乳链菌肽应用的新进展

《中国食品添加剂》 China Food Additives 2000 No ． 3 参 考 文 献 1 Hendrick，M ．E． 1991，Al itame ， chapter 3 in Alternative Sweeteners， 2nd edition，PP．29—33， M arcel Dekker。 New YOrk 2 Dubois，G．E．，et a1．，1991，Concentration—respom e relationships of sweeteners ． cha pter 20 in Sweeteners：Discovery M olecular Design and Chemorece ption，PP ． 261—276，American Chem ical Society，Washington，D．C ． 3 Hood，L．L， et a1．，1990，De veloping reduced calorie bakery products with sucralose 。 Cereal Foods World 35：1171— 1182 4 Ott，D．B．et a1．， 1991，Perce ived Taste Intensity and Duration of Nutritive and Non—nutritive Sweeteners in W ater Using Time—intensity fr一1)Evaluations，J．of Food Sci．56：535—542 Alitame·---------------——Better Sweetener Amy Yang Risson Zhang (Cultor(China)Co．，Ltd． Guangzhou，510730) ABSTRACT：Alitame，whose sweetness profile，solubility and stability were illustrated in this article，is a new generation of high intensity sweetener entering China food indus— try． W ORDS：alitame，sweetness，sweetness profile，solubility，stability 一 乳链菌肽应用的新进展 还连栋 陈秀珠 贾士芳 薛禹谷 (中国科学院微生物研究所 北京， 100080) 沈颜新 E日标 范悠然 (浙江天台银象生物化工厂 天 台， 317200) (『‘ 摘要：本文主要介绍了乳链菌肽在食品防腐 中应用的新进展及在 口腔保健、兽医和药用领域的应用潜力 ． 7 乳链菌肽亦称乳酸链球菌素，是乳酸乳 球菌 产生的一 种小肽， 由 34个氨基 酸组 成，对许多革兰氏阳性菌，包括引起食品腐 败和对人体健康有 害的葡萄球菌、链球菌、 微球菌、分枝杆菌、利斯特氏菌和乳杆菌等 有强 烈抑制作用。1969年，FAO／WHO联 ·国家 “九五 科技攻关项 目 合食品添加剂专家委员会确认乳链菌肽是一 种安全、高效的天然食品防腐剂，已被世界 50多个国家和地区 (包括我国大陆、台湾 和香 港)广泛应 用于 奶制 品、罐装 食品 、高 蛋白食品和肉制品的防腐保鲜 中国科学院微生物研究所在国内率先进 行乳链菌肽的研究，探索出了一条适合于我 一 25 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2O00 No．3 国国情、具有独创性的乳链菌肽生产工艺路 线。于 1994年通过中科院主持 的科技成果 鉴定后实现了该产品的工业化生产。同时对 乳链菌肽产生菌进行分子生物学研究，克隆 和表达了乳链菌肽前体基 因，DNA序列测 定结果表明，我国实现工业化生产的菌株产 生的是 nisin Z，不 同于英 国 Aplin公 司 的 nisin A，nisin Z是我 国首先实现产业化 的 乳链菌肽新品种。 作者 曾在 1995年发表文章概述了乳链 菌肽的理化性质、抑菌性能、作用机制及在 食品防腐中的应用。近些年来随着研究工作 的深入，乳链菌肽在食品防腐中的应用范围 更加扩大，特别是乳链菌肽与 EDTA(一种 螫合剂 )联合使用对沙门氏菌和其它革兰氏 阴性菌具有抑制作用，扩大了乳链菌肽的杀 菌谱，展示了它在 口腔保健、兽医和药用领 域的应用潜力。本文将主要介绍乳链菌肽在 食品防腐中的新应用及作为新一代抗菌剂的 可能前景。 l 乳链菌肽在食品防腐方面应用的新进展 1．1 罐装蔬菜 低酸罐头食 品 (pH 高于 4．5)将接受 Fo=3的最低热处理以保证杀死 肉毒梭菌孢 子，这称之为最低 肉毒热处理。用 Fo：3或 大于 3热处理这些低酸食品，仍有嗜热菌的 孢子如嗜热脂肪芽孢杆菌和热解糖梭菌孢子 存活下来而引起食品腐败。因此，在低酸性 罐装蔬菜中加入乳链菌肽可控制这些嗜热腐 败微生物的生长以延长这些食品的贮存期。 总后军需 装备研究 所 的钱 平 和吴 德 元 在 胡萝 b (pH4．8)、黄瓜 (pH4．6)和绿豆芽 (pH4．9)这些低酸低盐 (盐浓度在 2％ 左 右)蔬菜罐头中添加 5#g／g乳链菌肽，采用 沸水杀菌 20min，贮存两年不仅保持商业无 菌，而且保留了良好的脆度。 高酸食品 (pH低于 4．5)的腐败是由非 致病的、耐热、耐酸、可产生孢子的一些细 菌如巴氏芽孢梭菌、软化芽孢杆菌和凝结芽 一 26 一 孢杆菌引起的。乳链菌肽也可有效地控制这 些细菌引起的腐败。 1．2 高含水量的面食品 在英国和澳大利亚有一种非常大众化的 面食——烤 饼 (crumpet)。它 是 用 面 粉、 鸡蛋、牛奶等调成糊状，再经 热加工成 片 状。烤饼是非酸性 (pH6～ 8)、高含水量 (48～ 54％)和高水 活性 (0．95～ 0．97) 食品，在常温下出售。由于用来制作烤饼的 面粉总是含有少量蜡状芽孢杆菌的孢子，在 加工过程中，只有烤饼底部受到高热处理， 而其余部分则受到较低热处理，使芽孢杆菌 的孢子很容易存活下来，致使食用烤饼发生 中毒事件时有发生。 澳大利亚和英国所作的研究显示，在货 架期后期的烤饼中分离到的蜡状芽孢杆菌对 乳链菌肽显示敏感。加入 3．75#g／g的乳链 菌肽将有效阻止蜡状芽孢杆菌的生长。该项 研究以及随后的大规模试验的成功导致澳大 利亚的法规允许使用乳链菌肽于烤饼或类似 的高含水量的面食中。 1．3 巴斯德灭菌的液体蛋制品 将液体蛋制品 (完 整的蛋、蛋 黄或蛋 白)进行巴斯德灭菌以杀死沙门氏菌。典型 的处理条件 是 62～ 65℃ ，2～ 3min。然 而 ，这样 的处理条件 不足 以杀死细菌孢 子及 某 些革兰 氏 阳性菌和革 兰 氏阴性菌 。这些存 活的细菌有些能在冰箱温度下生长，使得巴 斯德灭菌的液体蛋制品只有有限的货架期。 加入 2．5～ 5mg／l的乳链菌肽将起有效防腐 剂的作用。乳链菌肽的该项应用在美国有特 别的意义，因这些蛋制品大大降低了胆固醇 的水平。进一步的研究表明乳链菌肽在液体 蛋白中比液体蛋黄中更有效。这是因为蛋黄 中高含量的磷脂干扰了乳链菌肽的作用，以 及蛋白中存在其它抗微生物因子，诸如卵运 铁蛋白和溶菌酶。从蛋白中提取的溶菌酶在 抑菌活性方面与乳链菌肽显示协同作用。它 们 的联合使用比单独使用具有更加广泛的抗 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food AdditiveS 2000 No ． 3 微生物谱。 1．4 乳链菌肽抗利斯特氏菌的特性 今年 1月 9日北京晚报刊登了 《法 国食 品怎么了，二恶英刚走李 氏杆菌又让人心惊 胆战》的消息，报道了法国近 日发生了李氏 杆菌严重污染食品事件。李氏杆菌的拉丁名 为 Listeria，正确译名应为利斯特氏菌。这是 一 种能在 4℃ 下长期存活的致病菌，能引 起严重疾病，甚至导致儿童、老人、孕妇、 病人及免疫低下患者的死亡。 Mohamed等人的研究工作显示，加 入 0．2～ 0．4mg／1的乳 链 菌 肽 能 使 肉 汤 中 的 单 核 细 胞 增 生 利 斯 特 氏 菌 (L． monocytogenes)活菌数 从 10 cfu／ml减 少 到 10’cfu／ml，但残留的活菌随后生长到类似 对照的水平。将乳链菌肽用量提高到 8mg／1 以上就可完全抑制。Harris等人采用直接涂 平板法，加入 10pg／ml乳链 菌肽就 使单核 细胞增生利斯特 氏菌的活菌数从 10 cfu／ml 下降到 l0 ～10 cfu／ml。加入 2％NaC1或使 培养基的 pH 从 6．5降低到 5．5将增强乳链 菌肽对该菌的作用。Ferreira和 Lund比较 了属于好几个血清型的 27株不同种的利斯 特 氏 菌 对 乳 链 菌 肽 的 敏 感 性 ， 测 定 了 pH5．5、20℃ 条件下的 MIC，发现大多数菌 株的 MIC值为 2．5～ 10mg／1乳链菌肽。 Jung等人 的工作显示牛奶 中的脂肪将 影响乳链菌肽对单核细胞增生利斯特氏菌的 作用。当用脱脂牛奶时，在 1．25mg／1乳链 菌肽浓度下就非常有效，可使活 菌数降低 4～6个数量级，而在半 脱脂牛奶 中要少 1 个数量级。但有的研究者的试验结果与此相 反，解释这种差异的原因是牛奶中脂肪的物 理状态。 另一些研究组将乳链菌肽与降低热处理 结合起来。冷冻零售的罐装龙虾的热处理条 件是 60℃ 加热 5min，这样才不会出现虾肉 收缩现象。这种热处理可使单核细胞增生利 斯特氏菌减少 2个数量级，而加入 25mg／1 乳链菌肽到盐水中，使利斯特氏菌的减少增 加 5～ 6个数量级。Mahadeo和 Tatim 用 土耳其家禽所做的试验表 明，用 2．5rag／1乳 链菌肽和 52℃ 加热 3min对杀死利斯特氏 菌提供一个协同效应。乳链菌肽抗利斯特氏 菌的作用正在进一步研究 中，看来食物的化 学成分是一个重要因素，因为某些食物的成 分具有结合乳链菌肽的能力。 1．5 复合处理 目前，使用乳链菌肽结合新的非热处理 防腐技术，例如超高流体静压 (UHP)和 脉冲电场 (EP)进行复合处理引起相 当关 注。经过 UHP或 EP处理而遭受伤害的单 核细胞增生利斯特氏菌、大肠杆菌和鼠伤寒 沙门氏菌对乳链菌肽显示敏感，而且乳链菌 肽与 UHP或是 EP复合处理 比 UHP或 EP 单独处理有更强的杀菌效果。这些复合处理 也正 用于对孢子 的试验 中。 乳链菌肽与螯合剂的复合处理的扩大试 验正在进行 中。已经研究了乳链菌肽、溶菌 酶和柠檬酸盐的复合作用，它们对利斯特氏 菌表现明显的协同效应和累加作用。这种复 合处理成功地阻止了肝酱中单核细胞增生利 斯特氏菌的生长和加工乳酪中的利斯特氏菌 和其他腐败菌的生长，而单独使用柠檬 酸 盐，使用溶菌酶和柠檬酸盐或使用乳链菌肽 和柠檬酸盐都不能阻止这些菌的生长。 2 乳链菌肽在兽医方面的应用 高纯度乳链菌肽的制备和乳链菌肽与螯 合剂和复合使用明显增强了它的活性水平和 扩大了它的活性谱，开辟了乳链菌肽在兽医 和药学方面应用的前景。 乳链菌肽用于奶牛挤奶前后的乳头消毒 剂，用作治疗和预防牛乳腺炎的药物显示良 好的前景。治疗牛乳腺炎的常用处理方法是 服用抗生素。然而在哺乳期这种方法只有较 低的治愈率。乳链菌肽对乳腺炎病原菌 (葡 萄球菌和链球菌)有强烈杀菌作用。在牧场 试验中，用接触致病性传染物或将牛乳头暴 一 27 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2000 No．3 露于病原菌中使感染乳腺炎。对 3种细菌的 感染都有较高的治愈率：金黄色葡萄球菌是 66％，无乳 链 球 菌是 95％，乳 房链 球 菌 是 100％。其 感染天数 和治愈率 并 没有 相 关 性。试验结果表明。用乳链菌肽处理牛乳腺 炎感染将是非常有效的。因为乳链菌肽是一 个无毒的、易被牛消化道中的消化酶失活的 抗菌多肽，而不是抗生素，已经证实乳链菌 肽和它的多肽残基对牛奶的饮用者无害。 3 乳链菌肽在医药方面的应用 3．1 口腔保健 乳链菌肽在 口腔保健方面的应用正在积 极探讨中。乳链菌肽可阻止或抑制 口腔菌利 用糖的发酵。这些糖是由唾液酶分解复杂的 碳水化合物产生的。因此乳链菌肽可以添加 到以糖、淀粉为主要成分的食物、糖果和饮 料中，以阻止或降低 口腔菌的糖发酵作用。 一 种用乳链菌肽作基本成分 的口腔冲洗液正 用警犬作试验，结果显示可有效阻止牙斑的 形成和牙 龈炎 的发生 。 3．2 人胃溃疡的治疗 乳链 菌肽可作为药物用于 治疗人 胃溃 疡。这是 3～ 10％ 的人群患有的 胃和 十二 指肠的慢性炎症。1994年。NIH 宣布胃溃 疡的元凶是幽门螺杆菌。这种细菌显然可以 用抗生素处理根治，但也增加了细菌抗药性 的发生率及对肠道微生物区系中有益菌的破 坏。幽门螺杆菌对乳链菌肽显示敏感，这种 敏感性由于螯合剂的存在而明显增强，表明 乳链菌肽是治疗胃溃疡的有效药物，而且它 易被消化道中的酶降解。而不能达到肠道。 避免对肠道微生物区系带来有害的作用和获 得抗药性的危险。正是由于乳链菌肽的这个 特性，Breukink等在 1999年出版的 Science 286卷上撰文指出，乳链菌肽是一个值得注 意的新型高效抗菌剂。 3．3 抗爱滋病 (AIDS)的活性成分 已有 专利报道乳链 菌肽作为抗 HIV制 剂的一个活性成分用于处理 AIDS。乳链菌 肽 在 MT一4细 胞 中 EC∞0．07pg／ml就 显 示抗 HIV 活 性 ， 而 它 的 细 胞 毒 性 是 CC∞ 1． g／mL 注：本文所有涉及乳链菌肽 的浓 度均以纯 品乳链菌 肽的重量表示。 参 考 文 献 l 还连栋，陈秀珠，董可宁，薛 禹谷 ．天然食品防腐剂——乳链菌肽 (Nisin)．中国食品添加剂，1995，21：8—13 2 钱平，吴德元 ．乳链菌肽在蔬菜罐头中的应用 ．食品科学，1998，19(3)：28—29 3 Ter Steeg P．F．et a1．，Interactions of nisin，lysozyme， and citrate in biopreservation．Poster presented at the 2rid W orkshop on Lantibiotics，Papendal，mrnhem ，The Netherlands，1994，Nov．2o一23 4 Peter B．。Goldstein B．P．，Nisin compositions to prevent the promotion of tooth decay by suppressing formation of acid from foods by oral bacteria．PCT Int．App1．WO 97 10，80l(C1．A61K7／16)，27 Mar 1997，US App1．4，059 20 Sep 1995，26pp(Erig) 5 Reiji K．et a1．．Anti—HIV agents containing nisin．Jpn．Kokai Tokkyo Koho JP 09 77，68l[97 77，68l】【C1．A61K 38／oo)，25 Mar 1997，App1．95／260,761，12 Sep 1995，4pp(Japan) 6 Breukink E．et a1．．Use of the cell wall precursor lipid II by a pore—forming pepfide antibiotic．Science，1999，286 (5448)：2361～2364 — 28 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Ad v 20o0 No ． 3 Recent Development in the Application of Nisin Huan Liandong，Chen Xiuzhu,Jia Shifang，Xue Yugu (Institute of Microbiology，Chinese Academ y of Science Beijing,100080) Shen Yanxin，Yao Ribiao，Fan Youran (Silver Elephant Biological and Chemical Factory Tiantai,317200) ABSTRACT：This paper reviewed the recent development in uses of nisin as a natu． ral ， food preservative in canned foods，high moisture flour bas ed products and pasteurised liquid egg products and potential medical applica tion for human ulce r therapy and mas titis contro1 in cattle． K EY W ORDS：nisin，food preservation，new clas s of antibiotics 香辛料提取液和乳酸链 素对禽肉制品的保鲜 ／ L 吕心泉 江芸 林岩 安辛欣 (南京农业大学食品科技学院 南京，210095) 摘要：用乙醇提取七种香辛料中的防腐抗氧化物质。将提取物浓缩后。进行复配具有 防腐作用．以复配液与尼生素 溶液、山梨酸钾外涂液为三个因素．做 L9(3 )正交试验 。选出最佳使用方法． 关键词：提取．防腐 ．保鲜 — ～ ， 。 一 一 勾 如 秀寺孪 啖 运 醺 球 委 熟禽制品作为一种特殊商品，首先是安 全卫生，其次是富有营养和风味享受，为了 增加食品的货架期，常采用先进加工工艺和 灭菌方法，低温冷藏及冷冻链销售，使用各 种防腐保鲜剂等。 常用的防腐保鲜剂有山梨酸钾、苯甲酸 钠、丙酸钙、硝酸盐等，常用的抗氧化剂有 BHA、BHT、异抗坏血酸钠等。70年代 由 于合成防腐保鲜剂的安全性问题的提出，人 们对于天然防腐保鲜剂开发研究 日益增多， 天然香料、中草药及抗菌肽 (尼生素 Nisin、 ·工作单位南京师范大学 纳他霉素)等应用研究越来越广泛。 香辛料在我国具有悠久的食用历史，安 全可靠。从 中提取的高效低毒防腐抗氧化活 性物质，具有广阔的前景，而尼生素是某些 种类乳酸球菌分泌的一种对大多数革兰氏阳 性菌有较大杀灭作用的细菌素，由于具有良 好的抗菌活性及理化稳定性，被公认为天然 的、安全的微生物 防腐 剂。 目前在 50多个 国家广泛应用，在烧鸡和酱鸭的防腐保鲜试 验 中，我们选用香辛料提取物与尼 生素配 合，用浸膜的方法，使保存期达到半年 时 间，而盐水鸭由于其风味特点和工艺要求， 一 29 一 ，＼，、、 一 维普资讯 http://www.cqvip.com