活性

一般认为活性乳酸菌要对免疫系统起作用,它们必须保证是存活状态的,可以在肠道内增殖并存活下去,包括FAO和WHO的概念中都认为益生菌应该是活的微生物。试验证实和活性的德氏乳杆菌组相比,无活性的德氏乳杆菌组激活分泌细胞子的细胞数量要少。 另有一些试验结果明确地显示,被摄取的菌株并役有成为肠道正常菌群的固定成员而只是在摄取期间存在或者是在给料后维持相当短的一段时间。另外,乳酸菌的代谢产物中的乳酸及一些可溶性因子也会发挥作用。从8种冻干乳酸菌株组成的乳酸菌混合物VSL3中提取的DNA可引起上皮细胞和免疫细胞的非炎性反应。在一个同样使用(VSL3)混合物的相似的研究中发现,这种乳酸菌的染色体DNA通过TLR9信号途径对右旋糖酐硫酸酯钠引起的小鼠大肠炎模型有抗炎作用。 试验证明,只有活性乳酸菌,在肠内存在至少48 h~72 h才能发挥作用,这是所有颗粒性抗原要诱导肠内免疫促进作用所必须的。这一结果提示了对于每一种动物来说每天定量的活性乳酸菌摄人对于其发挥免疫作用是非常重要的。这类研究有助于阐明关于活性乳酸菌对免疫调节的分子基础。 2、益生菌的黏附性 关于益生菌的黏附性也受到较多的关注,对宿主细胞或黏滚的黏附能力被认为对益生菌来说是必须的。因为只有黏附到肠道内表面才能抵抗肠道的蠕动而不被很快的排出,只有黏附之后才有和肠上皮和相关免疫细胞相互作用的可能。然而对于活性乳酸菌的黏附性,尤其

酸奶中乳酸菌的研究与展望

酸奶中乳酸菌的研究与展望 食品科学与工程:呼庆真 指导老师:吴士云 摘要:本文主要分析了酸奶现状及酸奶发展趋势进行了展望。同时,对酸奶中乳酸菌的作用 进行说明。并对酸奶的现状、未来、储存方式及消费群体等方面进行分析。 关键词:酸奶,乳酸菌,室温 1概述 酸奶是以新鲜牛乳经有效杀菌,用不同乳酸菌发酵剂制成的乳制品,味酸甜细腻,营养丰富,深受人们喜爱,专家称它是“21世纪的绿色食品”,是一种“功能独特的营养品”[1]。它对人体 有较多的好处,可以维持肠道正常菌群平衡,调节肠道有益菌群到正常水平等[2];在我国,近几年生产销售的酸乳及酸乳饮品数量直线上升,品种花样繁多,很受消费者的青睐。目前市售的各种酸奶制品中,作为发酵剂的乳酸菌,通常为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌这两株菌,乳制品中可任意添加乳粉、脱脂乳粉、乳清粉等,在最终产品中必须大量存在这些微生物[3]。 乳酸菌是一种存在于人类体内的益生菌。乳酸菌能够将碳水化合物发酵成乳酸,因而得名。益生菌能够帮助消化,有助人体肠脏的健康,因此常被视为健康食品,添加在酸奶之内。在人体肠道内栖息着数百种的细菌,其数量超过百万亿个。其中对人体健康有益的叫益生菌,以乳酸菌、双歧杆菌等为代表,对人体健康有害的叫有害菌,以大肝杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。益生菌是一个庞大的菌群,有害菌也是一个不小的菌群,当益生菌占优势时(占总数的80%以上),人体则保持健康状态,否则处于亚健康或非健康状态。长期科学研究结果表明,以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌,它们数量的多和少,直接影响到人的健康与否,直接影响到人的寿命长短,科学家长期研究的结果证明,乳酸菌对人的健康与长寿非常重要。 目前世界上常用于益生菌的菌种大多为乳酸菌,如嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)、发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、干酪/副干酪乳杆菌(Lactobacillus casei/paracasei)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、罗伊氏乳杆菌Lactobacillus reuteri)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosu s)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等中的一些菌株。但并不是这些菌种中的每一株菌都可以作为益生菌,只要经过科学验证的菌株才可以作为益生菌。同时,并不是每一株益生菌都是全面手,能够发挥所有的健康功效[4]。 目前的食品和保健品市场上,很多产品的保健概念比较好,但是对人体的实际效果则很一般。益生菌常常耐受不了销售过程中的环境条件而导致含量大幅度下降,或者耐受不了胃酸和胆汁的杀菌作用而丧失活性。因此,选育耐酸和耐胆汁的益生菌菌株以保证它们能够在 人的胃酸和肠道的胆汁中生存等菌种选育课题都是非常活跃的研究领域[5]。鉴于乳酸菌在 - 1 -

乳酸链球菌素

Nisin 乳酸链球菌素 Nisin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1928年,Rogers和whittier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长。1944年Mattick和Hirsch发现血清学N群中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质,命名为N_inhibitorySubstance即N群抑菌物质,简称为Nisin]。1951年,Hirsch等人应用Nisin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。1953年由英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。1969年,FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会批准Nisin作为一种生物型防腐剂应用于食品工业。1988年美国食品和药物管理局(FDA)也正式批准将Nisin应用于食品中。我国在GB2760—86中批准Nisin可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品中。迄今为止,Nisin已在全世界约60多个国家和地区被用作防腐剂。 1.Nisin的特性 1.1分子结构 Nisin分子由34个氨基酸残基组成,分子式为C143H228N42O37S7,分子量为3510。Nisin分子结构中包含5种稀有氨基酸即ABA、DHA、DHB、ALA-S-ALA和ALA-S-ABA,它们通过硫醚键形成五个内环,其活性分子常为二聚体或四聚体。二聚体分子量为7000,四聚体分子量为14000。经过几十年的研究,人们已发现Nisin分子有6种类型,它们分别是A、B、C、D、E、Z,其中以NisinA和Z两种类型的研究最为活跃。NisinA与NisinZ的差异仅在于氨基酸顺序上第27位氨基酸的种类不同。NisinA是组氨酸(His),而NisinZ是天门冬酰胺(Asn)。资料表明,同样浓度下NisinZ的溶解度和抗菌能力都比NisinA强。 1.2溶解性与稳定性 Nisin是一种白色易流动的粉末,使用时需溶于水或液体中。Nisin的溶解度主要取决于溶液的pH值,在pH值较低的情况下,溶解性较好。其溶解度随pH值的降低而升高,pH5.0时溶解度为4.0%,pH为2.5时溶解度为12%。Nisin在中性和碱性条件下几乎不溶解,所以在应用时,一般先用0.02M盐酸溶解,再加入到食品中。Nisin的稳定性主要取决于温度,pH值,基质等因素。Nisin在酸性条件下呈现最大的稳定性,随着pH的升高其稳定性大大降低。在pH为2.0或更低的稀盐酸中,经115.6℃高压灭菌,仍能稳定存在;在pH为5时,其活力损失40%;在pH为9.8时其活力损失超过90%。在一定温度范围内,随着温度的升高,它的活性丧失增加。当Nisin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,Nisin的稳定性还与热处理时间、食品保藏的温度及时间等有关。 1.3抑菌性 Nisin主要抑制大部分G+菌,特别是细菌的芽孢。Nisin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。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,Nisin一般对霉菌、酵母菌和G-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pH和EDTA处理),一些G-菌(如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌等)对Nisin敏感。Nisin对G+菌营养细胞和芽孢有不同的抗菌机理。Nisin对营养细胞的抗菌机理有不同的看法。一种观点认为,Nisin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[10]。另一观点认为Nisin的抗菌机理与DHA和DHB密切相,因为Nisin中的DHA和DHB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。Nisin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。 1.4安全性 Nisin对蛋白酶特别敏感,在消化道中很快被α_胰凝乳蛋白酶分解。它对人体基本无毒性,也不与医用抗生素产生交叉抗药性,能在肠道中无害的降解。对Nisin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等生物学研究证明,Nisin是安全的。1994年,FAO/WHO规定其ADI为33000IU/kg,LD50为7g/kg。 2Nisin在食品工业中的应用 2.1在肉制品中的应用 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。Nisin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Nisin本身呈酸性,能降低周围介质的pH值,因而能降低残留的亚硝酸盐的含量,减少亚硝胺的形成。Rayman等(1981)提出,Nisin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Nisin后仅需45%的热处理即可延长其贮存期。孙保华等(1997)将Nisin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(1998)研究表明,在香肠中Nisin添加量为0.3g/kg,绝大多数的革兰氏阳性菌受到抑制,而且产品色、香、味不受影响;猪肉丝中添加0.48g/kgNisin,可取代山梨酸钾作防

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