乳酸链球菌素使用范围

生物防腐剂乳酸链球菌素在食品中的应用乳酸链球菌素（Nisin）Nisin是通过现代生物技术，从乳酸乳球菌发酵产物中提取的、具有抗菌活性的多肽物质。

Nisin的主要特点：◤ Nisin进入人体即被体内蛋白酶分解为多种氨基酸，无残留，安全可靠。

◤ 可降低食品灭菌温度，缩短灭菌时间，减少食品营养破坏。

◤ 对引起食物腐败的阳性菌，尤其是耐热芽孢有强烈的抑制作用。

乳酸链球菌素是一种世界公认的、安全的天然生物性食品防腐剂和抗菌剂，主要用于乳和乳制品、肉和肉制品的防腐保鲜。

乳酸链球菌素的发现要追溯到上世纪20年代，1928年，LA.Rogers等美国研究人员首先报道了乳酸链球菌代谢产物能抑制其他乳酸菌的生长。

1947年，A.T.R.Mattick等人发现血清学N群中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质，并从乳酸链球菌发酵液中制备出了这种多肽物质，由于是N群中的乳酸菌所产生的抑菌物质，故命名为N- inhibitory Substance，即N群抑菌物质，简称为Nisin。

Nisin是乳酸链球菌的一种天然产物，对远超过食品应用量的乳酸链球菌素的毒性研究表明，它是无毒的。

由于其对蛋白水解酶(α-胰蛋白酶)特别敏感，因此食用后在消化道内即可很快被蛋白水解酶水解成氨基酸。

1953年，乳酸链球菌素的第一批商业产品Nisaplin在英国面市;1969年，FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会批准乳酸链球菌素可作为一种食品添加剂;1988年，美国食品和药物管理局(FDA)也正式批准将乳酸链球菌素应用于食品中;1990年，我国卫生部食品监督部门签发了乳酸链球菌素在中国的使用合格证明书。

目前已有50多个国家批注允许使用乳酸链球菌素。

法规安全作为一种世界公认的安全的食品防腐剂，很多国家对Nisin 在食品中的添加量都不作任何限制。

拟增加使用范围和用量：▷ 04.02.02.03腌渍蔬菜、04.02.02.04蔬菜罐头、04.03.02加工食用菌和藻类，最大用量为800mg/kg；▷ 07.01面包、07.02糕点，最大用量为500mg/kg。

文章编号:1004-5422(2010)01-0014-04乳酸链球菌素及其在肉制品中的应用唐仁勇,刘达玉,郭秀兰,王卫,张佳敏(成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106)摘要:在肉制品的生产、加工乃至消费过程中,其防腐保鲜一直深受重视,人们期望能使用安全、绿色并对人体完全无害的添加剂.乳酸链球菌素是由Lactococcus lactic菌株产生的一种无毒副作用、热稳定的小分子多肽,能抑制大部分革兰氏阳性菌及其芽孢的生长和繁殖.研究显示,乳酸链球菌素既具有抑菌防腐作用,又具有一定的安全性,并已开始在食品行业大量应用,其作为安全的食品添加剂具有较佳的应用前景.关键词:乳酸链球菌素;革兰氏阳性菌;肉类;防腐中图分类号:TS20213文献标识码:A0引言在肉类加工产业中,肉制品的防腐保鲜始终是一个备受关注的重要问题.据统计,全球每年因为各类肉制品变质、腐败导致的经济损失高达数十亿美元.除了经济损失,肉制品变质还会影响消费者的健康,对食品安全产生严重的不良影响.因此,研究肉制品的防腐保鲜,延长肉制品的保藏期限一直是食品科学家的研究热点.此外,随着人们生活水平的提高,健康食品、绿色食品的概念已经越来越被大众所接受.乳酸链菌素(Nisin)是乳酸乳球菌产生的一种细菌素,它能抑制大部分革兰氏阳性(G+)菌及其芽孢的生长和繁殖[1,2],其本身易被人体消化道中的一些蛋白酶所降解,并且对食品的色、香、味等无不良影响,目前它已逐渐成为食品加工领域的研究热点.基于此,笔者就Nisin的研究进展及其在肉制品中的应用做一综述.1Nisin的主要特性及研究历程1.1Nisin的主要特性Nisin是由乳酸乳球菌乳酸亚种(L actoc oc c2 tis.subs ctis)分泌的一种线型多肽,呈白色、淡黄色至浅棕色易流动状粉末,分子式是C14H228N42O37 S7,平均分子量为3348,其活性体常为二聚体或四聚体.Nisin分子由34个氨基酸残基(Ile2D hb2Ala2Ile2 Dha2Leu2Ala2A bu2Pro2G ly2Ala2Lys2Abu2Gly2Ala2Lys2Abu2 Gly2Ala2Leu2Met2Gly2Ala2Asn2M et2L ys2A bu2Ala2Abu2Ala2His2Ala2Ser2Ile2His2Val2Dha2Lys)组成,其中含有5种稀有氨基酸:AB A(氨基丁酸)、D HA(脱氢丙氨酸)、D HB(B2甲基脱氢丙氨酸)、AL A2S2A L A(羊毛硫氨酸)、A L A2S2ABA(B2甲基羊毛硫氨酸).Nisin的溶解度和稳定性与溶液的pH值有关,例如,Nisin在水中(pH5.0)的溶解度为3mg P L,当水的pH增加(pH7.0)时,其溶解度为49mg P mL.Nisin的活性在室温下,以及酸性加热条件下均很稳定[3].到目前为止,已发现的Nisin种类包括A、B、C、D、E和Z6种,科研人员对Nisin A和Nisin Z研究较多[4,5],二者的区别在于Nisin A的第27位氨基酸为组氨酸,而Nisin Z的第27位为天冬氨酸.此外,Nisin的耐酸、耐热性能优良,当Nisin溶于pH3.0的盐酸中经121e,15 min加热仍能保持100%的活性[6].当Nisin加入到食品中,则受介质的影响,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[7].1.2Nisin的研究历程1928年,Rogers等首先报道了乳链球菌代谢物能抑制保加利亚杆菌的生长;1933年,Witehead等观察到野生乳链球菌能抑制干酪制作中乳酸菌的生长和酸的产生,并发现这种抑制物是一种多肽;1947年,M attick等从乳酸链球菌发酵液中制备出这种多肽,发现该物质可抑制许多革兰氏阳性菌,并指出它们是血清学N群中的一些乳酸菌所产生的抑菌物质,并将其命名为Nisin[8].1951年,Hirsch等将Nisin收稿日期:2009-12-20.作者简介:唐仁勇(1977)),男,博士,讲师,从事畜产品加工研究1用作食品防腐剂.1953年,Nisin的第一种商业化产品在英国面世;1969年,FAO P W HO食品添加剂联合专家委员会批准Nisin作为食品添加剂使用.1971年,Gross等阐明了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D N A序列.在我国,对Nisin的研究始于1989年中科院微生物所的基础研究.1990年,卫生部将其列入国标(GB2760-86).2008年,新的食品添加剂使用卫生标准(GB2760-2007)规定,Nisin可适用于乳及乳制品、食用菌和藻类罐头、八宝粥罐头、预制肉制品、熟肉制品、饮料类、醋、酱油、酱及酱制品、复合调味料、方便米面制品等.目前,已有60多个国家和地区批准Nisin可以作为一种纯天然食品防腐剂、保鲜剂使用[9].2Nisin的抑菌范围与机理2.1Nisin的抑菌范围Nisin为多肽窄谱抗菌素,对一定范围的微生物有抗菌能力,大量的研究表明它能强烈地抑制革兰氏阳性菌.早期的研究认为,Nisin一般对霉菌、酵母菌和G2菌无效,但近期的研究表明,在一定条件下,如冷冻、加热、降低pH和ED T A处理,一些G2菌,例如沙门氏菌、大肠杆菌、假单胞菌、拟杆菌、放线杆菌、克雷伯氏菌等,对Nisin敏感[6].江芸[10]根据前人的研究总结了Nisin的抑菌谱(见图1).张百刚等[11]研究了温度和pH值对Nisin抑菌效果的影响,结果表明,在pH<4.0时,Nisin的稳定性较强,温度对其活性几乎无影响,随着pH值的降低,Nisin的抑菌作用增强;当pH>4.0时,温度对其活性影响较大,随着pH值的升高,其抑菌作用下降.在中性和碱性条件下,Nisin的活性几乎完全丧失.在相同的处理条件下,Nisin对枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好,对金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好,对大肠杆菌的抑菌效果最差[11].2.2Nisin的抑菌机理尽管很多学者进行了大量的研究,但目前对Ni2 sin的抑菌机理尚未定论.研究者普遍认为,Nisin的作用机理类似于阳离子表面活性剂,影响细菌胞膜以及抑制革兰氏阳性菌胞壁的形成[12,13].此外,有学者认为,Nisin的杀菌机制与D HA和D HB密切相关,因为Nisin中的D HA和D HB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,造成敏感图1Nisin的抑菌范围示意图菌细胞裂解[14];也有学者认为,Nisin的作用机制主要是消耗敏感细胞的质子驱动力,进而抑制细菌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,引起敏感细胞裂解[15].近年来,部分学者又提出所谓的/孔道理论0,认为Nisin是一个疏水的带正电荷的阳离子分子,在一定膜电位存在下,可吸附于敏感菌的细胞膜上,通过C末端作用侵入细胞膜内形成通透性孔道,细胞膜失去极化并导致A TP泄露,使细胞内小分子和离子流失,细胞外水分子流入,造成细胞膜内外能差消失,导致细胞自溶而死亡[12,13].总体上可以认为,Ni2 sin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.3Nisin在肉制品中的应用3.1Nisin在猪肉制品中的应用张洪震等[16]研究表明,Nisin在猪肉冷却肉保鲜中具有一定的抑菌作用,并且该作用随Nisin浓度的增加而增强.当Nisin的浓度为200ppm时,可使猪#15#第1期唐仁勇,等:乳酸链球菌素及其在肉制品中的应用肉保质期延长1倍.宋萌等[17]对应用不同保鲜液喷涂处理的鲜猪肉经聚乙烯袋包装后在冷藏(0~4e)条件下的保鲜效果进行了研究,结果表明,综合成本及保鲜效果选择250mg#L-1Nisin+0.25%壳聚糖+1%乳酸钠+1%乳酸为最佳保鲜配方.江芸等[18]将Nisin、NaL单独及联合应用于真空包装冷却猪肉中,结果表明,单独使用Nisin、Na L均可显著抑制菌落总数的产生,且浓度越高抑菌效果越好;贮藏前期Nisin抑菌效果较好,贮藏后期3%Na L抑菌效果最好;Nisin、NaL联合应用比单独使用抑菌效果要好,而且两者在整个贮藏期间均显示显著的交互效应. 3.2Nisin在牛、羊肉制品中的应用罗欣等[19]研究发现,在牛肉冷藏保鲜中Nisin 有显著的抑菌作用,细菌总数明显降低,且保鲜效果随Nisin浓度增加而增强,其有效保鲜浓度为0.075 g P kg,且与乳酸钠之间存在协同作用,而与山梨酸钾发生拮抗作用.于见亮等[20]利用响应面法对Nisin、茶多酚、壳聚糖进行复配组合,应用于羊肉冷藏中,通过实验确定复合保鲜剂最佳配比.结果表明:3种保鲜剂的抑菌效果依次为Nisin>壳聚糖>茶多酚; Nisin和壳聚糖之间存在极显著的交互效应,茶多酚与Nisin、茶多酚与壳聚糖之间的交互效应不显著;复合保鲜Nisin、壳聚糖、茶多酚的最佳配比分别是0.137%、1.395%、0.158%.张德权等[21]用Nisin、溶菌酶和乳酸钠构成的复合保鲜剂对冷却羊肉进行处理,结果表明:3种保鲜剂的抑菌效果依次为Nisin>溶菌酶>乳酸钠;Nisin与溶菌酶之间存在极显著的交互效应,而Nisin与乳酸钠、溶菌酶与乳酸钠之间存在显著的交互效应;浸泡用复合保鲜剂的最佳配比为Nisin0.34%、溶菌酶0.24%、乳酸钠2.27%.3.3Nisin在禽肉制品中的应用李清秀等[22]研究了不同浓度的Nisin和纳他霉素对鸡肉的防腐保鲜效果,结果显示,采用不同浓度的天然保鲜剂处理鸡肉,可获得不同程度的保鲜效果.其中以质量浓度为0.049g/kg的Nisin和500 mg/L纳他霉素的保鲜效果最佳.有报道称,为提高软包装扒鸡的质量,研究者在扒鸡加工过程中添加Nisin,以降低其灭菌强度,改善扒鸡的食用品质.试验结果表明,采用0.1g P kg的Nisin后,软包装扒鸡从原杀菌温度121e降为105e,其他工艺条件不变,货架期可以达到半年以上,口感与手工制作的散装扒鸡接近.张坤生等[23]将Nisin、丙酸钙、山梨酸钾、乳酸钠作为复合型防腐剂加入到鸡肉香肠中,结果表明,以Nisin为主的复合防腐剂联合其他防腐剂的抑菌效果明显大于单一使用时的抑菌效果,能延长鸡肉香肠的货架期.3.4Nisin在其他肉制品中的应用黄群等[24]为初步探索酸肉Nisin保鲜,对传统湘西酸肉发酵过程中pH值、酸度、氨基态氮、氨基酸总量、细菌总数等变化动态进行分析.结果表明, pH值与总酸变化趋势基本一致,发酵后游离氨基酸总量增加61.4%,细菌总数基本呈S型曲线;Nisin 能有效抑制T VBN值、TB A值上升与细菌总数增加,添加量以0.15%较好.4结语肉制品由于营养价值高、口感佳,一直深受人们喜爱.但肉类的蛋白质含量高易腐败,脂肪含量高易氧化酸败,很难保存较长时间.Nisin的出现和使用,较好地解决了上述难题,但其价格较贵,效果存在波动,在实际应用中常和其他添加剂混合使用.故今后需要研究者对Nisin在添加剂量、添加方式和作用机理等方面进行更深入的研究.参考文献:[1]赵剑飞.Nisin的性能及在肉制品中的应用[J].肉类工业,2005,26(7):40-41.[2]贺家亮,秦翠丽,康怀彬,等.乳酸链球菌素的研究现状[J].中国食品添加剂,2004,15(3):54-57.[3]刘静,李湘利.Nisin及其在食品工业中的应用研究进展[J].农产品加工(学刊),2008,4(9):16-18.[4]Jack R W,Jung ntibiotics and mic r o cins:po lype ptides withunusual che mical div ersity[J].Current Opinion in Chemical Bi ol2 ogy,2000,4(3):310-317.[5]Larid R,Kheadr E E,Benech R2O,et al.Liposo me encaps ulatedNis in Z:o ptimization,sta b ility and releas e du rin g milk fermenta2 tion[J].International Dairy Journal,2003,13(4):325-336. 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食品科技乳酸链球菌素在食品中的应用分析曲建平1,2，卢　昕1,2，徐文泱1,2（1.湖南省产商品质量检验研究院，湖南长沙 410017；2.食品安全监测与预警湖南省重点实验室，湖南长沙 410017）摘　要：乳酸链球菌素是一种常见的天然防腐剂。

本文对乳酸链球菌素的基本概念及其在国内外食品领域中的限量要求、使用范围、本底含量和风险评估研究情况进行综述，并总结了乳酸链球菌素的常见的检测方法，以期为乳酸链球菌素的合理、科学应用提供参考。

关键词：乳酸链球菌素；食品；检测Application Analysis of Nisin in FoodQU Jianping1,2, LU Xin1,2, XU Wenyang1,2(1.Hunan Province Institute of Quality Inspection, Changsha 410017, China; 2.Hunan Provincial KeyLaboratory of Food Safety Monitoring and Early Warning, Changsha 410017, China)Abstract: Nisin has been viewed as one of the most popular natural preservatives. This paper summarizes the basic concept of nisin and its limit requirements, application scope, background content and risk assessment in the field of food at home and abroad, and summarizes the common detection methods of nisin, in order to provide reference for the rational and scientific application of nisin.Keywords: nisin; food; testing1　乳酸链球菌素概述1.1　乳酸链球菌素的基本概念乳酸链球菌素又称为乳球菌肽或乳链菌肽，是乳酸链球菌产生的多肽类抗菌物质，是在乳酸菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对革兰阳性菌（尤其是亲缘性较近的细菌）具有抑制作用的杀菌蛋白或多肽（30～60个氨基酸残基）[1]。

天然的生物防腐剂物源食品防腐剂主要以天然农副产品为原料，用发酵等生物技术而备，具有高效、无毒、适用性广等特点。

目前主要应用的天然生物源食品防腐剂有以下几种：1、溶菌酶溶菌酶是一种无毒蛋白质，能选择性地分解微生物的细胞壁，在细胞内对吞噬后的病原菌起破坏作用从而抑制微生物的繁殖。

特别对革兰氏阳性细菌有较强的溶菌作用，可作为清酒、干酪、香肠、奶油、生面条、水产品和冰淇淋等食品的防腐保鲜剂。

2、乳酸链球菌素(nisin)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。

1969年，联合国粮食及农业组织／世界卫生组织(fal／who)食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。

1992年3月我国卫生部批准实施的文件指出：“可以科学地认为乳酸链球菌作为食品保藏剂是安全的”。

它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。

乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。

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。

现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。

3、纳他霉素(natamycin)纳他霉素(natamycin)，是由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，通常以烯醇式结构存在。

它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡。

在焙烤食品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、饮料和果酱等食品的生产中添加一定量的纳他霉素，既可以防止发霉，又不会干扰其他营养成分。

4、8一聚赖氨酸8一聚赖氨酸的研究在国外特别是在日本已比较成熟，我国刚刚起步。

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（2014年9月整理）乳酸链球菌素（Nisin）亦称乳酸链球菌肽或音译为--尼辛，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。

由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，因此被作为食品防腐剂广泛应用于食品行业。

食用后在人体的生理pH条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂1、基本物化信息中文名称:乳酸链球菌素英文名称:nisin from streptococcus lactis[1]英文别名:NisinCAS:1414-45-5EINECS:215-807-5分子式:C143H230N42O37S7分子量:3354.07052、应用范围应用于肉制品、乳制品、罐头、海产品、饮料、果汁饮料、液体蛋及蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妆品等领域中。

外观性状：白色至淡黄色粉末。

生物效价≥1000IU/mg。

成分：Nisin由以下成分组成：乳链菌素大于1000IU/Mg（大于2.5%）氯化钠大于50%分子式：C143H228N42O37S7存贮：4-15℃下阴凉、干燥、密封条件下贮藏，避免阳光直射。

保质期2年。

包装：500 克/密封袋/塑料瓶；1*20 瓶/箱3、特性溶解性---乳酸链球菌素（Nisin）是一种浅棕色固体粉末，使用时需溶于水或液体中，且于不同pH值下溶解度不同。

如在水中（pH=7），溶解度为49.0mg/ml（Nisin）；在碱性条件下，几乎不溶解。

稳定性---乳酸链球菌素（Nisin）的稳定性也与溶液的PH值有关。

如溶于PH=6.5的脱脂牛奶中，经85℃巴氏灭菌15分钟后，活性仅损失15%，当溶于PH=3的稀盐酸中，经121℃15分钟高压灭菌仍保持100%的活性，其耐酸耐热性能优良。