微生物防腐以及食品保藏性

1、畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書課題名稱生物殺菌素在食品防腐中的應(yīng)用研究進展所 在 系食品系專業(yè)班級發(fā)檢04-1學(xué) 號姓 名裴蕾 年月日至年月日共周指導(dǎo)教師簽字系主任簽字年月日一、畢業(yè)論文（設(shè)計）的內(nèi)容文章闡述生物殺菌素的基本概念及特點，生物殺菌素在食品防腐中的應(yīng)用研究概況, 并對生物殺菌素的發(fā)展趨勢進行展望。二、畢業(yè)論文（設(shè)計）的要求與數(shù)據(jù)收集生物殺菌素相關(guān)資料，論文書寫有明確的中心，論述充分并有一定的邏輯性，重點突出，內(nèi)容應(yīng)充實完整，格式規(guī)范。三、畢業(yè)論文（設(shè)計）應(yīng)完成的工作1. 文獻瀏覽2. 確定提綱3. 撰寫初稿4. 修改定稿四、畢業(yè)論文（設(shè)計）進程安排序 號論文（設(shè)計）各階段名稱日 期1收集資

2、料2008.92擬定提綱2008.103撰寫論文4按要求格式修改論文2009.45再次修改2009.56定稿打印2009.5五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻查閱中國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、超星數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)文獻，并參考其他網(wǎng)絡(luò)資源和圖書等紙質(zhì)資源。摘要:生物防腐劑是一類新型的安全高效的天然防腐劑，該文闡述生物殺菌素的特點及在食品防腐中應(yīng)用研究，并介紹了幾種主要的生物防腐劑在食品工業(yè)中生物殺菌素發(fā)展趨勢進行展望。關(guān)鍵詞:生物殺菌素;生物防腐劑；食品防腐;食品安全；應(yīng)用；動向Abstraet:Biological preservation have the natural secure and high

3、ly efficient natures. The character and the application of microbial to food preservation are introduced,and introduction about the application of main kinds of biological preservatives and their developmental tendency .Key Words:Microbial antibiotic,biological preservative,food preservation,food sa

4、fety,development tendency.目錄第1章生物殺菌素概述1.1生物殺菌素基本概念1.2生物殺菌素特點第2章 生物殺菌素的來源2.1植物來源2.2動物來源2.3微生物來源第3章 食品中常用生物殺菌素3.1細菌素類3.1.1 乳酸菌屬細菌素3.1.2 雙歧桿菌素3.2 放線菌素類3.2.1 溶菌酶3.2.2 那他霉素3.2.3 泰樂菌素3.2.4 聚溶素3.4 霉菌素3.5抗生素類3.6曲酸3.7魚精蛋白第4章生物殺菌素在食品中的具體應(yīng)用4.1乳酸菌用于肉制品的防腐4.2Nisin在食品防腐中的應(yīng)用4.3溶菌酶在食品防腐中的應(yīng)用4.4NatamyC加在食品中的應(yīng)用第5章新型食品

5、生物殺菌素5.1腸球菌素5.2苦瓜水提物5.4大蒜素5.5食用菌抑制物質(zhì)第6章生物殺菌素在食品中的前景及展望謝辭參考文獻第1章生物殺菌素概述1.1生物殺菌素基本概念 據(jù)估計,全世界每年有1020%的食物損失于各種腐敗變質(zhì)。腐敗變質(zhì)的原因包括物理、化學(xué)、酶及微生物四大因素。其中微生物作用最嚴(yán)重1，采用防腐劑抑制微生物，延緩腐敗是當(dāng)今食品保鮮的重要技術(shù)之一。防腐劑是食品工業(yè)中最重要的食品添加劑之一，對于延長食品保存期，報紙食品品質(zhì)具有極其重要的作用。防腐劑根據(jù)其來源和特性主要分為化學(xué)防腐劑和生物防腐劑兩大類。傳統(tǒng)的防腐劑主要是化學(xué)合成品，由于在使用過程中，人類逐漸發(fā)現(xiàn)不少化學(xué)防腐劑存在毒性和致癌的

6、問題,在許多國家已被逐步禁止或限制使用。隨著國際上食品添加劑潮安全、無毒、天然方向研究的深入,被認識的天然抗菌物質(zhì)越來越多。根據(jù)來源,可分為三類:天然植物中提取,來源于動物的天然防腐劑,微生物類。自然界天然植物中存在許多生理活性物質(zhì),具有抗菌作用,這為開展植物性天然防腐劑的研究提供了寶貴資源。生物殺菌素具有高效、無毒、適用性廣、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，逐漸成為食品行業(yè)研究的新領(lǐng)域。 生物殺菌素是由微生物代謝產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)，主要是一些有機酸、多肽或前體多肽，分子量小，結(jié)構(gòu)高度緊密，其作用機制主要是在細胞膜上形成微孔，導(dǎo)致膜通透性增加和能量產(chǎn)生系統(tǒng)破壞，由于這些物質(zhì)很容易進入微生物細胞，因而能迅速地抑制微

7、生物的生長。1.2生物殺菌素特點不少微生物在其代謝過程中都能產(chǎn)生抑菌物質(zhì),但作為食品防腐劑,必須符合:生物殺菌素本身對人體完全無害,在消化道內(nèi)降解為食物的正常成分,對食品進行熱處理時降解為無害成分,不影響消化道菌群,不影響藥用抗菌素的使用。目前已被批準(zhǔn)并在全球廣泛應(yīng)用的微生物防腐劑有乳酸菌素、納他霉素和曲酸,這些都是發(fā)酵工程的重要產(chǎn)品2。目前，生物殺菌素在食品中的應(yīng)用方法主要歸納為以下幾點：(1)在使用時可將生產(chǎn)抑菌物質(zhì)的微生物直接作為生產(chǎn)菌種或配合菌種加入到食品中；(2)把抗菌基因轉(zhuǎn)入發(fā)酵菌株，使其在生產(chǎn)過程中釋放出抗菌物質(zhì)；(3)將抑菌物質(zhì)直接加入到食品中，或共用幾種生物殺菌素；(4)將生

8、物殺菌素與來自動植物或礦物的天然防腐劑配合使用，利用它們的協(xié)同效應(yīng)增強效果；(5)將其與某些絡(luò)合劑、化學(xué)防腐劑結(jié)合使用，以增強其抑菌譜和降低化學(xué)防腐劑的用量。 第2章生物殺菌素的來源2.1植物來源食用香辛植物用在食品中原本是用來調(diào)味增香作用。近些年的研究表明,這些物質(zhì)也具有抗菌防腐作用,能夠抑制傳染性微生物的生長,延長食品的貨價期。這些香辛料包括大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香等。對香精油抑制微生物的報道有不少。例如吳傳茂等研究發(fā)現(xiàn):丁香油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母、黑曲霉、青霉等食品常見污染菌有廣譜抑菌作用,且在100以內(nèi)對熱穩(wěn)定。丁香油的突出優(yōu)點是抑制真

9、菌作用強4。一般來說,香精油的組成成分、結(jié)構(gòu)及功能性基團決定了它們的抗菌能力的大小,通常含有石炭酸結(jié)構(gòu)的香精油具有良好的抗菌能力。例如具有抗菌能力的香精油主要來源于丁香、牛至、迷迭香、百里香、紅根草和香蘭素,它們的香精油里都含有石炭酸結(jié)構(gòu),并且它們抗革蘭氏陽性菌的能力要高于革蘭氏陰性菌。另外,也有一些香精油不含石炭酸結(jié)構(gòu),但含烯丙醇異硫氰酸鹽或是大蒜油成分對革蘭氏陰性菌也具有較好的抑制性。此外,含烯丙醇異硫氰酸鹽的香精油對許多真菌也具有良好的抗菌能力5。香精油一般是多種成分的混合物。混合物中丁香酚含量很大程度也決定了其抗菌能力,丁香酚成分越高,抗菌能力越高。如多香果、丁香花蕾及丁香葉、月桂葉及

10、肉桂葉中的丁香酚成分高,它們的抗菌能力就很強。另外,含檸檬醛高的抗菌能力也強。而紅根草和迷迭香的抗菌功能與其萜類含有冰片和石炭酸有關(guān)。牛至、百里香和香芹油的抗菌能力可能因其含有萜類香芹酚,及p-對異丙基甲苯有關(guān)6。這些香辛料以精油浸提液的形式添加在西式火腿、香腸、點心等食品中,不僅起到防腐作用,而且還有增加食品風(fēng)味的效果5。果膠是一種水溶性天然聚合物。主要存在于蘋果、葡萄、柑橘等水果和蔬菜中。有研究報道以酶分解果膠得到的果膠對食品具有很強的抗菌作用,特別是對大腸桿菌有顯著的抑制增殖作用。20世紀(jì)90年代中期,日本一家公司將果77膠分解物作為天然防腐劑開發(fā)成功。目前,國外以果膠分解物為主要成分,

11、加入其它一些天然防腐劑,已廣泛應(yīng)用于酸菜、咸魚、牛肉等食品的防腐7。此外,馬蹄皮的提取物、竹葉的醇提取物、苦瓜汁、歐亞甘草根部的萃取物,檸檬草粉等作為食品加工中的天然防腐劑的研究均有報道810。2.2動物來源目前研究報道較多來源動物的生物防腐劑又昆蟲抗菌肽、殼聚糖以及魚精蛋白，下面對其功能及其在食品中的應(yīng)用一一介紹。昆蟲抗菌肽是昆蟲血淋巴細胞中形成的一類小分子肽,在昆蟲受到外界微生物的刺激時,可大量迅速地合成。迄今為止,已發(fā)現(xiàn)的昆蟲抗菌肽多達100多種。昆蟲抗菌肽分子量比較小, 4 kD左右。一般熱穩(wěn)定性強,具有強堿性,廣譜抗菌性。不僅可抗革蘭氏陽性菌,也可抗革蘭氏陰性菌,甚至對病毒和腫瘤細胞

12、均具抗性。一般認為抗菌肽的抗菌機理是由于它能影響細胞膜的通透性,使細胞膜通透性增強或是在細胞膜上形成通道,引起細胞質(zhì)溢流導(dǎo)致細胞的死亡。由于昆蟲抗菌肽具有水溶性好,無免疫原形,對人體無78食品安全與檢測2006年第1期副作用,生物活性廣泛等特點,在食品工業(yè)領(lǐng)域中逐漸顯示出廣泛的應(yīng)用前景。作為一種抗菌肽,它可以降低殺菌溫度,減少熱處理時間,保持食品的營養(yǎng)價值與風(fēng)味。另外其酸性,熱穩(wěn)定性和低溫貯藏穩(wěn)定性,使其具有獨特的使用性。在肉制品加工過程中只需添加很少劑量(mol/g級)的抗菌肽,就可以控制細菌的生長,保持食品的風(fēng)味及色澤。同時還可以降低其中亞硝酸鹽的含量,減少產(chǎn)生危害人們健康的亞硝胺19,

13、20。殼聚糖又名乙酰幾丁質(zhì),是由蝦蟹殼廢料加工而成的,屬于高分子多糖。目前,將殼聚糖用于香梨、柑橘、草莓、獼猴桃、黃瓜、青椒、番茄的保鮮均有報道,一般只需0. 7% 2%的殼聚糖溶液噴灑在果蔬的表面即可在果實表面形成一層薄膜,可阻止果實吸收O2與CO2的排出,從而延緩果實的熟化,達到保鮮的目的22。魚精蛋白是在魚類精子細胞中發(fā)現(xiàn)的一種細小而簡單的堿性球形蛋白質(zhì),魚精蛋白有廣譜抑菌活性,能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣型芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、胚芽乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌等的生長。研究發(fā)現(xiàn),魚精蛋白可與細胞膜中營養(yǎng)合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)作用,使這些蛋白的功能受損,從而抑制細胞的新陳代謝而使細胞死

14、亡。在牛奶、奶蛋、布丁中加入魚精蛋白可延長其保存期23。2.3微生物來源微生物來源的生物防腐劑是由微生物代謝產(chǎn)生的抗菌物質(zhì),主要是一些有機酸、多肽或前體肽。其作用機制主要是在細胞膜上形成微孔,導(dǎo)致細胞膜通透性增加和能量產(chǎn)生系統(tǒng)破壞,從而抑制微生物的生長。2.3微生物來源（1）乳酸鏈球菌肽(Nisin)是經(jīng)乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種由34個氨基酸殘基組成的小肽,對許多革蘭氏陽性菌具有抗菌活性,尤其是對梭菌和芽孢桿菌等主要食品腐敗菌的抗菌活性,使其在食品防腐中具有重要價值。又因其無毒、用量少,使用方便防腐效果好,價格低廉等特點,在奶制品、干酪制品、罐頭食品、肉制品、飲料等食品產(chǎn)品的防腐保鮮中普遍應(yīng)用

15、。例如在巴氏滅菌精制乳酪糊狀食品時添加的乳酸鏈球菌素可以有效地抑制A、B型肉毒桿菌菌株的生長及毒素的產(chǎn)生。在熏肉、火腿、香腸等肉制品的加工過程中添加一定劑量的Nisin不僅可以控制細菌的生長,保持良好的風(fēng)味及色澤,還可減少產(chǎn)生危害健康的亞硝胺1113。（2）曲酸是由米曲霉、黃曲霉、白色曲霉等多種霉菌在生長過程中經(jīng)糖代謝產(chǎn)生的一種弱酸性化合物。曲酸具有抗菌作用、抗氧化作用、護色作用以及安全無毒性的優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于肉食的護色、防止熏制品的致癌物的形成以及果蔬保鮮、生食品殺菌防腐等。曲酸作為食品防腐劑具備了對酪氨酸酶的抑制能力以及對多種金屬離子的螯合作用14。（3）納他霉素是納他爾鏈霉菌產(chǎn)生的一種

16、具有活性的環(huán)狀四烯化合物,它能有效抑制和殺死酵母、霉菌及其它絲狀真菌。作用機理在于麥角固醇與真菌的細胞壁和細胞膜的反應(yīng)導(dǎo)致細胞破裂。對于細胞中不存在類似固醇化合物的微生物,那他霉素對其無效,如細菌和病毒。因此可將那他霉素直接加入到酸奶等發(fā)酵制品中,抑制霉菌和酵母菌,卻不殺死有益細菌。酸奶中添加那他霉素可以高效、低成本地抑制真菌,延長其貨架期,保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量。果蔬汁中添加那他霉素可以有效防止因真菌而引起的變質(zhì)。在肉類保鮮方面可采用浸泡或噴涂肉類食品來達到防止霉菌生長的目的。那他霉素在罐裝食品、啤酒釀造、方便食品、焙烤食品等許多領(lǐng)域也具有良好的應(yīng)用前景15。自然界有一類嗜殺酵母(kill ye

17、ast)能向體外分泌一種毒蛋白(也稱嗜殺毒素),殺死同族及親緣酵母。這種殺菌活性物質(zhì)是1963年從釀酒酵母中首次發(fā)現(xiàn)的。以后又發(fā)現(xiàn)了假絲酵母屬、隱球菌屬、德巴利酵母屬、漢遜氏酵母屬、克魯維氏酵母屬、畢赤酵母屬和圓酵母屬也能分泌殺菌物質(zhì)。目前,研究最深入的是來自釀酒酵母的K1毒素。K1毒素作用機制是:首先是毒素快速吸附到酵母細胞壁上的-1. 6-D-葡聚糖受體上,此步不需要能量。然后,一個需能過程把毒素轉(zhuǎn)移到細胞膜上,形成不需膜電位的陰離子通道。受K1毒素作用的細胞表現(xiàn)出:細胞膜上氫離子濃度下降,細胞質(zhì)酸化和K+的泄漏。細胞質(zhì)膜的離子泄漏大概是毒素致死的主要原因16。第3章食品中常用生物殺菌素3

18、.1 細菌素類細菌素是由某些細菌通過核糖體合成機制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的蛋白質(zhì)，抑菌范圍不僅僅局限于同源菌，產(chǎn)生菌對其細菌素也有其自身免疫性1，它不同于抗生素，其作用有一定特異性。細菌素可分為兩大類，其中一類是小菌素，主要由腸桿菌科的細菌產(chǎn)生，分子量通常低于5kDa，熱穩(wěn)定性好，對鏈霉蛋白酶和枯草溶菌素有抗性。所有的小菌素都需特定的細胞表面受體才能進入細胞；另一類是革蘭氏陽性菌產(chǎn)生的細菌素-乳酸菌素和非乳酸菌素。細菌素中作為防腐劑應(yīng)用較廣泛的是乳酸菌素（包括乳酸鏈球菌、乳酸桿菌、啤酒片球菌等產(chǎn)生的抗生素）中的乳酸鏈球菌素2(Nisin)。3.1.1 乳酸菌屬細菌素 Nisin是由乳酸鏈球菌分

19、泌的一種多肽。Nisin能抑制大部分革蘭氏陽性菌的生長，包括麥芽孢桿菌、肉毒芽孢桿菌、耐熱腐敗菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、生孢梭菌等，而對酵母菌和霉菌無效。但在一定條件下，如：冷凍、加熱、降低pH值和經(jīng)EDTA及其它表面活性劑處理對部分革蘭氏陰性菌也有致死作用。Nisin對革蘭氏陽性菌營養(yǎng)細胞的作用是在細胞膜上構(gòu)建依靠膜電位短期存在的通道，使膜電位喪失，能量產(chǎn)生停止和細胞質(zhì)中必需小分子組分流失，最后使細胞解體；而對芽孢的作用是在萌發(fā)前期及芽孢的膨脹期破壞其膜，以抑制其發(fā)芽過程。Nisin的應(yīng)用與其它防腐劑相比,Nisin具有無毒、用量少、使用方便、防腐效果好、價格低廉的特點，愈來愈受到人們的重視。近

20、期研究發(fā)現(xiàn)Nisin可抑制口腔微生物的生長,避免糖類的發(fā)酵,把Nisin加進糖果、飲料等食品中,能預(yù)防齲齒和牙齦炎的發(fā)生3。據(jù)報道,Nisin已被成功地用于硬制干酪、巴氏滅菌干酪、巴氏滅菌奶、罐藏濃縮干奶、高溫滅菌奶、高溫處理風(fēng)味奶、酸奶等乳制品中4。添加一定量的Nisin可阻止芽孢的生長及其毒素的產(chǎn)生,同時還可降低食鹽及磷酸鹽的用量,使保存期延長一倍以上,在印度使用Nisin曾使僅能存放37的消毒牛奶保存了60余天。在沒有溫度調(diào)節(jié)條件下貯存軟形干酪時,添加Nisin可以抑制厭氧性細菌的生長,延長產(chǎn)品的貯存時間。在巴氏滅菌精制乳酪糊狀食品時,添加乳酸鏈球菌可以有效地抑制、型肉毒桿菌菌株的生長及

21、毒素的產(chǎn)生5。在熏肉、火腿、香腸等肉制品的加工過程中添加一定劑量的Nisin,不僅可以控制細菌的生長,保持良好的風(fēng)味及色澤,還可降低其中亞硝酸鹽的含量,減少產(chǎn)生危害健康的亞硝胺。另外,加入Nisin后,僅需45%的熱處理程度即可延長肉制品的貯存期,避免在加工過程中由于過分的熱處理而明顯改變其質(zhì)地及外觀。Nisin除廣泛應(yīng)用于乳制品、肉制品等多種食品的防腐保鮮外,還可用于罐裝食品、果醬、飲料、啤酒、醬菜中，并能降低其殺菌溫度,改善罐裝食品的品質(zhì)和口感。3.1.2 雙歧桿菌素（Bifidoxin）雙歧桿菌是一種重要的生理性細菌，定植于腸道內(nèi)，有營養(yǎng)、免疫、抗感染、延緩衰老的功能。它能抑制有害的微生

22、物從而促進人體健康。Meghtous等6通過實驗發(fā)現(xiàn)13個產(chǎn)生細菌素的雙歧桿菌菌種都能抑制唾液鏈球菌嗜酸亞種和嗜酸乳桿菌。抑菌物質(zhì)對某些革蘭氏陽性菌，如:乳酸菌、鏈球菌（與雙歧桿菌共存）、乳桿菌、梭菌、嗜溫乳酸鏈球菌有抑制活性的作用。對其它革蘭氏陽性菌和陰性菌則沒有抑制作用，包括某些鏈球菌（不與雙歧桿菌共存）、大腸桿菌和外源菌，如假單孢菌、克雷伯氏菌和沙雷氏菌。 3.2 放線菌素類 3.2.1 溶菌酶（Lysozyme）溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶或N乙酸胞壁質(zhì)聚糖水解酶,1922年由英國人Fleming從鼻黏液中發(fā)現(xiàn).溶菌酶廣泛存在于鳥類、家禽的蛋清中和哺乳動物的淚液、唾液、血漿、尿、乳汁、胎盤以及體

23、液、組織細胞內(nèi),在蛋清中含量最豐富(約3.5%), 1937年Abraham與Robinson從卵蛋白中最先分離出晶體溶菌酶.此外,在一些植物和微生物體內(nèi)也存在溶菌酶.溶菌酶是一種糖苷水解酶,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在干燥條件下可在室溫下長期保存,其純品為白色或微黃色結(jié)晶體或無定型粉末,無嗅,味甜,易溶于水,不溶于丙酮、乙醚.其作用機制為破壞細菌、酵母菌和霉菌的細胞壁，使細胞壁中的糖苷鍵和肽鍵斷裂，最后導(dǎo)致細胞死亡。溶菌酶是一種國內(nèi)外緊俏的生化物質(zhì),廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床,具有多種藥理作用.它能分解稠厚的黏蛋白,排出膿性滲出物,可用于清除壞死組織,加速創(chuàng)口的修復(fù)再生;與抗菌素合用對五官科多種黏膜疾病的治療有

24、增效作用.此外,還有凝血、止血作用。由于它能水解細菌胞壁,在細胞內(nèi)對吞噬后的病原菌起破壞作用,可用于抗感染、消炎、消腫、增強體內(nèi)免疫反應(yīng)等，具有一定的保健作用4。溶菌酶是一種無毒、無害、安全性很高的高鹽基蛋白質(zhì)。它不僅能選擇性地分解微生物，而且又不作用于其它物質(zhì)。該酶對枯草桿菌、耐輻射微球菌等革蘭氏陽性菌有強力分解作用，對大腸桿菌、普通變球菌和副溶血性弧菌等革蘭氏陰性菌也有一定程度的溶解作用，其最有效濃度為0.05%。.在食品工業(yè)上溶菌酶是優(yōu)良的天然防腐劑,廣泛用于清酒、干酪、香腸、奶油、糕點、生面條.水產(chǎn)品、熟食及冰淇淋等食品的防腐保鮮;溶菌酶對革蘭氏陽性細菌、枯草桿菌、芽孢桿菌/好氣性孢子

25、形成菌等有較強的溶菌作用;它能殺死腸道腐敗球菌,增加抗感染力,同時還能促進嬰兒腸道雙歧乳酸桿菌增殖,促進乳酪蛋白凝乳利于消化,所以是嬰兒食品、飲料的優(yōu)良添加劑.由于食品中的羥基和酸會影響溶菌酶的活性,因此,它一般與酒、植酸、甘氨酸等物質(zhì)配合使用.尤其重要的是近年來溶菌酶已成為基因工程及細胞工程必不可少的工具酶.隨著生物工程的發(fā)展,提取溶菌酶具有更加重要的戰(zhàn)略意義.目前溶菌酶可以以雞蛋清和蛋殼膜為材料提取制得.常用的方法有:(1)親和層析法;(2)離子交換柱法;(3)沉淀和凝膠層析結(jié)合法等.3.2.2 那他霉素（Natamycin）那他霉素是納他爾鏈霉菌產(chǎn)生的一種具有活性的環(huán)狀四烯化合物，能有效

26、抑制和殺死酵母、霉菌及其它絲狀真菌。作用機理在于麥角固醇與真菌的細胞壁和細胞膜的反應(yīng)，導(dǎo)致細胞破裂。對于細胞中不存在類似固醇化合物的微生物，那他霉素對其無效，如細菌和病毒。因此，可將那他霉素直接加入到酸奶等發(fā)酵制品中，抑制霉菌和酵母菌，卻不殺死有益細菌8。那他霉素在乳制品、果蔬汁飲料、肉類保鮮中的應(yīng)用較為廣泛。酸奶中添加那他霉素可以高效、低成本地抑制真菌，延長其貨架期，保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量。霉菌和酵母菌是導(dǎo)致果蔬汁變質(zhì)的主要菌類，添加那他霉素可以有效防止因真菌而引起的變質(zhì)。在肉類保鮮方面可采用浸泡或噴涂肉類食品來達到防止霉菌生長的目的。那他霉素在罐裝食品、啤酒釀造、方便食品、焙烤類食品等許多領(lǐng)域

27、也具有良好的應(yīng)用前景。3.2.3 泰樂菌素（Tylosin）由鏈霉菌產(chǎn)生的泰樂菌素是一種大環(huán)內(nèi)酯化合物，抑菌作用與Nisin類似。其作用機制是抑制細菌的蛋白質(zhì)合成，它能結(jié)合于核糖體50S亞基上，抑制氨酰tRNA-的氨酰末端的結(jié)合以及抑制mRNA-氨酰-tRNA-核糖的復(fù)合物的形成9。3.2.4 聚溶素（Poly-lysin）白鏈霉菌產(chǎn)生的聚溶素是由賴氨酸縮合而成的多肽，熱穩(wěn)定性好，加熱100，10min或120，20min仍有抑制微生物的效果，一般它與甘氨酸、醋酸鈉、乙醇、溶菌酶等輔助劑合用。能夠抑制革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌及酵母菌，但對霉菌無作用10。另外，由鏈霉菌產(chǎn)生的幾丁質(zhì)酶對真菌具有

28、強烈的抑制作用，且具有一定廣譜性11。3.4 霉菌素紅曲霉能產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì)Monascidin A，主要作用于細菌，對霉菌、酵母的抑制作用很弱。Blanc等13研究證明一些紅曲霉菌產(chǎn)生的抑菌物Monascidin A就是桔霉素（Citrinin）。桔霉素有良好的抑菌性，能抑制細菌，尤其是革蘭氏陽性菌，對革蘭氏陰性菌抑制較弱。能抗某些真菌和原生動物，但由于桔霉素具有的腎毒性和潛在的致畸性，會對人體產(chǎn)生一定的危害。通過對紫色紅曲霉（M. purpureus）研究證實，其所產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)中部分是色素物質(zhì)，研究表明它可以對蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母、霉?fàn)顥U菌、枯草桿菌、熒光假單孢菌有

29、強烈的抑菌作用，Nisin與山梨酸鉀聯(lián)用可抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的生長。用紫紅曲菌株提取不含Citrinin的物質(zhì)，也具有明顯的抑菌作用。由此推測除了Citrinin外可能還存在其他抑菌物質(zhì)。 從巨曲霉中分離出來的小分子量堿性蛋白質(zhì)，對絲狀真菌生長具有抑制作用，這種蛋白質(zhì)含58個氨基酸殘基，其中8個半胱氨酸殘基全部用于構(gòu)成二硫鍵，使細胞中巰基失活14。某些根霉能產(chǎn)生一種對芽孢菌屬細菌有獨特抑制作用的堿性多肽抗生物質(zhì)，該物質(zhì)可抑制食品、發(fā)酵工業(yè)中常見的枯草芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌等污染菌。同時對其它革蘭氏陽性菌也有抑制作用，在干香腸表面接種沙門柏干酪青霉，能夠抑制產(chǎn)真菌毒素的霉菌生長。3.5 抗生素

30、類（Antibacterial）抗生素是微生物（細菌、真菌、放線菌等）在代謝過程中產(chǎn)生的、在低濃度下就能抑制其它微生物的生長和活動，甚至殺死微生物的一類小分子蛋白質(zhì)?？股嘏c細菌素的區(qū)別主要基于它們合成、作用方式、抗菌譜及毒理、抗藥性、機制之間的不同。在食品工業(yè)中常用的抗生素是廣譜抗生素，例如四環(huán)素對廣范圍內(nèi)的革蘭氏陰性菌及革蘭氏陽性菌具有抑制作用。如何選擇合適的抗生素取決于所要控制的腐敗菌的種類、在食品的pH范圍的抗生素的穩(wěn)定性及可信性、熱穩(wěn)定性及毒性等。在肉品加工中可用Nisin、枯草桿菌素、塔羅素等防腐。通過應(yīng)用抗生素，新鮮的磨成粉末的肉（例如豬肉腸）的貯藏期可延長至原來的23倍。3.6

31、 曲酸（Kojicacid）曲酸是微生物好氧發(fā)酵的一種具有抗菌作用的有機酸，曲酸具有抗菌作用、抗氧化作用、護色作用以及安全無毒性的優(yōu)點，使之成為一種新型食品，在食品的防腐、果蔬保鮮、肉制品與水產(chǎn)品的護色保鮮方面有廣闊的應(yīng)用?？蓮V泛應(yīng)用于肉食的護色、防止熏制品的致癌物的形成以及果蔬保鮮、生食品的殺菌防腐等。3.7 魚精蛋白魚精蛋白是在魚類精子細胞中發(fā)現(xiàn)的一種細小而簡單的堿性球形蛋白質(zhì),魚精蛋白具有廣譜抑菌活性，能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣型芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、胚芽乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌等的生長17。研究發(fā)現(xiàn)，魚精蛋白可與細胞膜中某些涉及營養(yǎng)合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)作用，使這些蛋白的功能受

32、損，從而抑制細胞的新陳代謝而使細胞死亡18。在牛奶、雞蛋、布丁中加入魚精蛋白可延長其保存期。魚精蛋白與其它天然添加劑配合使用，抗菌效果更為顯著,適用的食品防腐范圍也更廣5。第4章生物殺菌素在食品中的具體應(yīng)用4.1乳酸菌用于肉制品的防腐 由Ch :HansenA/s公司研制的生物防腐劑品種，是由乳酸菌屬Lactobacillusaljocntari菌株制備而成的高濃縮冷凍干粉，已經(jīng)證實對真空包裝和氣調(diào)包裝的肉制品。具有非常理想的防腐功能。這種菌株是不產(chǎn)氣的，而且在2下也能生長，添加分量只需為l06107細胞/克肉，已能有效抑制存在于冷藏肉制品中的適冷菌叢。雖然這種生物防腐劑會對葡萄糖和蔗糖產(chǎn)生發(fā)

33、酵作用，但它在低溫下只會產(chǎn)生少量由于這種乳酸菌菌的乳酸，所以并不會使肉變酸而影響產(chǎn)株不能耐受高溫蒸品的質(zhì)量。與此同時，其有限的蛋白水煮，亦能保證肉制品的感觀完成熱處理后才能質(zhì)量不會受到嚴(yán)重的影響。另外，Lactobacillus alimentarius 菌株不會產(chǎn)研究結(jié)果生過氧化氫，而研究也沒有發(fā)現(xiàn)殺在整個研究細菌素的存在。Ch Hansen A/S公司Lone Anderson研究得出結(jié)論：在熟肉或生肉制品中添加精選、濃縮的起子菌種作為生物防腐劑，毋須采用化學(xué)防腐劑或?qū)θ馐尺M行過度的加熱處理，已能為產(chǎn)品帶來一種附加的安全性。配合良好的生產(chǎn)操作規(guī)程，包括正確的貯藏和流通方法，更能提高食品的微

34、生物安全性，改進食品的質(zhì)量。而且乳酸菌是一般公認安全(GRAS)的生物，已得到大多數(shù)歐洲國家的普遍使用6。4.2Nisin在食品防腐中的應(yīng)用 (l)在肉制品中的應(yīng)用肉制品的主要污染菌是G+菌，而Nisin作為G+菌的抑制劑，廣泛的應(yīng)用在肉類加工中。R即man等(1981)提出，Nisin可作為腌制肉制品中的硝酸鹽的替代劑或佐劑，以減少或避免亞硝胺類物質(zhì)對人體健康的威脅。如在煙熏火腿時，加人3000IU/mL的Nisin，37CC能放56天不變質(zhì)，使硝酸鹽的使用量由原來的150PPm減為40PPm，同時也能抑制其中雜菌的生長。GracielaM等(1991)研究發(fā)現(xiàn)，在香腸中添加乳酸菌發(fā)酵劑，能

35、抑抑制乳桿菌、李斯特菌、金黃色葡萄球菌和廣泛的G+菌的生長繁殖，生產(chǎn)出高質(zhì)量耐保藏的人工發(fā)酵香腸。袁秋萍認為從生產(chǎn)成本和防腐效果考慮Niain在香腸中的適宜添加量為0·3g/kg0。7(2)在乳及乳制品中的應(yīng)用對于乳制品，常采用巴氏消毒法，其中仍存在肉毒梭菌，貯存中會88產(chǎn)生一定毒素。Taraka等(1986)研究表明，在經(jīng)巴氏處理后的干酪中，加人500一loo0IU/mLNisin能抑制肉毒梭菌的生長和毒素的產(chǎn)生，同時還能降低食鹽和磷酸鹽的用量。Shehata等研究表明，將少量的Nisin添加于奶油巧克力生產(chǎn)中，能降低能耗，延長貨架期。在新鮮奶中加人Nisin30一50IU/mL，

36、通常35可使其貨架期延長一倍8;罐裝煉乳中添加50一loolu/mL的Nisin能減少10min滅菌時間。UHT奶中添加20IU/mL的Nisin能完全抑制滅菌乳中的嗜熱細胞菌芽抱的生長;在冷凍乳類甜點食品中添加50一looIU/mL的Nisin后，可延長其貨架期4一6倍8。(3)在酸性罐頭中的應(yīng)用由于Nisin在酸性條件下穩(wěn)定性、抑菌性好，所以很適用于酸性罐頭食品的防腐。使用100一ZooIU/mLNisin能有效阻止抗熱微生物的生長繁殖，降低殺菌溫度和縮短殺菌時間，減少能耗，同時保證酸性罐頭食品的營養(yǎng)、風(fēng)味和外觀。(4)在啤酒釀造中的應(yīng)用乳酸桿菌和啤酒片球菌是啤酒釀造中的常見污染菌，污染后

37、的啤酒產(chǎn)生渾濁、變酸、發(fā)粘等。利用Nisin的抗菌活性，ogdenK(1985)實驗得出，只需在啤酒中加人1000IU/mLNisin，則可除去雜菌，延長貨架期，降低巴氏消毒的強度，增強啤酒的品質(zhì)和風(fēng)味。Ra-血F(1981)也曾報道，把Nisin應(yīng)用于白酒釀造中，有效的阻礙了腸膜狀明串珠菌、啤酒片球菌和乳酸桿菌的生長，防止了雜菌的污染9。為了能提高葡萄酒的穩(wěn)定性，建議向1000L葡萄汁中添加30一509Nisin，預(yù)先經(jīng)充分?jǐn)嚢?，將它溶解于少量的果汁?。(5)方便食品中的應(yīng)用方便食品，如色拉醬、冷盤、面點和湯類食品的防腐，添加少量的Niain能有效的抑制因酵母菌、細菌的生長造成的腐敗變質(zhì)，

38、與原先使用的化學(xué)防腐劑山梨酸鹽等具有同樣的防腐效果，且能使鹽濃度下降為7%一9%。4.3溶菌酶在食品防腐中的應(yīng)用有關(guān)溶菌酶的研究報道諸多，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品保鮮、防腐。溶菌酶由球孢鏈霉菌產(chǎn)生，是一種專門作用于微生物細胞壁的水解酶。溶菌酶作為食品防腐劑常在清酒、干酪、香腸、奶油、糕點、生面條、飲料等食品的加工中使用。日本發(fā)現(xiàn)一種溶菌酶,作為防腐劑用于各類食品,保鮮時間比常規(guī)防腐劑延長3倍7。溶菌酶與酒、植酸、聚合磷酸鹽、甘氨酸等其他抗菌物質(zhì)配合使用可大大提高其防腐效果,其中與甘氨酸配合使用的溶菌酶制劑已應(yīng)用于面類、水產(chǎn)、熟食品、冰淇淋和色拉等食品的防腐。(1)肉制品中的應(yīng)用將0.05%的溶菌酶直

39、接噴灑在水產(chǎn)制品、香腸等肉制品上，可起到防腐、延長貨架期的作用。以前常用的冰凍或鹽腌法對魚、蝦等進行保鮮，現(xiàn)在改用溶菌酶能起到好的效果，如一些生鮮海產(chǎn)品在0.05%的溶菌酶和3%NaCI液中浸5分鐘，瀝去水分，進行常溫或冷凍貯藏能延長貯藏期。(2)乳制品中的應(yīng)用在鮮奶或奶粉中加人一定量溶菌酶，可達到強化目的，使牛乳人乳化(鮮牛乳中含溶菌酶13mg/100ml，人乳含40mg/ml)，有利于嬰幼兒腸道細菌正?；?。另將溶菌酶加人干酪中，可防止微生物污染而引起酪酸發(fā)酵。(3)低濃度酒的防腐在清酒(含酒精15%-17%)中加入15m/kg的溶菌酶，即可防止一種稱為火落菌的乳酸菌生長，起到良好的防腐效果

40、，以減少過去添加水楊酸作防腐劑給人體帶來毒性作用z。此外，溶菌酶也廣泛用于料酒和糕點及飲料中起防腐作用。4.4Natamycin加在食品中的應(yīng)用添加5一10mg/kg的Natamyein于酸奶中能有效抑制真菌，延長酸奶的貨架期4周以上川。霉菌和酵母菌是導(dǎo)致果蔬汁變質(zhì)的主要菌類，在一定溫度下，添加最低有效濃度為1.25一2.5m/kg的Natamycin可防止果蔬汁的變質(zhì)。對于肉制品，每平方厘米4微克的Natamycin可達到安全有效抑制霉菌的作用。一般將Natamyein配成150-300mg/kg的懸浮液對肉制品的表面浸泡和噴涂，可達到有效抑菌，將此濃度的Natamycin噴灑在月餅、面包等

41、表面，同樣能防止霉變第5章新型食品生物殺菌素5.1腸球菌腸球菌屬是地中海國傳統(tǒng)干酪的生產(chǎn)菌種之一。腸球菌作為一種食品常見的乳酸菌，在肉制品和其他發(fā)酵食品中也能起到重要作用。腸球菌素具有廣譜的抗菌作用。特別是能抑制單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、大腸桿菌等食品中的常見致病菌和腐敗菌。其中研究最為廣泛的是Enterocin AS-48，添加到煉乳和新鮮干酪中能明顯抑制金黃色葡萄球菌的生長繁殖。此外，還研究在火腿、香腸、米飯制品、果汁、水果和蔬菜罐頭對單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌以及酸點脂環(huán)酸桿菌等常見食品致病菌即腐敗菌。但同時它是一種條件致病菌，其安全性使其成為食品工業(yè)

42、中的首要問題。目前，腸球菌素在食品保鮮中的應(yīng)用主要是針對特定的小環(huán)境中的抑制某種致病菌和腐敗菌進行研究的，有很大的局限性。由于食品基質(zhì)和環(huán)境以及其他物質(zhì)等因素對防腐效果的影響。因此，尚待系統(tǒng)的研究食品基質(zhì)和理化環(huán)境，微生物菌群以及其他添加物對腸球菌素的抑制效果影響，從而為將來腸球菌素作為新型生物防腐劑用于食品防腐奠定基礎(chǔ)。5.2苦瓜水提物苦瓜是一種食藥兩用的天然植物。已有嚴(yán)峻表明?？喙咸崛∫簩?1種165株革蘭氏陽性球菌、革蘭氏陰性桿菌具有抑菌作用，并且對肉類食品具有抑菌防腐作用，說明苦瓜是一種良好的天然廣譜抑菌劑。而最新研究食用表明，苦瓜水提物對金黃色葡萄球菌。沙門氏菌、枯草桿菌、大腸桿菌等

43、受試細菌有良好的抑菌作用，尤其對金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等致病菌具有顯著的抑制效果。而且對受試霉菌米曲菌、黑曲霉和桔青霉以及受試酵母啤酒酵母、粘紅酵母和假絲酵母顯示了較弱的抑制作用。5.4大蒜素 在食品防腐保鮮方面，1988年日本學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，大蒜對幾十種食品衛(wèi)生和食品腐敗細菌有較強的抑制和殺滅作用，且具有較寬的抗菌譜;有報道，山碴經(jīng)5% ,10%和15%大蒜浸提液處理，其好果率均顯著高于對照組，其中以10%濃度經(jīng)5 15S處理最好;大蒜可延長肉類食品的保鮮期，宰前注射10%大蒜注射液，能延長雞胭體保鮮期;大蒜提取液對魚肉中的腸炎弧菌有抗菌作用，且抗菌活性隨濃度增高而增強;5%蒜液保鮮劑用浸漬

44、法在26可延長鮮肉貨架保鮮期，4 0C條件下，貨架期從lOd延長至20d;陳雄等用水蒸汽蒸餾得到的大蒜油樣品配制不同濃度對比溶液，分別對金黃色葡萄球菌物寒沙門氏菌變性桿菌大腸桿菌肉毒梭菌黃曲霉黑曲霉產(chǎn)阮假絲酵母、啤酒酵母進行最低抑菌和殺菌濃度測定實驗。在供試菌種作斜面活化后，把配制好的菌懸液加入至不同濃度的大蒜油樣品中，分別在適宜濃度下培養(yǎng)，得到大蒜油對以上各種微生物的最低抑菌濃度(MIO，大都在10 3一 10 41ag/ mL，最低殺菌濃度(M BC)也大都在10 3一10 4叼mL，證明大蒜油對很多污染食品的微生物都有抑菌和殺菌作用ls ,馮德明等采用乙醇溶液浸出法提取大蒜素，并通過硝酸汞沉淀法測其濃度，之后應(yīng)用不同濃度大蒜素對白豆腐片進行時間不等的浸漬，再置于25士1 C恒溫箱中貯藏，結(jié)果表明，使用濃度約為0. 1郭100mL的大蒜素酒精提