微生物防腐劑在食品保鮮中的應(yīng)用研究

周炳奎

【摘 要】本文介紹了微生物天然防腐劑的來源，微生物防腐劑在食品加工過程中的應(yīng)用，相關(guān)領(lǐng)域的最新研究及其發(fā)展前景和發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】微生物；防腐；食品加工

防腐劑是用于保持食品原有品質(zhì)和營養(yǎng)價值為目的食品添加劑，它能抑制微生物的生長繁殖，防止食品腐敗變質(zhì)而延長保質(zhì)期。目前世界上食品工業(yè)中常用的防腐劑以化學(xué)合成防腐劑居多，而化學(xué)合成防腐劑的誘癌性、致畸性和易引起食物中毒等問題使開發(fā)廣譜、高效、安全、穩(wěn)定的天然防腐劑已成為食品科學(xué)研究的熱點之一。天然防腐劑不但對人體健康無害，而且還具有一定的營養(yǎng)價值，隨著研究的深入，被揭示的天然抗菌物質(zhì)越來越多。根據(jù)天然防腐劑的來源，將其分為三類，天然植物中提取，來源于動物的天然防腐劑，來源于微生物類的天然防腐劑。

1 微生物防腐劑概述

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，利用動植物或微生物的代謝產(chǎn)物等為原料。經(jīng)提取、酶法轉(zhuǎn)化或發(fā)酵等技術(shù)生產(chǎn)生物型的食品防腐劑逐漸受到人們的重視。新型生物防腐劑是指從生物體通過生物培養(yǎng)、提取和分離獲得的具有抑制和殺死微生物的生物活性物質(zhì)。微生物防腐劑是近年來開發(fā)的一個熱點，具有抗菌性強(qiáng)、安全無毒、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等合成防腐劑無法比擬的優(yōu)點。

2 微生物防腐劑的種類及應(yīng)用

2.1 乳酸鏈球菌素（Nisin）

由細(xì)菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)稱為細(xì)菌素（bacterloom）。它是一種多肽或多肽與糖和脂的復(fù)合物。目前，國內(nèi)外對乳酸菌（包括乳球菌、片球菌、乳桿菌和明串球菌）所產(chǎn)細(xì)菌素的研究較深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種細(xì)菌素。細(xì)菌素是由某些細(xì)菌在代謝過程中產(chǎn)生，其中有些作為發(fā)酵菌種的細(xì)菌素，它對動物無毒副作用，無抗原性，其抑菌范圍廣，可以殺死或抑制食物中一些腐爛菌和病原菌.井有一定的熱穩(wěn)定性，既能延長食品的保質(zhì)期，又不會破壞食品的風(fēng)味與組織特態(tài)。

部分細(xì)菌素已廣泛地應(yīng)用于肉類工業(yè)、奶制工業(yè)、釀酒和糧食加工等領(lǐng)域。目前，在食品應(yīng)用中研究得最透徹、已被廣泛應(yīng)用的是乳酸鏈球菌素Nisin，也稱尼生素，是由屬于N血清型的某些乳酸乳球菌（Lactococcus Lactis）在代謝過程中合成和分泌的具有很強(qiáng)殺菌作用的小肽。乳酸鏈球菌素是由多種氨基酸組成的多肽類化合物，可作為營養(yǎng)物質(zhì)被人體吸收利用。1969年，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織（FAL/WHO）食品添加劑聯(lián)合專家委員會確認(rèn)乳酸鏈球菌素可作為食品防腐劑。它能有效抑殺革蘭氏陽性細(xì)菌，尤其對細(xì)菌的芽孢有很好抑制效果。能有效抑制肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌等引起的食品腐敗。乳酸鏈球菌素對微生物的作用機(jī)理是由于乳球菌肽對細(xì)胞膜的吸附，然后在細(xì)胞膜上形成孔洞，從而引起胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，胞外水分子進(jìn)入等，引起細(xì)胞自溶，養(yǎng)分流失和膜電位下降，從而導(dǎo)致致病菌和腐敗菌細(xì)胞的死亡。它是一種無毒的天然防腐劑，對食品的色、香、味、口感等無不良影響?，F(xiàn)己廣泛應(yīng)用于乳制品、罐頭制品、魚類制品和酒精飲料中。

Nisin不抑制革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌，專抑制革蘭氏陽性菌，特別是細(xì)菌芽孢。Nisin能抑制葡萄球菌屬、鏈球菌屬、小球菌屬和乳桿菌屬的某些菌種，抑制大部分梭菌屬和芽孢桿菌屬的芽孢，這一特性使它被廣泛地應(yīng)用在經(jīng)熱處理的包裝食品中作為防腐劑。乳酸鏈球菌素最適活性PH值為3，在堿性條件下溶解度很小，穩(wěn)定性也差，因此對堿性食品的防腐保鮮效果不顯著。

乳酸鏈球菌素對植物蛋白食品中有如下應(yīng)用：①在豆奶中添加乳酸鏈球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保質(zhì)期延長3倍以上。②內(nèi)酯豆腐中添加0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，能使保質(zhì)期延長5倍以上。③豆干中添加0.1g/kg的乳酸鏈球菌素、復(fù)合少量其它防腐劑，經(jīng)合適的滅菌，保質(zhì)期可達(dá)6個月。④在花生奶（經(jīng)預(yù)處理使菌落總數(shù)少于40個/ml）中，加入0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，常溫下保質(zhì)期達(dá)一個月以上。

2.2 納他霉素（Natamycin）

納他霉素（Natamycin）是一種多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑，也稱游鏈霉素（Pimaricin），是由納他鏈霉菌受控發(fā)酵制得一種白色至乳白色的無臭無味的結(jié)晶粉末，通常以烯醇式結(jié)構(gòu)存在。它的作用機(jī)理是與真菌的麥角甾醇以及其他甾醇基團(tuán)結(jié)合，阻遏麥角甾醇生物合成，從而使細(xì)胞膜畸變，最終導(dǎo)致滲漏，引起細(xì)胞死亡。

納他霉素是一種由鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的天然、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(chǎn)生。納他霉素對哺乳動物細(xì)胞的毒性極低，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(chǎn)生抗性，是一種高效、安全的新型生物防腐劑。納他霉素是目前國際上唯一的抗真菌微生物防腐劑，1997年我國衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)納他霉素作為食品防腐劑。

由于納他霉素的溶解度低，可用其對食品的表面進(jìn)行處理以增加食品保質(zhì)期卻不影響食品的風(fēng)味和口感，主要應(yīng)用于乳制品、肉制品、發(fā)酵酒、果汁飲料等食品的生產(chǎn)和保藏。在焙烤食品中，用納他霉素對生面團(tuán)進(jìn)行表面處理，防止酵母和霉菌在食品表面生長。此外，在干酪、香腸、飲料、果醬等生產(chǎn)中，添加一定量的納他霉素，既可防止發(fā)霉，又不會干擾其他營養(yǎng)組分。

2.3 ε-聚賴氨酸

ε-聚賴氨酸是鏈霉菌屬的一種放線菌好氣培養(yǎng)的產(chǎn)物，是一種天然的生物代謝產(chǎn)品，安全性高，抗菌性強(qiáng)、適應(yīng)pH廣，能有效抑制革蘭氏陽性、陰性細(xì)菌、真菌、枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)膜酵母、綠膿桿菌、厭氧細(xì)菌等病菌增殖。它具有很好的殺菌能力，熱穩(wěn)定性高，添加微量即能奏效，不影響風(fēng)味，是具有優(yōu)良防腐性能和巨大商業(yè)潛力的生物防腐劑，其廣泛用于方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產(chǎn)品、醬類、醬油、魚片和餅干的保鮮防腐中。

2.4 紅曲霉

紅腐乳表面的紅色物質(zhì)——紅曲霉，俗稱紅曲，是用紅曲霉菌在大米中培養(yǎng)發(fā)酵而成的，是一種天然色素，對蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的著色力。同時，紅曲具有很強(qiáng)的殺菌作用，是一種很好的食物防腐劑，在魚和肉上薄薄地敷上一層，對保持食物風(fēng)味非常有用，即使在盛暑蛆蠅也不敢接近。

2.5 溶菌酶

溶菌酶是一種無毒蛋白質(zhì)，能選擇性地分解微生物的細(xì)胞壁，在細(xì)胞內(nèi)對吞噬后的病原菌起破壞作用從而抑制微生物的繁殖。特別對革蘭氏陽性細(xì)菌有較強(qiáng)的溶菌作用，可作為清酒、干酪、香腸、奶油、生面條、水產(chǎn)品和冰淇淋等食品的防腐保鮮劑。

3 微生物防腐劑的發(fā)展前景

目前天然食品防腐劑的研究與應(yīng)用在國外已日趨廣泛，在我國尚屬初級階段，隨著人們生活水平的提高和對身體健康的關(guān)注，伴隨著食品工程技術(shù)的向前發(fā)展，食品行業(yè)在市場的推動下積極地向著“綠色”、“天然”的方向發(fā)展。天然、安全、高效的功能型食品防腐劑的開發(fā)和應(yīng)用將成為未來開發(fā)的熱點。微生物防腐劑以其安全性，無毒副作用的特點越來越受到食品工業(yè)的廣泛應(yīng)用，必將給人類帶來更廉價、更健康、更營養(yǎng)的食品，它將為食品工業(yè)的發(fā)展開拓更廣闊的前景。

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[責(zé)任編輯：丁艷]