乳酸鏈球菌素在食品應(yīng)用的研究進(jìn)展.doc

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考許昌學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院 2015-2016學(xué)年 第一學(xué)期食品添加劑課程論文乳酸鏈球菌素在食品應(yīng)用的研究進(jìn)展 食品添加劑課程論文成績(jī)?cè)u(píng)定表論文題目：乳酸鏈球菌素在食品應(yīng)用的研究進(jìn)展姓 名學(xué) 號(hào)專 業(yè)食品科學(xué)與工程班 級(jí)一班評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容得 分（1）論文結(jié)構(gòu)：40分A論文選題符合要求，層次分明，內(nèi)容組織有序：3040分；B論文選題符合要求，論文層次一般，內(nèi)容組織一般：2030分；C論文選題不符合要求，論文層次不合理，內(nèi)容組織不合理：20分以下。（2）語(yǔ)言組織和篇幅要求：40分A語(yǔ)言簡(jiǎn)練，通順；字?jǐn)?shù)或篇幅符合要求（字?jǐn)?shù)不少于3000字,參考文獻(xiàn)不少于20篇，最近6年內(nèi)接近50%），3040分；B語(yǔ)言一般，基本通順；字?jǐn)?shù)或篇幅符合要求（字?jǐn)?shù)不少于3000字,參考文獻(xiàn)不少于20篇）；2030分；C語(yǔ)言不通順；字?jǐn)?shù)或篇幅符合要求（字?jǐn)?shù)少于3000字,參考文獻(xiàn)少于20篇）；020分。（3）格式：20分A符合規(guī)定格式要求：1520分；B不符合規(guī)定格式要求：015分；成績(jī)（滿分100）： 簽字： 年 月 日乳酸鏈球菌素在食品應(yīng)用的研究進(jìn)展許昌學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，河南 許昌 461000摘 要乳酸鏈球菌素是一種具有良好抑菌效果的天然生物防腐劑。近年來(lái)為了改善食品生產(chǎn)加工品質(zhì)和食品安全問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外加大了對(duì)乳酸鏈球菌素的研究。本文通過(guò)介紹乳酸鏈球菌素的功能特性、作用范圍和使用方法，深入認(rèn)知乳酸鏈球菌素。進(jìn)而尋找開(kāi)發(fā)利用乳酸鏈球菌素在食品生產(chǎn)的最佳途徑，致力于讓人們了解食品添加劑方面知識(shí)和促進(jìn)食品健康發(fā)展。關(guān)鍵詞：乳酸鏈球菌素；防腐劑；食品安全問(wèn)題；食品添加劑前 言近年來(lái)，食品安全問(wèn)題層出不窮，對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的不利影響。然而大多數(shù)人們不能對(duì)食品產(chǎn)業(yè)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，往往追求表面的“不含任何食品添加劑”來(lái)保證自己的健康，食品添加劑1-4成了食品安全問(wèn)題的替罪羊。針對(duì)食品添加劑被妖魔化的現(xiàn)狀，我們不僅要提高正確的食品安全5,6的意識(shí)，也應(yīng)鼓勵(lì)和開(kāi)發(fā)對(duì)食品防腐、抗氧化、保鮮，對(duì)人體有益的食品添加劑。乳酸鏈球菌素作為天然防腐劑7，它在食品、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域都顯示了巨大的應(yīng)用潛力。隨著人們對(duì)其深入的探索，不斷有新的發(fā)現(xiàn)，在功能特性、作用范圍、使用方法等方面不斷更新。筆者在整理匯總這些方面的同時(shí)，分析得出乳酸鏈球菌素的全貌，相信新的食品添加劑的開(kāi)發(fā)與利用可能在未來(lái)不是最好的，但一定是值得我們期待的。1. 乳酸鏈球菌素的性質(zhì)1.1. 基本性質(zhì) 乳酸鏈球菌素(Nisin)是乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)8，由34個(gè)氨基酸殘基組成，它們通過(guò)硫醚鍵形成五個(gè)內(nèi)環(huán)9，其活性分子常為二聚體或四聚體。二聚體相對(duì)分子質(zhì)量為7000，四聚體相對(duì)分子質(zhì)量為14000。有六種基本形態(tài)，一種灰白色的固體粉末，是較為成熟的天然防腐劑，使用時(shí)需溶解成液體。Nisin在水中溶解度較低，在PH較低的情況下溶解性較好。在中性及堿性條件下幾乎不溶。1.2. 抑菌機(jī)理Nisin的抑菌機(jī)理是其與敏感菌細(xì)胞膜相互作用，通過(guò)結(jié)合、插入、孔道形成等多步過(guò)程形成孔道復(fù)合物，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)（氨基酸、核酸、ATP等）的迅速流失、質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)的（PMF）的耗散，抑制細(xì)胞的生物合成（尤其肽聚糖的合成）途徑，直接或者通過(guò)對(duì)其他細(xì)胞毒素的敏化作用引起細(xì)胞的死亡。Nisin能抑制大部分G+的生長(zhǎng)，Nisin對(duì)G+的抑菌效果明顯優(yōu)于對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌9。G+細(xì)胞壁肽聚糖含量豐富，交聯(lián)度高；而G-的細(xì)胞壁肽聚糖含量少，組成復(fù)雜，主要包括磷脂、蛋白質(zhì)和脂多糖等十分致密，僅允許相對(duì)分子質(zhì)量小于600 的分子通過(guò)。Nisin的僅單體的相對(duì)分子質(zhì)量就約為3 500 ，故無(wú)法正常通過(guò)G-細(xì)胞壁到達(dá)細(xì)胞膜。而Nisin對(duì)G+抑菌效果優(yōu)于對(duì)G-這一現(xiàn)象，從另一方面證明：Nisin抑菌防腐是作用于致腐菌的細(xì)胞膜。2. 作用范圍及影響條件2.1 PH和其他防腐劑一樣，乳酸鏈球菌素的活性和抑菌效果受pH因素的影響。通過(guò)針對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、單增李斯特等致病菌的實(shí)驗(yàn)10-14，發(fā)現(xiàn)在酸性環(huán)境下，乳酸鏈球菌素活性較高。由此可得：乳酸鏈球菌素的抑菌活性從酸性到堿性呈下降趨勢(shì)，乳酸鏈球菌素的濃度越高，pH 越低（PH：2-7），則抑菌或殺菌效果越強(qiáng)，這種性質(zhì)也適合大多數(shù)食品添加的應(yīng)用。2.2溫度、紫外線、光照乳酸鏈球菌素加熱到45 后其所表現(xiàn)出的抑菌活性最高，而加熱到121 時(shí)乳酸鏈球菌素所表現(xiàn)出的抑菌及殺菌活性最差，不過(guò)其抑菌活性仍然高于未經(jīng)熱處理時(shí)的乳酸鏈球菌素的抑菌活性15。將乳酸鏈球菌素經(jīng)過(guò)加熱處理后，它的抑菌活性將會(huì)提高，高溫不會(huì)使乳酸鏈球菌素失活；不過(guò)通過(guò)加熱的手段來(lái)提高活性與對(duì)照( 36 ) 相比并不顯著。綜上所述：乳酸鏈球菌素對(duì)熱有較好的穩(wěn)定性在受到溫度、紫外線、光照的影響下乳酸鏈球菌素較為穩(wěn)定，其抑菌性不但不受抑制還可能增加活性。在食品應(yīng)用中，乳酸鏈球菌素可用作經(jīng)溫度、紫外線、光照處理的食品中的防腐劑。3. 圖 1加熱處理對(duì)乳酸鏈球菌素抑菌活性的影響2.3金屬離子在乳酸鏈球菌素中分別加入FeSO4，F(xiàn)e2(SO4)3，NaCl，KCl，CaCl2溶液，并調(diào)節(jié)金屬離子濃度為1mol/L。以金黃色葡萄球菌為供試菌種，每孔加入25L(濃度為1 mg/mL)乳酸鏈球菌素水溶液，以無(wú)菌水做空白對(duì)照，37 培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，測(cè)定抑菌圈直徑12。由此可得：金屬離子Fe2+、Fe3+、K+、G2+等對(duì)乳酸鏈球菌素發(fā)揮防腐劑作用都有增強(qiáng)的效果，其中Fe2+的效果最為顯著。同樣鹽、糖濃度對(duì)乳酸鏈球菌素增也有增強(qiáng)作用，所以天然食品添加劑乳酸鏈球菌素十分適合大多數(shù)食品尤其是酸性食品作為食品防腐劑使用。圖 2金屬離子對(duì)乳酸鏈球菌素抑菌活性的影響3應(yīng)用與其他防腐劑相比，乳酸鏈球菌素具有無(wú)毒、用量少、使用方便、防腐效果好、價(jià)格低廉的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在乳制品16、肉制品、罐頭制品、果醬、飲料、啤酒等多種食品加工中。近年來(lái)，隨著各行各業(yè)的同步發(fā)展，乳酸鏈球菌素不僅在食品天然防腐添加劑逐漸占有主導(dǎo)地位，它還被開(kāi)發(fā)用來(lái)對(duì)付口腔致齲菌的特殊抗菌材料17、化妝品添加等研究中。早期研究乳酸鏈球菌素能抑制大部分G+菌的生長(zhǎng)，包括產(chǎn)芽孢桿菌（如肉毒芽孢桿菌），耐熱腐敗菌（如嗜熱脂肪芽孢桿菌），生孢梭菌等，在一定條件下對(duì)G-菌也有致死作用，而對(duì)酵母菌和霉菌無(wú)效18。但在最新的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：乳酸鏈球菌素在針對(duì)酵母菌和霉菌所引起的腐敗變質(zhì)也起一定的作用。與常用的合成防腐添加劑，例如：山梨酸鉀、苯甲酸鈉，乳酸鏈球菌素對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌表現(xiàn)出更強(qiáng)的抑制作用15；在一些食品針對(duì)較難殺死的芽孢桿菌，常用的防腐劑如苯甲酸，其最低抑菌濃度已經(jīng)超出了其在食品中允許的最大添加量，而乳酸鏈球菌素的抑菌濃度明顯低于食品中允許的最大添加量16。綜上所述：在食品安全允許的范圍內(nèi)，添加乳酸鏈球菌素能更有效的抑制像芽孢桿菌較難作用的微生物。與食品增稠劑相似，防腐劑也有協(xié)同增效的作用。利用這種作用可以拓寬天然防腐劑的應(yīng)用范圍，同時(shí)達(dá)到減少用量、降低成本，為食品工業(yè)更好地開(kāi)發(fā)利用天然防腐劑，尤其為酸性食品防腐提供理論和方法的指導(dǎo)。3.1袋裝液態(tài)飼料江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院通過(guò)對(duì)乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚復(fù)配對(duì)袋裝液態(tài)飼料貯存特性的影響，發(fā)現(xiàn)乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚配伍能有效減少袋裝液態(tài)飼料貯存過(guò)程中的液化和脹袋現(xiàn)象，抑制了主要病原微生物的生長(zhǎng)，并延緩了糊化淀粉的老化19。該復(fù)配對(duì)比試驗(yàn)培養(yǎng)基PH在4.3-4.5之間，乳酸鏈球菌素展現(xiàn)了良好的抑菌防腐作用20，其中山梨酸鉀的熱穩(wěn)定性好，270 才開(kāi)始出現(xiàn)分解21，它能抑制沙門氏菌、霉菌和酵母菌等的生長(zhǎng)，與乳酸鏈球菌素配合使用可以擴(kuò)大抑菌范圍；茶多酚是一種無(wú)毒無(wú)害的天然抗氧化劑，其抗氧化能力優(yōu)于二丁基羥基甲苯(BHT)和維生素E22。三者的相互協(xié)同增效作用可以有效地延長(zhǎng)了液態(tài)飼料的貨架壽命，并且給出了最適宜的配比：200mg/kg乳酸鏈球菌素+200mg/kg山梨酸鉀+100mg/kg茶多酚，在此條件下，袋裝液態(tài)飼料的適宜貯存時(shí)間為45d12。該實(shí)驗(yàn)解決袋裝液態(tài)飼料在實(shí)際使用過(guò)程中存在的保質(zhì)期短和外觀液化等實(shí)際問(wèn)題，拓展了天然防腐劑乳酸鏈球菌素的應(yīng)用范圍，同時(shí)探索這3 種添加劑在提高袋裝液態(tài)飼料安全性、防止糊化淀粉老化和脹袋等方面的效果，這將為袋裝液態(tài)飼料的規(guī)模生產(chǎn)與推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。3.2糧食儲(chǔ)存山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院在研究小麥儲(chǔ)藏的問(wèn)題中，分析了影響小麥品質(zhì)的微生物作用，選擇使用復(fù)配抑菌劑。在單一物質(zhì)進(jìn)行抑菌作用研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合抑菌作用原理及效果，將抑菌效果比較好的兩種或幾種抑菌劑復(fù)配，來(lái)尋求抑菌效果更好的復(fù)配抑菌劑。運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)表明： Nisin、Nisin 和山梨酸鉀復(fù)配物、Nisin和仲丁胺復(fù)配物、山梨酸鉀和仲丁胺復(fù)配物、Nisin 山梨酸鉀和仲丁胺三者復(fù)配物的抑菌效果成倍增加，并得出最佳組合為每千克小麥0.20 g Nisin、1.00 g 山梨酸鉀和2.00 g 仲丁胺23。為小麥更好地儲(chǔ)存提出新方案，有效地減少了糧食在儲(chǔ)藏過(guò)程中因變質(zhì)帶來(lái)的巨大損失。4展望乳酸鏈球菌素不僅具有無(wú)毒、用量少、方便使用、防腐效果好、價(jià)格低廉的優(yōu)良特性，而且作為天然食品添加劑其研究與應(yīng)用日趨廣泛。目前，國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用的食品添加劑，尤其是食品防腐劑仍以化學(xué)合成物為主要對(duì)象。一方面，化學(xué)合成物對(duì)人體未知的摧殘和積累，讓人們不寒而栗；另一方面，針對(duì)食品防腐，新生的致腐菌和不斷變化的食品環(huán)境，過(guò)分依賴某一種或某幾種化學(xué)合成防腐劑，其效果越來(lái)越不樂(lè)觀，這也是人們下意識(shí)的過(guò)量使用食品防腐劑的主要原因。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)食品安全提出了更高的要求。盲目的選擇天然食品添加劑，不僅不能得到良好的防腐保鮮效果，而且還會(huì)帶來(lái)新的食品感官問(wèn)題。因此，清晰正確的認(rèn)識(shí)天然食品防腐劑的作用機(jī)理，加強(qiáng)食品科學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)等方面的通力合作，開(kāi)發(fā)安全、高效、經(jīng)濟(jì)、營(yíng)養(yǎng)的天然防腐劑，是食品防腐保持食品品質(zhì)的最佳選擇。短期內(nèi)，天然防腐劑還不能取代化學(xué)合成防腐劑；但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，天然防腐劑的深入研究和成熟運(yùn)用，天然防腐劑必將完全取代化學(xué)合成防腐劑。參考文獻(xiàn)1陳錫福,陳生男,韓宏,等.淺談食品添加劑與食品安全J.中國(guó)衛(wèi)生監(jiān)督雜志,2010,17（6）：594-596.2鄭莉.食品添加劑：不能說(shuō)的秘密？N.工人日?qǐng)?bào)，2010-12-25(15).3王君平.食品添加劑,可以不加嗎？J.中國(guó)品牌與防偽，2011,（4）：24-25.4朱磊,李剛,卞民德,等.食品添加劑怎樣用才放心N.人民日?qǐng)?bào)，2009-06-20（8）.5李震海.食品安全法的不足與完善J.東方論壇,2009-12-15（6）.6李震海.淺析食品安全法的亮點(diǎn)與不足J.中國(guó)衛(wèi)生監(jiān)督雜志,2009-12-20（11）.7張秀云,余有本,唐應(yīng)芬,等.天然防腐劑綜述J.飲料工業(yè),2001-9-30(8).8黃文,江美都,肖作兵,等.食品添加劑M.中國(guó)質(zhì)檢出版社,2013,3.9唐春紅.天然防腐劑與抗氧化劑M.中國(guó)工業(yè)出版社,2015,5:35-40.10呂淑霞, 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