乳酸鏈球菌素在食品應用的研究進展.doc

學習資料收集于網(wǎng)絡，僅供參考許昌學院 食品與生物工程學院 2015-2016學年 第一學期食品添加劑課程論文乳酸鏈球菌素在食品應用的研究進展 食品添加劑課程論文成績評定表論文題目：乳酸鏈球菌素在食品應用的研究進展姓 名學 號專 業(yè)食品科學與工程班 級一班評 價 內(nèi) 容得 分（1）論文結構：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）語言組織和篇幅要求：40分A語言簡練，通順；字數(shù)或篇幅符合要求（字數(shù)不少于3000字,參考文獻不少于20篇，最近6年內(nèi)接近50%），3040分；B語言一般，基本通順；字數(shù)或篇幅符合要求（字數(shù)不少于3000字,參考文獻不少于20篇）；2030分；C語言不通順；字數(shù)或篇幅符合要求（字數(shù)少于3000字,參考文獻少于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（滿分100）： 簽字： 年 月 日乳酸鏈球菌素在食品應用的研究進展許昌學院 食品與生物工程學院，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。近年來為了改善食品生產(chǎn)加工品質和食品安全問題，國內(nèi)外加大了對乳酸鏈球菌素的研究。本文通過介紹乳酸鏈球菌素的功能特性、作用范圍和使用方法，深入認知乳酸鏈球菌素。進而尋找開發(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和促進食品健康發(fā)展。關鍵詞：乳酸鏈球菌素；防腐劑；食品安全問題；食品添加劑前 言近年來，食品安全問題層出不窮，對整個社會發(fā)展造成了嚴重的不利影響。然而大多數(shù)人們不能對食品產(chǎn)業(yè)有一個正確的認識，往往追求表面的“不含任何食品添加劑”來保證自己的健康，食品添加劑1-4成了食品安全問題的替罪羊。針對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，也應鼓勵和開發(fā)對食品防腐、抗氧化、保鮮，對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)藥等領域都顯示了巨大的應用潛力。隨著人們對其深入的探索，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，分析得出乳酸鏈球菌素的全貌，相信新的食品添加劑的開發(fā)與利用可能在未來不是最好的，但一定是值得我們期待的。1. 乳酸鏈球菌素的性質1.1. 基本性質 乳酸鏈球菌素(Nisin)是乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質8，由34個氨基酸殘基組成，它們通過硫醚鍵形成五個內(nèi)環(huán)9，其活性分子常為二聚體或四聚體。二聚體相對分子質量為7000，四聚體相對分子質量為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. 抑菌機理Nisin的抑菌機理是其與敏感菌細胞膜相互作用，通過結合、插入、孔道形成等多步過程形成孔道復合物，從而導致細胞內(nèi)溶質（氨基酸、核酸、ATP等）的迅速流失、質子動力勢的（PMF）的耗散，抑制細胞的生物合成（尤其肽聚糖的合成）途徑，直接或者通過對其他細胞毒素的敏化作用引起細胞的死亡。Nisin能抑制大部分G+的生長，Nisin對G+的抑菌效果明顯優(yōu)于對革蘭氏陰性細菌9。G+細胞壁肽聚糖含量豐富，交聯(lián)度高；而G-的細胞壁肽聚糖含量少，組成復雜，主要包括磷脂、蛋白質和脂多糖等十分致密，僅允許相對分子質量小于600 的分子通過。Nisin的僅單體的相對分子質量就約為3 500 ，故無法正常通過G-細胞壁到達細胞膜。而Nisin對G+抑菌效果優(yōu)于對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。通過針對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、單增李斯特等致病菌的實驗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，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，這種性質也適合大多數(shù)食品添加的應用。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 時乳酸鏈球菌素所表現(xiàn)出的抑菌及殺菌活性最差，不過其抑菌活性仍然高于未經(jīng)熱處理時的乳酸鏈球菌素的抑菌活性15。將乳酸鏈球菌素經(jīng)過加熱處理后，它的抑菌活性將會提高，高溫不會使乳酸鏈球菌素失活；不過通過加熱的手段來提高活性與對照( 36 ) 相比并不顯著。綜上所述：乳酸鏈球菌素對熱有較好的穩(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，以無菌水做空白對照，37 培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，測定抑菌圈直徑12。由此可得：金屬離子Fe2+、Fe3+、K+、G2+等對乳酸鏈球菌素發(fā)揮防腐劑作用都有增強的效果，其中Fe2+的效果最為顯著。同樣鹽、糖濃度對乳酸鏈球菌素增也有增強作用，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金屬離子對乳酸鏈球菌素抑菌活性的影響3應用與其他防腐劑相比，乳酸鏈球菌素具有無毒、用量少、使用方便、防腐效果好、價格低廉的特點被廣泛的應用在乳制品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，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地位，它還被開發(fā)用來對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，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G-菌也有致死作用，而對酵母菌和霉菌無效18。但在最新的實驗研究發(fā)現(xiàn)：乳酸鏈球菌素在針對酵母菌和霉菌所引起的腐敗變質也起一定的作用。與常用的合成防腐添加劑，例如：山梨酸鉀、苯甲酸鈉，乳酸鏈球菌素對革蘭氏陽性菌表現(xiàn)出更強的抑制作用15；在一些食品針對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用范圍，同時達到減少用量、降低成本，為食品工業(yè)更好地開發(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。3.1袋裝液態(tài)飼料江西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院通過對乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚復配對袋裝液態(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)飼料貯存過程中的液化和脹袋現(xiàn)象，抑制了主要病原微生物的生長，并延緩了糊化淀粉的老化19。該復配對比試驗培養(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，與乳酸鏈球菌素配合使用可以擴大抑菌范圍；茶多酚是一種無毒無害的天然抗氧化劑，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)飼料的適宜貯存時間為45d12。該實驗解決袋裝液態(tài)飼料在實際使用過程中存在的保質期短和外觀液化等實際問題，拓展了天然防腐劑乳酸鏈球菌素的應用范圍，同時探索這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)與推廣應用提供技術支持。3.2糧食儲存山東農(nóng)業(yè)大學食品學院在研究小麥儲藏的問題中，分析了影響小麥品質的微生物作用，選擇使用復配抑菌劑。在單一物質進行抑菌作用研究的基礎上，結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配，來尋求抑菌效果更好的復配抑菌劑。運用控制變量法設計對比試驗表明： Nisin、Nisin 和山梨酸鉀復配物、Nisin和仲丁胺復配物、山梨酸鉀和仲丁胺復配物、Nisin 山梨酸鉀和仲丁胺三者復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。為小麥更好地儲存提出新方案，有效地減少了糧食在儲藏過程中因變質帶來的巨大損失。4展望乳酸鏈球菌素不僅具有無毒、用量少、方便使用、防腐效果好、價格低廉的優(yōu)良特性，而且作為天然食品添加劑其研究與應用日趨廣泛。目前，國內(nèi)外實際使用的食品添加劑，尤其是食品防腐劑仍以化學合成物為主要對象。一方面，化學合成物對人體未知的摧殘和積累，讓人們不寒而栗；另一方面，針對食品防腐，新生的致腐菌和不斷變化的食品環(huán)境，過分依賴某一種或某幾種化學合成防腐劑，其效果越來越不樂觀，這也是人們下意識的過量使用食品防腐劑的主要原因。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對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，而且還會帶來新的食品感官問題。因此，清晰正確的認識天然食品防腐劑的作用機理，加強食品科學、微生物學、生物化學等方面的通力合作，開發(fā)安全、高效、經(jīng)濟、營養(yǎng)的天然防腐劑，是食品防腐保持食品品質的最佳選擇。短期內(nèi)，天然防腐劑還不能取代化學合成防腐劑；但隨著科學技術的進步，天然防腐劑的深入研究和成熟運用，天然防腐劑必將完全取代化學合成防腐劑。參考文獻1陳錫福,陳生男,韓宏,等.淺談食品添加劑與食品安全J.中國衛(wèi)生監(jiān)督雜志,2010,17（6）：594-596.2鄭莉.食品添加劑：不能說的秘密？N.工人日報，2010-12-25(15).3王君平.食品添加劑,可以不加嗎？J.中國品牌與防偽，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.人民日報，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與不足J.中國衛(wèi)生監(jiān)督雜志,2009-12-20（11）.7張秀云,余有本,唐應芬,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.中國質檢出版社,2013,3.9唐春紅.天然防腐劑與抗氧化劑M.中國工業(yè)出版社,2015,5:35-40.10呂淑霞, 白澤樸, 代義,等. 乳酸鏈球菌素抑菌作用及其抑茵機理的研究J. 中國釀造, 2008, 27(9): 87-91.11倪珊珊,黃麗英.乳酸鏈球菌素和乳酸乳球菌在食品工業(yè)中的應用J. 食品工業(yè),2015,36(11):244-274.12杜琨.乳酸鏈球菌素的穩(wěn)定性及抑菌特性研究J.食品工業(yè)，2012，（1）：99-10113孫金旭.生物防腐劑hs - 5 乳酸鏈球菌素與化學防腐劑的對比研究J. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011.14李偉麗,趙 超,車建途,等.腐敗醋中微生物的分離鑒定及乳酸鏈球菌素對其抑制作用J.食品科學,201536,(1):174-178.15金慧偉,楊曉剛,芮昶,等.乳酸鏈球菌素脂質體的研究J.食品研究與開發(fā),2012,33,(8):238-240.16姜愛麗,胡文忠，崔曉亭,等.溫度及乳酸鏈球菌素對單增李斯特菌的抑制作用J.食品工業(yè)科技,2015,(15):157-160.17蘇美旋,麥穗. 乳酸鏈球菌素的特性及抗菌材料在口腔中應用的研究進展J/CD. 中華口腔醫(yī)學研究雜志，2015，9,（5）:425-428.18孫金旭.生物防腐劑hs - 5 乳酸鏈球菌素與化學防腐劑的對比研究J. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011.19何余湧,馬鵬,王仁