摘要：乳酸鏈球菌素(NISIN)是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。本文簡(jiǎn)要介紹乳酸鏈球菌素的特性、優(yōu)越性、抑菌機(jī)理、抑菌效用以及在肉制品中的應(yīng)用，表明乳酸鏈球菌素是理想的食品防腐劑。

關(guān)鍵詞：乳酸鏈球菌素；特性；抑菌；肉制品；應(yīng)用

前言：肉制品由于營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特而一直受到人們的喜愛，同時(shí)因其有較高的營(yíng)養(yǎng)成分，為各種微生物的生長(zhǎng)提供了一個(gè)良好的場(chǎng)所，從而導(dǎo)致肉品容易腐敗，貨架期縮短。為了達(dá)到更長(zhǎng)的貨架期，有必要在肉制品中適當(dāng)添加一些防腐保鮮劑。隨著人們生活水平的提高和對(duì)食品安全意識(shí)的增加，肉制品中的防腐劑也必然將向天然、綠色的方向發(fā)展。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，利用動(dòng)植物或微生物的代謝產(chǎn)物等為原料經(jīng)提取、酶法轉(zhuǎn)化或者發(fā)酵等技術(shù)生產(chǎn)的天然生物性食品防腐劑逐漸受到人們的重視[1]。乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種高效、無毒的天然防腐劑，也是唯一一種可作為防腐劑應(yīng)用于食品的細(xì)菌素。目前，已有包括中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)在內(nèi)的50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)將其作為一種天然食品防腐劑使用。

1、乳酸鏈球菌素簡(jiǎn)介

乳酸鏈球菌素也稱乳鏈菌肽或尼生素，是從乳酸乳球菌乳酸亞種一些菌株產(chǎn)生的一種細(xì)菌素，首次發(fā)現(xiàn)于1928年[2]。Nisin為白或略帶黃色的結(jié)晶粉末或顆粒，其相對(duì)分子質(zhì)量為3510，活性形式常是二聚體或四聚體，它是由34個(gè)氨基酸殘基組成的多肽，該多肽由羊毛硫氨酸、β–甲基羊毛硫氨酸、脫氫丙氨酸及β–甲基脫氫丙氨酸等不常見的氨基酸組成。到目前為止，我們發(fā)現(xiàn)Nisin的種類共有A/B/C/D/E和Z六種，對(duì)NisinA和NisinZ研究較多，二者的區(qū)別僅在于A的第27位氨基酸為組氨酸，而Z的第27位氨基酸為天冬氨酸，其抗菌特性幾乎無差別[3]。

2、 乳酸鏈球菌素的特性

2.1溶解性

Nisin是一種白色或灰白色的固體粉末，使用時(shí)需溶于水或液體中，它的溶解度主要取決于溶液pH值，在水中的溶解度隨pH下降而升高,即pH在5.0時(shí)溶解度為4g/100ml，pH在2.5時(shí)溶解度為12g/100ml，pH等于或大于7.0時(shí)溶解度約為0，幾乎不溶解，產(chǎn)品中由于含有乳蛋白，其水溶液呈輕微的混濁。所以在應(yīng)用時(shí)，一般先用鹽酸溶解后再加入到食品中。

2.2穩(wěn)定性

Nisin的穩(wěn)定性主要取決于溫度，pH值，基質(zhì)等因素，Nisin在酸性條件下呈現(xiàn)最大的穩(wěn)定性，其熱穩(wěn)定性隨著pH的增加而減弱[2]。當(dāng)Nisin溶于pH=3的稀鹽酸中，經(jīng)121℃、15min高壓滅菌，仍能保持100%的活性。當(dāng)pH超過4時(shí)，特別是加熱條件下，它在水溶液中的分解速度加快，活力降低；在pH等于5.0時(shí)，滅菌后喪失40%活力；pH等于6.8時(shí)，滅菌后喪失90%活力。但在乳酸鏈球菌素加入食品后，由于受到牛奶、肉湯等中的蛋白質(zhì)大分子的保護(hù)，其穩(wěn)定性將大大的提高。

3、乳酸鏈球菌素的優(yōu)越性

3.1高效抑菌

Nisin不抑制革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌，專抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是細(xì)菌芽孢。如對(duì)金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、肉毒梭菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌以及利斯特氏菌等多種腐敗菌和食物病原菌有強(qiáng)烈的抑制作用。只要在食品中添加Nisin就可對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌具有強(qiáng)烈的抗菌活性，它與其他防腐劑聯(lián)合使用能增強(qiáng)其抑菌作用，獲得較寬的抑菌譜，如乳酸和Nisin合用能抑制肉中的金黃色葡萄球菌和沙門氏菌。Nisin和螯合劑合用時(shí)能有效地減少革蘭氏陰性菌的數(shù)量，如Nisin與檸檬酸鹽、磷酸鹽合用也能提高其對(duì)革蘭氏陰性菌的抑菌效果。

3.2安全性高

Nisin是乳中存在的一種天然成分，千百年來被人們食用未見毒性問題，其生產(chǎn)菌種從奶中分離，采用發(fā)酵方法獲得產(chǎn)物，物理方法提取，沒有化學(xué)反應(yīng)過程。乳酸鏈球菌素對(duì)蛋白酶特別敏感，進(jìn)入人體后可被消化道α­-胰凝聚蛋白酶降解為多種氨基酸，可吸收，無殘留，不產(chǎn)生抗藥性，不影響人體益生菌，與其它抗生素不產(chǎn)生交叉抗性。研究證明Nisin是安全的，LD50為7000mg屬實(shí)際無毒級(jí)。1992年3月，我國(guó)衛(wèi)生部在批準(zhǔn)實(shí)施的文件中就明確指出：“可以科學(xué)的認(rèn)為乳酸鏈球菌素作為食品保藏劑是安全的[ 4 ]。”

4、乳酸鏈球菌素的抑菌機(jī)理

目前對(duì)Nisin的抑菌機(jī)理尚不完全清楚，人們普遍認(rèn)為Nisin的作用機(jī)理類似于陽(yáng)離子表面活性劑，影響細(xì)菌胞膜以及抑制革蘭氏陽(yáng)性菌胞壁的形成?？锥礄C(jī)制和共價(jià)修飾機(jī)制學(xué)說是解釋Nisin抑菌機(jī)理的兩種重要學(xué)說。

孔洞機(jī)制學(xué)說認(rèn)為，Nisin的抑菌作用分兩步完成。第一步是乳酸菌素吸附于敏感細(xì)胞表面上。Nisin是一個(gè)疏水、帶正電荷的小肽，它作用于革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁上帶負(fù)電荷的陰離子如磷壁酸、糖醛酸、酸性多糖、磷脂。第二步是與細(xì)胞膜結(jié)合形成管狀結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞膜的滲漏，導(dǎo)致小分子量的細(xì)胞成分如氫離子、鉀離子、氨基酸、核苷酸(ATP/ADP)等物質(zhì)迅速流出，引起膜內(nèi)外能差的消失，并對(duì)DNA、RNA蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)的生物合成產(chǎn)生抑制作用，從而起到抑菌的作用[5]。

共價(jià)修飾機(jī)制學(xué)說認(rèn)為Nisin的活性位點(diǎn)（脫水丙氨酸和脫水丁氨酸）與靶細(xì)胞膜的-SH發(fā)生反應(yīng)，從而改變細(xì)胞膜的性質(zhì)，導(dǎo)致靶細(xì)胞的死亡。

5、Nisin在肉制品中的應(yīng)用

Nisin很早就已在國(guó)外應(yīng)用于肉制品中，并廣泛應(yīng)用于肉類、魚類的防腐保鮮。據(jù)研究，在不影響香腸、火腿色澤和防腐效果的情況下加入乳酸鏈球菌素，可使亞硝酸鹽含量明顯降低。在魚類防腐方面，乳酸鏈球菌素還具有延遲熏制魚中存在的肉毒梭菌芽孢毒素形成的作用。Rayman(1981)發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽同乳酸鏈球菌素結(jié)合使用具有協(xié)同作用，Nisin可作為一種有效的替代物，減少火腿中發(fā)色劑的用量。Nisin能有效控制肉制品中微生物的生長(zhǎng)，尤其是抑制產(chǎn)生毒素的肉毒梭狀芽孢桿菌的活性，并且Nisin本身呈酸性，能降低周圍介質(zhì)的pH值，因而能降低殘留的亞硝酸鹽含量，減少亞硝胺的形成。另外，在加工過程中，過分的熱處理會(huì)明顯改變?nèi)庵破返馁|(zhì)地及外觀，加入Nisin后僅需45%的熱處理即可延長(zhǎng)其貯存期。Nisin在我國(guó)肉制品的應(yīng)用僅限于研究階段。

5.1在香腸中應(yīng)用

在傳統(tǒng)的香腸生產(chǎn)中，普遍使用亞硝酸鹽等發(fā)色劑進(jìn)行發(fā)色并抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的生長(zhǎng)，隨后亞硝酸鹽與肉毒素反應(yīng)產(chǎn)生腌制紅色和腌制風(fēng)味。當(dāng)人們食用香腸的同時(shí)，也食用一定量的亞硝酸鹽，與體內(nèi)的胺類物質(zhì)作用生成一種強(qiáng)烈的致癌物質(zhì)--亞硝胺化合物，若添加Nisin到香腸中可降低亞硝酸鹽的用量，又能有效地延長(zhǎng)香腸的保質(zhì)期。據(jù)袁秋萍的試驗(yàn)表明，按傳統(tǒng)工藝制作的香腸，亞硝酸鹽的添加量為0.15g/kg，經(jīng)檢測(cè)菌落總數(shù)為12000個(gè)/g，若添加0.2g/kg Nisin，亞硝酸鹽的添加量減少到0.04g/kg，則香腸中的菌落總數(shù)降低到3200個(gè)/g，抑菌效果明顯，而且香腸的色、香、味與傳統(tǒng)的比較，沒有明顯的區(qū)別[6]。

5.2在豬肉絲中的應(yīng)用

目前，在豬肉絲等肉干制品的生產(chǎn)中，普遍使用山梨酸鉀作為防腐劑，由于山梨酸鉀適用于pH5.5以下的食品防腐，而肉類制品是中性食品，因此山梨酸鉀對(duì)肉類制品的防腐效果不甚理想。袁秋萍采用乳酸鏈球菌素代替山梨酸鉀進(jìn)行試驗(yàn)，添加量為0.4 g/kg時(shí)，所有稀釋度均無菌落生長(zhǎng)[6]，這說明革蘭氏陰性菌在煮制、加料燒干及烘培等工序中已被完全殺滅，受到熱損傷的耐熱芽孢桿菌此時(shí)也基本上完全被控制，其抑菌效果明顯優(yōu)于山梨酸鉀，在口感上，添加Nisin的樣品口味純正，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

5.3在烤肉中的應(yīng)用

焦曉霞為了適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)烤肉的貨架期，考慮在烤肉中添加適量的Nisin，進(jìn)行了大量試驗(yàn)。在其方案一中，Nisin的抑菌效果并不理想，樣品在28℃恒溫保存5-6d，就發(fā)生了質(zhì)變酸??；在方案二中，另加入了0.04%的山梨酸，效果比空白實(shí)驗(yàn)的保質(zhì)期延長(zhǎng)了一星期之久；在方案三中，找出了一種更有效便捷的添加方式，保質(zhì)期得到了大大的延長(zhǎng)。因此，從她的實(shí)驗(yàn)來看，在烤肉中添加適量的Nisin對(duì)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期確實(shí)起到了一定作用，產(chǎn)品的保質(zhì)期可以從28℃的4