1、 南通農業職業技術學院 畢業論文（設計）課題名稱生物防腐劑在食品工業中的應用專 業名稱食品營養與檢測班級營養3122學號22姓名張艷指導老師2014年 5 月 26 日 生物防腐劑在食品工業中的應用摘要本論文介紹了目前應用較多的微生物防腐劑乳鏈球菌素、溶菌酶及那他霉素的抗菌機理、抗菌譜及其在食品工業中的應用情況，討論了微生物防腐和保鮮劑的研究進展，并對其發展趨勢進行了展望。關鍵詞 生物防腐劑 食品工業 應用 Application of biological preservatives in food industryIn this paperThis paper introduces the

2、 application of the microbial preservative Streptococcus lactis used peptide, lysozyme and natamycin antibacterial mechanism, antibacterial spectrum and in the food industry, discussed the research progress of microbial preservative and antistaling agent, and the trend of development in the future.K

3、eyword Biological preservatives The food industry The food industry 目 錄1 引言12 生物防腐劑及其特性2 2.1 細菌素22.1.1 Nisin的結構特點22.1.2 Nisin的理化性質22.1.3 Nisin的抑菌性3 2.2 那他霉素32.2.1 理化特性32.2.2 抑菌特性4 2.3 溶菌酶4 2.4 泰樂菌素4 2.5 聚溶素4 2.6 酵母菌嗜殺毒素5 2.7 霉菌素5 2.8 食用菌53 生物防腐劑在食品工業中的應用5 3.1 Nisin的應用5 3.2 Nisin溶菌酶在食品防腐中的應用6 3.3 Nat

4、amycin在食品中的應用6全文結論7致謝8參考文獻9第 9 頁 共 16 頁南通農業職業技術學院學生畢業論文張艷：生物防腐劑在食品工業中的應用第 9 頁 共 16 頁1 引言隨著食品工業的發展，利用安全高效生物防腐劑替代化學防腐劑，在食品加工中采用廣譜、高效、低毒乃至無毒、純天然的食品防腐劑、保鮮劑已成為一種趨勢。由于微生物除了種類多、數量大、分布廣外，還有生長繁殖快、容易培養、生理代謝類型和代謝產物多樣性、生產周期短和產量高發酵產品成本低等許多獨特的優點，因此通過微生物制造天然防腐劑是一個極具開發潛力的領域。利用微生物之間的寄生、頡頏作用，是生物防治的理論基礎，它比化學藥劑處理更安全、有效

5、細菌素是細菌代謝產生的一類多肽蛋白質類物質，經驗證它對某些細菌殺傷力很強，而對其它細菌無破壞作用。2 生物防腐劑及其特性 2.1細菌素細菌素（bacteriocin）是由細菌產生的有殺菌或抑菌作用的物質。主要含有具生物活性的蛋白質部分，對同種近緣菌株呈現狹窄的活性抑制譜，附著在敏感細胞特異性受點上。細菌素的產生和寄主細胞對細菌素的免疫性都由質粒控制。細菌產生細菌素是細胞的致死過程。致死物質按其性質可分為兩類，一類是低分子量的蛋白質或肽，很難在電子顯微鏡下觀察到這類物質的結構，對胰蛋白酶多不穩定；另一類是具有復雜結構的蛋白質顆粒，有噬菌體部分形態結構，易于在電子顯微鏡下觀察，對胰蛋白酶穩定。 2

6、.1.1Nisin的結構特點Nisin是由34個氨基酸組成，分子式是C143H228O37N42S7 ，分子量為3354.07 g/mol。Nisin分子結構中包含5種稀有氨基酸即ABA、DHA、DHB、ALA-S-ALA和ALA-S-ABA,它們通過硫醚鍵形成五個內環,其活性分子常為二聚體或四聚體。經過幾十年的研究,人們已發現Nisin分子有6種類型,它們分別是A、B、C、D、E、Z,其中以NisinA和Z兩種類型的研究最為活躍。NisinA與NisinZ的差異僅在于氨基酸順序上第27位氨基酸的種類不同。NisinA是組氨酸(His),而NisinZ是天門冬酰胺(Asn)。資料表明,同樣濃度

7、下NisinZ的溶解度和抗菌能力都比NisinA強。 2.1.2 Nisin的理化性質Nisin是一種固體粉末，使用時需溶于水或液體中，且于不同pH值下溶解度也不同。如在一般水中（pH=7）溶解度為49mg Nisin / ml；若在0.02M HCl中，溶解度增加為118mg Nisin / ml。Nisin是一種多肽物質，是一種天然防腐劑、抑菌劑，食用后在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸。它不會改變腸道內的正常菌群，不會引起抗藥性問題，亦不會與其它抗生素出現交叉抗性，各國毒理學試驗證明YP-1000 Nisin是安全、無毒副作用的。 2.1.3 Nisin的抑菌性 Nisin能有效地殺

8、死或抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽性菌，如乳酸桿菌、肉毒桿菌、葡萄球菌、李斯特菌、耐熱腐敗菌、棒桿菌、小球菌、明串球菌、分枝桿菌等。特別是對產生孢子的細菌，如芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、嗜熱芽孢桿菌、致死肉毒芽孢桿菌、細菌孢子等有很強的抑制作用。在特定條件下，如較酸性條件，YP-1000 Nisin乳酸鏈球菌素也能殺滅革蘭氏陰性菌及其它菌。通常，產芽孢的細菌耐熱性很強，如采用135、2秒鐘超高溫瞬時滅菌，非芽孢細菌的死亡率為100%，芽孢細菌的死亡率為90%，還有10%的芽孢細菌不能殺滅。若添加2-4 ppm Nisin或0.5-80 ppm Nisin就可完全抑制芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌孢子的發芽和繁

9、殖。 2.2 那他霉素 2.2.1 理化特性近白色或奶油黃色結晶粉末。是一種無臭、無味，低劑量且安全性高的食品防腐劑。分子結構：多烯烴大環內酯，四烯系統是全順式，內酯環上C3C9部位是半縮醛結構，含有一個糖苷鍵連接的碳水化合物基團，即氨基二脫氧甘露糖電離常數：納他霉素屬于兩性物質，pKa值為4.6和8.35，其等電點為6.5熔點：280溶解度：微溶于水，難溶于大部分有機溶劑。室溫下水中溶解度為30100mg/L。pH低于3或高于9時，其溶解度會有提高，但會降低納他霉素的穩定性。納他霉素(Natamycin)是一種由鏈霉菌發酵產生的天然抗真菌化合物，屬于多烯大環內酯類，既可以廣泛有效的抑制各種霉

10、菌、酵母菌的生長，又能抑制真菌毒素的產生, 可廣泛用于食品防腐保鮮以及抗真菌治療。納他霉素對細菌沒有抑制作用，因此它不影響酸奶、奶酪、生火腿、干香腸的自然成熟過程。 2.2.2 抑菌特性納他霉素是一種天然、廣譜、高效安全的酵母菌及霉菌等絲狀真菌抑制劑，它不僅能夠抑制真菌，還能防止真菌毒素的產生。納他霉素對人體無害，很難被人體消化道吸收，而且微生物很難對其產生抗性，同時因為其溶解度很低等特點，通常用于食品的表面防腐。 2.3 溶菌酶溶菌酶（lysozyme）又稱胞壁質酶（muramidase）或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶（N-acetylmuramide glycanohydrlase），是一種能

11、水解致病菌中黏多糖的堿性酶。主要通過破壞細胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之間的-1,4糖苷鍵，使細胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，導致細胞壁破裂內容物逸出而使細菌溶解。溶菌酶還可與帶負電荷的病毒蛋白直接結合，與DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復鹽，使病毒失活。因此，該酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。 2.4 泰樂菌素泰樂菌素(Tylosin)，亦稱泰農、泰樂霉素，是美國于1959年從弗氏鏈霉菌(Streptomyces fradiae)的培養液中獲得的一種大環內酯類抗生素。泰樂菌素為一種白色板狀結晶，微溶于水，呈堿性。產品有酒石酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽及乳酸鹽，易溶于水。其水溶液

12、在25、pH5.57.5時可保存3個月，但是若水溶液中含有鐵、銅等金屬離子時，會使本品失效。 2.5 聚溶素聚溶素由白鏈霉菌產生，是由賴氨酸縮合而成的多肽，它的熱穩定性好，加熱100100min或12020min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G+菌、G- 菌及酵母菌，但對霉菌無。另外，由鏈霉菌產生的幾丁質酶對真菌具作用有強烈的抑制作用，且具有一定的光譜性。 2.6 酵母菌嗜殺毒素在1983年就有人從釀酒酵母中首次發現了有殺菌作用的活性物質，以后又發現假絲酵母屬、克魯維氏酵母屬等也能分泌殺菌物質，把這類物質叫嗜殺毒素。它們都具如下特征：擁有蛋白質

13、組分，較低的最佳pH值，35以上就被鈍化。研究較多的是來自釀酒酵母的K1毒素，其對細胞的作用過程為：首先吸附在酵母細胞壁的1，6D 葡聚糖受體上，之后，經過耗能過程把K1毒素轉移到細胞膜上，形成陽離子通道，使細胞質酸化和K+泄露，最后使細胞死亡。嗜殺毒素可以抑制或殺死發酵過程的污染酵母、同族及親緣酵母 。 2.7 霉菌素最初由真菌中提取頭孢子菌頭孢菌素是臨床上廣泛使用的一類抗生素。有時根據化學結構分為頭孢菌素和頭霉菌素,其中的第一代頭孢菌素又稱為先鋒霉素。這類抗生素通過破壞細菌細胞壁的合成導致細菌死亡,殺菌作用強,常用于治療各種細菌感染。 2.8 食用菌人們對部分食（藥）用菌的子實體、菌絲體或

14、發酵液進行抑菌實驗，結果表明 這些菌的代謝產。物對某些食品腐敗菌具有抑制作用。3 生物防腐劑在食品工業中的應用 3.1 Nisin的應用微生物食品防腐劑不含任何非天然物質，對人體健康無毒害作用，在食品中添加定量微生物素，不但對食品的色、香、味、口感等無副作用，而且有助于改進食品的營養價值。目前應用較多的是、溶菌酶和 等。 能有效地抑制許多 菌，如金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、李斯特菌的生長與繁殖。尤其對 菌，如枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌等有很強的抑制作用，廣泛用于乳制品、罐藏蛋白食品和肉制品的防腐、保鮮當中。 3.2 Nisin溶菌酶在食品防腐中的應用低溫肉制品，由于保持了鮮肉原有的組織結構

15、和天然成分，營養物質破壞很少，并且口感鮮嫩，營養豐富，因此獲得了廣大消費者的青睞。但由于肉類冷藏的溫度，并不能徹底殺死微生物或抑制其生長繁殖，因此低溫肉制品保鮮期短，貨架期短，不能滿足消費者需求。溶菌酶本身無毒、無害，可以替代對人體健康有害如苯甲酸及其鈉鹽等化學防腐劑等，添加到低溫肉制品中作為防腐劑，延長食品保質期。采用0.05溶菌酶和0.05Nisin混合液用于保鮮豬肉，4 下豬肉可保鮮12d，若采用真空包裝保鮮期可達24d，大大提高了冷卻肉的保鮮期。 3.3 Natamycin在食品中的應用研究發現添加510mg/kg的 Natamycin于酸奶中能有效抑制真菌，延長酸奶的貨架期4周以上。

16、霉菌和酵母菌是導致果蔬汁變質的主要菌類，在一定溫度下，添加最低有效濃度為 1.252.5mg/kg的Natamycin可防止果蔬汁的變質。對于肉制品，用4微克每平方厘米的 Natamycin可達到安全有效抑制霉菌的作用。一般將 Natamycin配成 150300mg/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、面包等表面，同樣能防止霉變。另外，微生物代謝產生的脂肪酶，加入生面團中，使三甘脂部分水解而增加單甘脂的含量可延緩腐敗。在豆腐中加入轉谷氨酰氨酶可延長貨架期 。全文結論在生物防腐劑的研究領域中，采用基因重組技術構建高產、廣譜抗性菌株，以

17、獲得抗菌效果更好的天然防腐劑，如已成功地通過傳統的雜交手段把酵母嗜殺特性移入普通菌，使之獲得嗜殺性能，應用于低度酒類的生產。通過分子改造技術來改變微生物細胞的分子結構，使之具有更強的適應新環境的能力，生產出抗菌性能強、抗菌譜更廣的天然防腐劑。如紅曲色素經蛋白質、氨基酸、核酸修飾可提高其耐光性，將其分子中的酯鍵堿解，生成羧酸鹽，有利于提高水溶性。另外，將微生物防腐劑與動植物或礦物防腐劑配合使用，以增強抗菌作用。致謝三年的讀書生活在這個季節即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經由您悉心的點撥,再經思考后的領悟,常常讓我有“山