天然食品防腐剂——细菌素

乳酸链球菌素防腐原理
乳酸链球菌素是一种天然的防腐剂，常用于食品和化妆品等产品中。

它的防腐作用基于以下原理：
1. 抑制微生物生长：乳酸链球菌素具有广谱抑菌活性，可以有效抑制多种常见的致病菌和腐败菌的生长。

它能够干扰微生物的代谢过程，抑制其生物合成和细胞分裂，从而降低微生物数量和活性，起到抗菌的作用。

2. 调节环境pH：乳酸链球菌素具有酸性，可以降低环境的pH值。

微生物在酸性环境下生长受到限制，许多细菌和真菌对酸性条件较为敏感，因此通过调节环境pH，乳酸链球菌素能够阻碍微生物的繁殖和生存。

3. 阻断细菌膜形成：乳酸链球菌素能够破坏细菌膜的完整性，阻断细菌膜的形成和功能。

细菌膜在细菌的生长和代谢过程中起到重要作用，破坏细菌膜可以导致细胞内容物外泄，从而抑制细菌的生命活动。

4. 抗氧化作用：乳酸链球菌素具有一定的抗氧化能力，可以抑制自由基的生成和氧化反应的进行。

自由基是导致食品和化妆品腐败的主要原因之一，乳酸链球菌素通过抑制自由基的活性，减缓氧化反应的进行，从而延缓产品的腐败和品质变化。

总结：
乳酸链球菌素作为一种天然的防腐剂，通过抑制微生物生长，调节环境pH，阻断细菌膜形成和具有抗氧化作用来发挥其防腐效果。

它是一种相对安全、有效的防腐剂选择，被广泛应用于食品和化妆品等领域，为产品的保鲜和品质提供了可靠的保障。

乳酸菌细菌素的作用机制及在肉制品中的应用张晓宁;尚一娜;陈境;霍麒文;李明慧;杨姝玉;邢叶妮;王俊国【摘要】Lactobacillus bacteriocin was a kind of peptide or protein having antibacterial activity and were widely used in foods. As a biological preservative, adding lactobacillus bacteriocin could improve the quality of flavor, inhibit spoilage bacteria and pathogens, therefore could improve its safety and extend shelf life of the meat products. This paper reviewed the classification of lactobacillus bacteriocin, biosynthesis, action mechanism and application in meat products, which could provide the reference for establishment of lactobacillus bacteriocin antiseptic system.%乳酸菌细菌素是乳酸菌在代谢过程产生的一类具有抗菌活性的多肽或蛋白质,在各类食品中均有广泛应用.作为一种生物防腐剂,肉制品中添加乳酸菌细菌素可以抑制腐败菌和致病菌生长,从而提高产品的安全性和延长保质期.综述乳酸菌细菌素的分类、生物合成、作用机制及在肉制品中的应用,为建立乳酸菌细菌素防腐体系提供理论依据.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2018(039)011【总页数】8页(P192-199)【关键词】乳酸菌细菌素;分类;作用机制;应用方式;肉制品【作者】张晓宁;尚一娜;陈境;霍麒文;李明慧;杨姝玉;邢叶妮;王俊国【作者单位】内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018;内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010018【正文语种】中文肉制品是人类饮食的重要组成部分，含有丰富的营养价值，极易受到腐败微生物的污染，造成肉制品腐败变质，给消费者的健康带来隐患。

细菌素抑菌作用及其应用的研究进展郑文雄，陈燕清，肖凯帆，任文彬*（仲恺农业工程学院轻工食品学院，广州 510000）摘要：细菌素是由细菌产生的抗生代谢产物，在代谢过程中通过核糖体合成的一类具有抑菌活性的多肽或前体多肽，细菌素具有不易产生耐药性、无危害等特点，是食品防腐保鲜方面良好的天然防腐剂。

本文综述了细菌素的来源与分类、作用机制、筛选纯化方式与靶标及应用。

结合前人对细菌素的相关研究，指出了随着细菌素抑菌机理的广泛发展研究，细菌素将有很大的应用前景。

关键词：细菌素；抑菌机制；来源分类；筛选纯化；生产应用中图分类号：TS202.3/TS201.6 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2021）01-0119-07 doi：10.19804/j.issn1006-2513.2021.01.020Research progress on bacteriostatic effect and its application ZHENG Wen-xiong，CHEN Yan-qing，XIAO Kai-fan，REN Wen-bin*（School of Light Industry and Food，Zhongkai College of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510000）Abstract：Bacteriocin is an antibiotic metabolite produced by bacteria. It is a kind of polypeptide or precursor polypeptide with antibacterial activity synthesized by ribosomes in the process of metabolism. Bacteriocin is not easy to develop drug resistance and is no harm to human being. It is a good natural food preservative. In this paper，the sources of bacteriocin and its classification，functional mechanism，screening and purification methods，hitting targets and its applications are reviewed. The conclusion is that based on previous studies and more understanding of anitibacterial mechanism，bacteriocin have a great prospect for application.Key words：bacteriocin；bacteriostatic mechanism；source classification；screening and purification；production and application细菌素是细菌在代谢过程中通过核糖体合成的一类具有抑菌活性的多肽或前体多肽，有着理想的益生菌特性［1-2］，其具备有效抑制食品致病菌生长且不产生任何副作用的特点［3］。

细菌素及其在食品安全中的应用第9期,第10期(总第44期,第45期)农产品加工?学刊2005年10月AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessingNo.9.No.10Oct.文章编号:1671—9646(2005)09,010—0159-04细菌素及其在食品安全中的应用周志江,韩烨(1.天津大学农业与生物工程学院,天津300072;2.吉林大学农学部,长春130062) 摘要:细菌素是细菌产生的抗细菌蛋白质,杀死或抑制其他细菌的生长.许多乳酸菌产生多种多样不同的细菌素,有作为天然,安全食品防腐剂的潜力.nisin是目前惟一用作食品防腐剂的细菌素,有5O多个国家许可将其作为食品添加剂.近年来,对细菌素的研究有了很大的进展,本文就细菌素的分类,生物合成和作用方式,细菌素与抗生素的区别,安全性及在食品中的应用等方面进行综述.关键词:细菌素;抗细菌;食品防腐剂中图分类号:TS202-3文献标志码:A BacteriocinsandItsApplicationsinFoodPreservationZhouZh~jhn#.HanY e2(1.SchoolofAgricultureandBioengineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.JilinUniversity,Changcun130062,China)Abslract:Bacteriocinsareantibacterialproteinsproducedbybacteriathatkillorinhibitthegr owthofotherbacteria.Many lacticacidbacteriaproduceahighdiversityofdifferentbacteriocinsandhavethepotentialasn aturalandsafefoodpreserva—tives.NisiniScurrentlytheonlybacteriocinwidelyusedasafoodpreservativeandithasbeensuccessfullyusedforseveraldeeadesinmorethan50countries.Thisreviewarticlefocusesonthebiochemicalandge netica lcharacteristicsofBacteriocins.theirstructure-function,biosynthesis,andmodeofaction,anddifferencefromantibiotics.isa rticlealsogivesanoverview ofbacteriocinactivityspectraandfoodapplications.Keywords:bacteriocin;antimicmbial;foodpreservation0引言1细菌素食品安全问题是世界范围内的重要课题.乳酸菌产生的抗细菌肽可杀灭食品中的腐败微生物和病原菌,且无毒性和其他副作用,它们在食品中的应用有望改善食品安全的现状,因而受到了极大的关注.我国食源性疾病患者的数量每年增加,据卫生部统计,2003年,全国重大食物中毒事件造成12876人中毒,323人死亡.与2002年比较,中毒人数和死亡人数分别增加了80.7%和134.1%.其中由微生物引起的食物中毒人数占87%,死亡人数占43%.主要食物中毒微生物为沙门氏菌,空肠弯曲菌,产气荚膜梭菌,大肠杆菌O157:H7,单核细胞增多症李氏杆菌,金黄色葡萄球菌等.微生物引起的疾病暴发的增加提高了食品工业,公众和政府重新审视现行食品防腐方法的有效性.此外,化学防腐剂的大量使用增加了消费者对更"自然"和"最低程度加工"食品的关注.因此,对生产天然抗细菌防腐剂产生了极大的兴趣.许多细菌能产生抗细菌肽或蛋白,这种由细菌产生的抗细菌蛋白或肽称为细菌素.细菌素由核糖体合成,它能杀死与产生菌种属相近的其他细菌[1】.第一个细菌素是从革兰氏阴性细菌中发现的.研究最多的是大肠杆菌素(colicins),大肠杆菌素有许多种,可杀死与其种属相关的细菌,作用机理多种多样,有的抑制细胞壁合成,有的使细胞膜通透性增加,有的抑制RNA酶或DNA酶的活性.在革兰氏阳性细菌中,对乳酸菌(1acticacidbacteria,LAB)作为抗细菌肽的资源应用于食品进行了大量的研究.本综述主要阐述LAB细菌素,它们安全和具有作为有效天然食品防腐剂的巨大潜力.细菌素已被用于栅栏技术,多种技术的联合应用产生了更有效的防腐效果.因为细菌素是从诸如肉和奶制品等含有LAB的食品中分离的,人类在食用这些食品时已不知不觉地使用了数个世纪的细菌素.1份对40株野生乳酸乳球菌的研究表明,35株产生nisin,nisin已收稿日期:2005—10-11作者简介:周志江(1967-),男,贵州人,硕士,副教授,研究方向:农产品加工.农产品加工?学刊2005年第9期,第1O期在50多个国家被许可使用,作为食品防腐剂的使用已有50年的历史.然而,当它以浓缩的形式应用时不被认为是"天然的".当细菌素是由基因修饰的细菌产生时,是否"天然"就打了折扣.2细菌素与抗生素细菌素的概念很容易与抗生素发生混淆,从法律的角度看这妨碍了细菌素在食品中的应用,因此区分细菌素和抗生素是非常重要的,细菌素与抗生素的区别见表1.本文从合成,作用机理,抑菌谱,毒性和抵抗力机理等方面阐述它们的不同.细菌素与临床所用的抗生素明显不同,可安全有效地用于控制食品中的病原菌.根据细菌素和抗生素不同的认识,出现了"生物食品防腐剂"的概念圈.表1细菌素与抗生素的区别特性细菌素抗生素应用食品临床合成核糖体次级代谢产物活性窄谱广谱或窄谱宿主细胞免疫有无靶细胞的机制适应影响基因转移不同作用方式有抵抗力或耐受性膜成分不同的作用位点相互作用的要求有时为对接分子特异目标大部分孔道形成,但有细胞膜或细胞内作用方式时很可能细胞壁生物合成目标毒性和副作用未发现有3细菌素的分类根据细菌素的化学结构,分子量大小和其他特性,通常将其分为Ⅲ类或Ⅳ类31,见表2.表2细菌素分类分数挣眭代表性细菌素羊毛硫细菌素,小于5IakDa的肽,含有羊毛硫氨酸和NisinIB一甲基羊毛硫氨酸,分子柔软Ib球状肽,不带电或负电Mersacidin小分子热稳定肽,抗李氏PediocinPA-1,sakacins llaAandP,leucocinA,杆菌,具N末端保守序列cal'nobacterioeinsⅡ由两个不同肽组成有活性LactococcinsGandF,IlblactacinF的复合物PlantaricinEFandJKHelveticinsJandV-1829,Ⅲ对热敏感的大分子acidophilucinA, lactacinsAandBI类称为羊毛硫细菌素(1antibiotics),可进一步分为Ia和Ib.总的来说,I类肽的长度为19到50个氨基酸,特点是他们独特的氨基酸组成,如羊毛硫氨酸(1anthionine),甲基羊毛硫氨酸(methyl-lan- thionine),脱氢氨基丁酸(dehydrobutyrine),脱氢丙氨酸(dehydroalanine).Ia类细菌素含有阳离子和疏水肽,分子较柔韧,使目标细胞膜形成孑L洞;而Ib 类细菌素为球状多肽,无净电荷或带负电荷,分子刚硬.Ⅱ类为小分子热稳定,非修饰的肽,分为IIa和IIb两个亚类.IIa包括片球菌素样抗李氏杆菌活性肽,均具有N一末端序列Tyr-Gly-Asn-Gly-V al和两个半胱氨酸在肽的N末端形成S-S桥;IIb为含有两个不同肽的寡聚体,需两个肽的共同作用才发挥活性,两个肽由相邻的基因编码,氨基酸序列不同,但只有一个免疫基因.Ⅲ类细菌素分子量大,对热不稳定.Ⅳ类细菌素与其他大分子形成大的复合物,由于没有纯化到这种细菌素,因而认为这类细菌素只是在粗提物中由于细菌素的阳离子和疏水作用而导致的产物.本综述重点介绍I类和II类细菌素,因为它们在食品应用上有巨大的潜力.4细菌素的合成产生活性细菌素的基因通常在操纵子上,如羊毛硫细菌素产生的同源性基因存在于许多羊毛硫细菌素操纵子上.编码细菌素产生的基因可以位于染色体一,质粒或转座子.典型的情况是,微生物拥有基因编码结构肽,包括加工活性形式细菌素的蛋白,转运细菌素通过细胞膜的蛋白,调节蛋白和赋予细菌素产生细菌免疫力的蛋白.尽管所有种类的细菌素是核糖体合成的,但仅I型细菌素存在转录后修饰现象,产生有羊毛硫氨基酸的活性形式.而抗生素不是核糖体合成的,被认为是微生物的次级代谢物,尽管有几个抗生素如万古霉素是由氨基酸组成,但它们是酶促合成的.因为细菌素由一个结构基因编码,活性部位和结构一功能关系可以被更简单的遗传学操作得以检测,还可使用分子技术构建更加有活性和更加特异的细菌素相似物,而抗生素必须是化学合成,或由多个基因参加的复杂的过程.5作用方式细菌素,特别是羊毛硫细菌素抑制目标细胞是在细胞膜上形成孑L道,使跨膜电位和或pH值梯度耗尽,导致细胞内物质溢出.细菌素为正电荷分子,具有疏水特性,和细胞膜的负电荷磷酸盐基团发生静电反应而和目标细胞膜发生结合91,细菌素疏水2005年第9期,第1O期周志江,等:细菌素及其在食品安全中的应用.161. 基和疏水性细胞膜的结合已用计算机模拟所证实,很可能疏水部分插人膜形成孔洞.关于nisin形成孔洞的类型有争论,大部分赞成"木桶板(barrel—stave)"或"楔子(wedge)"模型.在木桶板模型,每一个nisin分子使自己垂直插入膜形成跨越膜的离子通道.在楔子模型,大量nisin分子与膜交连后,他们同时插入,形成一个楔子.最近的研究表明,细菌素的作用是复杂的.也许为杀死细胞,细菌素进入细胞并和DNA,RNA,酶和其他位点接近是必要的.有证据表明,一个II型细菌素竟然抑制易感细菌膜的形成.因为细菌素对目标微生物的作用并不相同,研究者检测了细菌素对特异微生物种和株的亲和力.细菌素并非不加选择地形成孔洞,目标细胞膜上的"对接分子(dockingmolecules)"似乎促进和细菌素的相互反应, 因此增加了细菌素的效果.在nisin和mersaeidin都有该机制的出现,它们都用lipidII(一个肽聚糖前体)作为对接分子.Mersacidin抑制肽聚糖的合成,而nisin最初的作用模式是孔道形成造成细胞内物质的流失.有趣的是,lipidII也是抗生素万古霉素的识别位点,然而不同的分子与lipidII的特异反应是不同的.加之lipidII可被认为是万古霉素的"目标",而只是nisin的"对接分子",因为万古霉素可抑制肽聚糖的合成,它们并不结合到lipidI1分子的相同部位.现在认为在一些情况下,细胞壁合成可能是nisin作用的目标.其他细菌素也和目标细胞膜特异位点发生反应,他们可能是蛋白质.PedioeinPA一1 和lactococcinA形成无电压差的小孔.6细菌素在食品保藏中的应用6.I在食品发酵中的应用一些产生细菌素的乳酸菌可作为食品发酵中的出发菌,在发酵过程中产生细菌素,杀死发酵食品中污染的微生物.如植物乳杆菌,乳酸片球菌和粪肠球菌可明显降低奶酪和发酵香肠中单核细胞增多症李氏杆菌.但大部分商业用出发菌不产生细菌素, 可采用基因工程技术向这些菌株转入编码细菌素的基因,解决这个问题.如将nisin和其免疫基因转化到了一个商业用的乳酸乳杆菌出发菌,用于奶酪生产.因为片球菌尚未用作奶酪出发菌,但其质粒编码的Pedioein可在乳酸乳杆菌中表达,有利于奶酪的保藏.该研究发现,用加有10.cfu/ml单核细胞增多症李氏杆菌的奶制作奶酪,经2周成熟后,细菌数量为10cfu/g,而用产Pediocin菌株制造的奶酪1周后仅为10.cfu/g.PedioeinPA—l也已在嗜热链球菌中进行了表达,该菌在乳品发酵中是重要的微生物. 在另一项研究中,PedioeinPA-1和nisin在乳酸乳杆菌中进行了共表达,并发现安全,有效,细菌素的共表达在改善食品安全和减少可能的产生抗性的微生物方面有重要的作用.PediocinPA-1还在啤酒酵母中进行了表达,以图改善葡萄酒,面包和其他酵母产品的保藏性能.6.2加入到加工食品中将提取纯化的细菌素加入到加工的食品中是最为常用的做法.Nisin抑制奶酪中肉毒梭菌芽胞的发芽,为了这个目的,美国FDA1988年批准其作为食品添加剂.nisin在世界范围内的不同食品中有许多应用,研究表明,在长保质期cottage奶酪,加入104/g单核细胞增多症李氏杆菌,再加2000IU/g的nisin,20℃保藏7d后,细菌数减少1000倍,而对照只减少l0倍.在ricotta奶酪中,按10cfu/mL-10cfu/mL加入5株不同的单核细胞增多症李氏杆菌菌株,再加2.5mg/Lnisin,对单核细胞增多症李氏杆菌的抑制可达55d.也有人研究了片球菌素PA—l 在cottage奶酪,混合奶油和奶酪酱中对单核细胞增多症李氏杆菌生长的影响.在该研究中,4qC条件下,7d后细菌在混合奶油及奶酪酱中的数量增加近4个对数(分别为5.4x10cfu/mL和1.7x10cfu/g),而当加入100AU/mLPedioein,混合奶油中细菌数量仅为检测的低限(102cfu/mL),奶酪酱细菌数比对照下降5个对数级.6.3在肉品保藏中的应用细菌素也在肉品的保藏中得到了应用,研究最为清楚地是nisin在肉中的应用,硝酸盐通常用于预防肉中梭菌的生长,然而关于亚硝酸盐出现造成的安全性的关注促使食品工业寻求新的替代的方法,单独使用nisin或nisin与低齐量硝酸盐联合使用可以预防梭菌的生长,尽管也有一些研究者认为在肉中应用nisin无效,原因是肉中较高的pH值难以均匀分布及肉中成分如磷脂的干扰.还有人发现生肉中有谷胱甘肽可使nisin灭活.因为nisin在肉中的应用存在困难,所以探索了许多其他细菌素延长鲜肉的货架寿命的可能性,大部分有希望的结果来自乳酸片球菌产生的Pedioein,Pedioein可迅速减少微生物的数量,但至今尚未被美国批准作为添加剂使用. Pediocin单独使用或与双乙酸盐联合使用对单核细胞增多症李氏杆菌和腐败微生物弯曲乳杆菌有十分效. 片球菌素在生鸡肉中可控制单核细胞增多症李氏杆菌的生长,而且烹饪后仍保留活性.6.4作为栅栏技术的一个环节用于食品的保藏四栅栏技术是将许多不同的保藏技术联合应用以抑制微生物的生长,对每一个单一栅栏作用方式的理解是组成最有效组合的前提.例如,应用脉冲电场增加细胞膜的通透性,nisin也是作用于细胞膜水平,因此二者一起使用增加杀菌的效果.研究者发农产品加工?学刊2005年第9期,第1O期现,一些nisin在加工中失活,很可能是由于肽的疏水部分与因脉冲电场作用后从细胞内流出的物质反应有关,其余的有活性的nisin增加脉冲电场对大肠杆菌的致死作用.Nisin对革兰氏阴性细菌的作用很低,但将金属螯合剂如EDTA与nisin联合使用,也可以控制大肠杆菌O157:H7和沙门氏菌,原因是EDTA破坏细菌的外膜,使nisin容易进入细胞,杀死细菌.尽管nisin是唯一纯化后商业应用的细菌素,其他细菌素如片球菌素已在食品系统中应用.细菌素抑制食源性病原菌和腐败细菌,但它们不是抗生素,它们的合成和作用方式与临床抗生素不同,而且对抗生素有耐受的微生物通常和细菌素不发生交叉耐受. 不象抗生素的耐受,细菌素耐受通常不是遗传因子决定的,细菌素在食品中的应用不仅有效,而且安伞7细菌素的安全性参考文献:从法律的角度考虑,区分细菌素和抗生素是重要的,因为抗生素在食品中的出现通常是被禁止的. 例如,在丹麦,用于生产食品添加剂的细菌必须不产生毒素或抗生素.在美国,如果培养微生物属于公认安全(GenerallyRecognizedasSafe,GRAS)的范畴,产细菌素出发菌培养作为食品成分的应用可以不要求特殊的考虑,因为它在食品工业的安全应用早于1958年食品添加剂修正案.如果纯化的细菌素作为食品保藏剂,根据联邦法律条例(Codeof FederalRegulations),公司可自行认定为GRAS,但食品和药品管理局可能要求进行确认.在欧洲,nisin产品标签可以写为"nisin保藏剂",或"天然保藏剂".我国于1990年许可将nisin作为食品防腐剂,并列入国标GB2760-86.在美国,抗生素禁止应用于食品,1988年,FDA已将nisin列为GRAS,美国农业部出版了新防腐剂安全评估的指南.为获得正式批准,细菌素必须做化学和其他特性的鉴定,必须证明其应用和效果,必须阐述其制造加工,肽的量化和标准化的实验方法,也必须有完整的毒理学资料和食用后分子代谢的资料.作为LAB的产物,细菌素已被消费了数个世纪,nisin的正式批准是根据已发表的和未发表的安全性资料确定的,而不是根据其使用的历史.急性,亚急性和慢性毒性试验以及繁殖,敏感性,体内和交叉耐受研究表明,nisin在每日摄人量2.9mg/人情况下对人的消费是安全的.尽管nisin是当前最商业化应用的细菌素,其他具有在食品中应用潜力的细菌素的安全性也做了评估,将片球菌素注射到小鼠和兔子,免疫印迹实验表明,它无免疫原性,也易受蛋白水解酶胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解.细菌素作为食品防腐剂的效果是显而易见的,【1】Klaenhammer.T.R.Geneticsofbaeterioeinsproducedby lacticacidbacteriafJ].FEMSMicrobio1.Rev,1993,12:39—85.f2】Hurst.A.NisinfJ].Adv.App1.Mierobiol,1981,27: 85—123.【3】Nes,I.F.,Diep,D.B.,Havarstein,L.S.,Brurberg,M. B.,Eijsink,V.,Holo,H.Biosynthesisofbacterioeinsin lacticacidbacteria[J].AntonievanLeeuwenhoek,1996,70:113—128.【4】Siezen,RJKuipers,O.P.,deV os,parison oflantibioticgeneclustersandencodedproteins【J】.An—tonicvanLeeuwenhoek,1996,69:171—184.【5】Ahena,K.,Guder,A.,Cramer,C.,Bierbaum,G. Biosynthesisofthelantibioticmersacidin:organizationofa typeBlantibioticgeneclusterfJ]J.App1.Environ.Mierobi- Ol,2O0o,66:2565—2571.f6]Diep,D.B.,Havarstein,L.S.,Nes,I.F.Characterization ofthelocusresponsibleforthebaeterioeinproductionin LactobacillusplantarumC11【J】.J.Baeteriol,1996,178:4472-4483.f7】Engelke,G.,Gutowski—Eckel,Z.,Hammelmann,M., Entian,K.D.Biosynthesisofthelantibiotienisin:genomic organizationandmembranelocalizationoftheNisBprotein fJ】.App1.Environ.Microbiol,1992,58:3730—3743.【8】Chen,Y.,Ludescher,R.D.,Montville,T.J.Electrostatic interactions,butnottheYGNGVconsensusmotif,govern thebindingofpediocinPA——1anditsfragmentstophospho——lipidvesicles[J】.App1.Environ.Microbiol,1997,63:4770-4777.『9】9Chen,Y.,Shapira,R.,Eisenstein,M.,Montville,T.J. FunctionalcharacterizationofpediocinPA一1bindingtoli- posomesintheabsenceofaproteinreceptoranditsrela-tionshiptoapredictedtertiarystructure[J].App1.Environ. Microbiol,1997.63:524—531.【10】Leistner.L.Basicaspectsoffoodpreservationbyhurdle technology[J].Int.J.FoodMicrobiol,2000,55:181一】86。

细菌素（Bacteriocin）具有高效、无毒、耐酸、耐高温、无残留、无抗药性、大部分基因位于质粒上、分子量小、含修饰氨基酸、结构复杂等特点，因而被认为是分子遗传、基因工程、蛋白质工程和食品添加剂、化妆品、皮肤保健、抑制病原菌和调节肠道菌群的好材料。

1988年Nisin（乳酸链球菌素）首次作为食品添加剂得到FDA的认可，已有52个国家和地区在使用Nisin作为食品防腐剂，从而促进了其它种类细菌素和细菌素在其它领域的研究，目前细菌素作为一种“绿色防腐剂”正日益受到人们的重视，随着饲料中益生菌的广泛推广和人们对饲料卫生的重视，细菌素在饲料中有着广阔的应用前景。

1细菌素的发现与定义细菌素是20世纪中期Gratia（1946）对大肠杆菌v菌株抑制中菌株现象进行研究时发现的，以后Gratia和Fredericq对v菌株产生的抑制物质进行分离，发现这种物质类似于噬菌体，但不能够自主复制，Fredericq（1957）将其称为大肠杆菌素。

由于许多细菌能够产生类似的物质，Jacob（1953）将这类物质称为细菌素。

细菌素一般定义为：由细菌产生的通常只作用于与产生菌同种的其它菌株或亲缘关系很近的种的一种蛋白类抗菌物质。

它是一种多肽或多肽与糖和脂的复合物，但许多广谱细菌素的发现，使得细菌素的概念得到了扩大。

2细菌素的类型Klaenhammer把细菌素分为两类，一类是仅对相关的菌有抑制作用的窄抗菌谱的细菌素；第二类是具有广谱抗菌活性的细菌素，它们对致病菌，如肉毒梭菌、利斯特菌等有抑制作用。

由嗜酸乳杆菌产生的一广谱的蛋白质细菌素，对沙门氏菌、志贺氏菌和假单泡菌有抑菌作用。

目前，国内外对细菌素的研究较深入，已经发现了几十种细菌素，已被鉴定的细菌素有Nisin、Lactacin、Lactocin、Helveticin、FerITienticin、Sakecin、Lacticin、Plantacin、Subiicin （杨洁彬等，1996）等，其中已被广泛应用的是Nisin，也称尼生素。

天然食品防腐剂乳酸链球菌素（NISIN）应用简介应用范围：包括的产品有：鲜乳和乳制品、液体蛋、沙拉酱、高水分或低脂的食品、罐头食品、鱼贝类等海产制品、肉制品、植物蛋白食品、糕点食品和含酒精的饮料等。

应用实例：1.鲜乳和乳制品在鲜乳中添加50ppm Nisin，即可抑制造成鲜乳和乳制品腐败之耐热性细菌，使产品保存期延长2—3倍。

美国的实验室显示，添加Nisin能使低脂的牛乳、无盐的奶油、无脂肪的牛乳、调味乳（Flavoured Milk）虽放置于4.5℃下，仍能使保存期延长至6周，添加80--100 ppm Nisin于罐装无糖炼乳中（Canned Evaporated Milk）可抑制耐热性孢子的生长，减少热加工时间10分钟。

2．液体蛋及含蛋之加工制品添加50--100ppm Nisin于蛋制品中可有效抑制耐热性产孢子菌Bacillus spp等，将原来保存期限7天的液体蛋延长至1个月。

3．沙拉酱和调味用酱汁添加Nisin于沙拉酱中，可有效抑制乳酸菌和孢子的生长，使低脂低盐产品的腐败性降低，可延长保存期达4倍之多，建议使用量为50--200ppm。

4．高水分或低脂的食品此类产品虽经热处理，因水分含量高，常有耐热性细菌或孢子残留造成产品腐败，如FHMHPP产品中，常有耐热孢子Bacillus cereus产生的毒素。

使用Nisin能抑制此孢子的生长和繁殖，使保存期延长两倍或更高，在FHMHPP的产品中，Nisin的添加量为150-250ppm。

5．罐头食品许多研究显示，添加Nisin于蔬菜罐头中，能有效抑制耐热性细菌的腐败，且能降低热加工时间，在米制清酒罐头中，添加Nisin可使热加工时间减少90%，且品质没有改变。

碗豆罐头在55℃下存放7天就有败坏现象发生，添加Nisin于相同条件下，保存期可长达2年。

6．经热加工的肉制品造成肉制品腐败的耐热性细菌如杆菌属、乳酸菌属和链球菌属等，对Nisin相当和敏感，因此添加Nisin可使经热加工的肉制品延长保存期2—3倍。

天然食品防腐剂——乳酸链球菌素©2009-3-23国家食物与营养咨询委员会缪存影（浙江师范大学化学与生命科学学院，金华321004）摘要：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。

关键词：食品防腐剂；乳酸链球菌素；抗菌机理；检测方法；应用防腐剂作为食品保鲜和贮藏的重要食品添加剂，其安全性日益受到食品加工行业的关注与重视。

在食品加工中采用纯天然的食品防腐剂、保鲜剂，生产出满足消费者需求的绿色食品，这将是防腐剂研究开发领域的重点。

乳酸链球菌素（Nisin）是一种乳酸菌代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物，被认为是一种高效、天然、绿色食品防腐剂。

1 乳酸链球菌素的研究开发动态早在1928年，美国学者Rogers和Whitter首先发现乳酸链球菌的代谢产物能抑制乳酸杆菌的生长；1933年，Whitehead及其合作者观察到，野生乳酸链球菌能抑制干酪制作中乳酸菌的生长和酸的产生，并发现抑制乳酸菌生长的乳酸链球菌代谢产物实质上是一种多肽，并分离出这种物质；1947年，Mattick和Hirsch研究发现血清学N群中的一些乳酸链球菌产生具有蛋白质性质的抑制物，证明该物质可抑制许多革兰氏阳性菌，并将其命名为“NISIN”，取自“Ninhibitorv substance”。

1953年乳酸链球菌素的第一批商业产品——Nisaplin在英国面市，Nisin作为商品进入市场；1969年联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO／WHO）食品添加剂联合专家委员会确认Nisin可作为食品添加剂；1971年，Gross和Morell阐明了Nisin分子的完整结构；1988年，Buchman等克隆了编码Nisin前体的结构基因并测定了DNA序列；1991年，Mulders等发现Nisin有2个天然变异体——NisinA和NisinZ。

我国于1990年开始批准使用Nisin。

青霉菌素在食品中的应用研究近年来，随着人们生活水平和健康意识的提高，对食品的安全和品质要求也越来越高。

青霉菌素作为一种天然的食品防腐剂，在食品加工过程中起到了重要的作用。

本文将介绍青霉菌素的定义、作用机制以及在不同类别食品中的应用研究。

一、青霉菌素的定义和作用机制青霉菌素是一种由真菌产生的抗生素，具有抗菌和抗真菌作用。

它主要由青霉菌属的真菌生产，包括青霉属、毕赤酵母属和链霉菌属等。

青霉菌素分为多个类别，如青霉菌素A、青霉菌素B等，其中以青霉菌素A最为常见。

青霉菌素可以通过干扰微生物细胞壁的合成来发挥抗菌作用。

它能够结合细菌细胞壁上的酶，阻断其对细菌细胞壁的合成和修复，导致细菌细胞壁的破坏和死亡。

此外，青霉菌素还能通过抑制微生物酸性代谢和酸性囊泡的形成，阻断细菌的生长和繁殖。

与此同时，青霉菌素对真菌也有抗真菌的作用，通过抑制真菌生物膜的形成和酵母菌细胞的分裂来发挥作用。

二、青霉菌素在肉制品中的应用研究青霉菌素在肉制品中的应用研究较为广泛。

在肉制品中加入适量的青霉菌素可以延长其保质期，并有效地抑制一些常见食源性细菌和真菌的生长。

例如，一项研究发现，在添加10 mg/kg的青霉菌素后，熟制肉制品在常温下可以延长保质期至少2天，并有效抑制大肠杆菌的生长。

此外，青霉菌素还能减少肉制品中亚硝酸盐的形成，降低亚硝酸盐对人体健康的潜在风险。

三、青霉菌素在乳制品中的应用研究乳制品是人们日常饮食中不可或缺的一部分。

青霉菌素在乳制品中的应用研究也取得了一些进展。

据研究发现，加入适量的青霉菌素可以显著延长鲜奶的保质期，并抑制革兰氏阳性菌的生长。

此外，青霉菌素还能有效地抑制酸酐球菌的产气作用，减少乳制品中气泡形成，提高其质地和口感。

四、青霉菌素在面包等烘焙食品中的应用研究面包作为人们日常主要的烘焙食品之一，其保鲜和品质对消费者来说至关重要。

青霉菌素在面包等烘焙食品中的应用研究表明，添加适量的青霉菌素可以有效抑制面包中的酵母和霉菌的生长，延长面包的保鲜期。