抗菌肽應(yīng)用于食品中的研究現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

孟德梅，孫雪晴，石林玥，劉澤松，代姝函，生吉萍，樊振川

（1.省部共建食品營(yíng)養(yǎng)與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457；2.中國(guó)人民大學(xué)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展學(xué)院，北京 100872）

“民以食為天，食以安為先”，食品安全問題一直以來是人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。在嚴(yán)格的食品生產(chǎn)規(guī)范和安全監(jiān)管下，微生物污染是引發(fā)食品安全問題的重要原因[1-2]。微生物在食品的生產(chǎn)、加工和流通過程中極易滋生，導(dǎo)致食物腐敗變質(zhì)，對(duì)人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成損失[3]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)道，7 種國(guó)際關(guān)注的常見病原菌（大腸埃希氏菌、肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌等）對(duì)相應(yīng)抗菌藥物的敏感性持續(xù)下降，耐藥性增強(qiáng)，若用其他藥物治療，還會(huì)涉及到藥物成本的提高以及有可能加速病原菌對(duì)另一種藥物產(chǎn)生耐藥的問題，形勢(shì)十分嚴(yán)峻[4]。因此，人們?cè)诋?dāng)前迫切尋求高效、無毒、綠色天然的抗菌劑?？咕钠毡榫哂袕V譜抗菌特性、穩(wěn)定性好、無毒副作用以及不易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)，部分抗菌肽還具有抗氧化和清除自由基等功能[5-6]，由此可見，抗菌肽有望成為抗生素替代品以及新型食品保鮮劑，應(yīng)用前景廣闊。本文總結(jié)了抗菌肽的生物學(xué)功能，并對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于抗菌肽在食品中的應(yīng)用情況和存在問題進(jìn)行綜述，以期為抗菌肽在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供借鑒。

1 抗菌肽簡(jiǎn)介

抗菌肽（antimicrobial peptides，AMPs）是一類具有抗菌活性的小分子短肽，廣泛存在于多種生物體之中，參與宿主防御系統(tǒng)的構(gòu)建。20 世紀(jì)70年代，Boman[7-8]等最早在惜古比天蠶蛹（Hyalophora cecropia moth）中發(fā)現(xiàn)抗菌肽，并將其命名為天蠶素（cecropins）。至目前，已有3000 余種抗菌肽被人們發(fā)現(xiàn)并收錄于抗菌肽庫中，其中有2000 多種抗菌肽來源于動(dòng)物，少部分來源于植物、細(xì)菌、真菌、古細(xì)菌和原生生物?？咕姆肿右话阗|(zhì)量較?。ǎ?0 kDa），大都由12～60 個(gè)氨基酸構(gòu)成，等電點(diǎn)大于7，具有陽離子性和兩親性等特點(diǎn)，并且耐酸、耐堿、熱穩(wěn)定性好[9]。由于抗菌肽帶正電荷，細(xì)菌細(xì)胞膜帶負(fù)電荷，因此抗菌肽通過靜電引力的作用而結(jié)合到細(xì)菌細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜穿孔，細(xì)胞內(nèi)容物大量流出，致使菌體死亡，這與抗生素的殺菌機(jī)制不同，因此不易使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，并且由于哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜主要以中性磷脂為主，抗菌肽不易結(jié)合到哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜上，對(duì)其危害性很小。因抗菌肽具有以上諸多優(yōu)勢(shì)，其在醫(yī)藥、食品以及農(nóng)畜牧業(yè)上均有巨大的應(yīng)用前景[10]。

2 抗菌肽的功能

2.1 抗細(xì)菌功能

目前已發(fā)現(xiàn)的抗菌肽大部分具有廣譜抗菌特性，單一一種抗菌肽便可抑制多種細(xì)菌，包括革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。但是，不同抗菌肽的生物活性存在明顯差異。例如抗菌肽MP1106[11]、Defensing-TK[12]和Hydramacin-1[13]分別對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為 3、0.06 μg/mL 和大于 100 μg/mL，活性差異顯著。此外，不同種抗菌肽之間以及抗菌肽與其他物質(zhì)之間具有一定的協(xié)同效應(yīng)，兩者或多者聯(lián)用可提高抗菌肽或其他物質(zhì)的抑菌效果，拓寬抗菌譜，提高效用[14]。如Hu 等[15]將微生物肽乳酸鏈球菌（Nisin）與殼聚糖（Chitosan）制成微膠囊，可有效抑制枯草芽孢桿菌的繁殖，在 pH 值為 5.0～6.0 時(shí)，1%CS-Nisin 的抗菌活性最高，相比于單者使用，活性得到了有效提高。

2.2 抗真菌功能

現(xiàn)如今，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)70 余萬種真菌，部分真菌嚴(yán)重威脅著人們的生命健康。許多抗菌肽除了可以抑殺細(xì)菌外，還具有抗真菌的功能。Baek 和Lee[16]從黃蜂毒液中分離出的毒液肽OdVP2 具有較強(qiáng)的抗真菌活性，但抗細(xì)菌活性較低。Drosomycin 和截短的蝎毒素在微摩爾的濃度下均表現(xiàn)出抗真菌活性[17]。霉菌極易在果蔬和糧食的生產(chǎn)、加工和貯藏過程中出現(xiàn)，由此可見，抗真菌活性肽在食物的防霉方面有著潛在應(yīng)用。

2.3 抗氧化和清除自由基功能

隨著越來越多的抗菌肽的發(fā)現(xiàn)，以及對(duì)抗菌肽的廣泛深入研究，人們發(fā)現(xiàn)部分抗菌肽具有較強(qiáng)的抗氧化能力以及清除自由基的作用。Sharma 等[18]報(bào)道了40 μg/mL 的抗菌肽Hispidalin 可清除70.8%的DPPH自由基并抑制69.5%的脂質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。抗菌肽temporin-TP1 具有較好的抗氧化的能力，200 mM 的抗菌肽temporin-TP1 可在30 min 內(nèi)清除16.5%的ABTS自由基[19]。由此可見，將具有抗氧化功能的抗菌肽應(yīng)用到食品上，不僅可殺滅食品中的微生物，還可防止物質(zhì)的氧化分解，食品營(yíng)養(yǎng)成分免遭破壞[20]。

2.4 抗菌肽的其他功能

抗菌肽除了以上3 個(gè)方面的功能外，還具有以下功能：（1）抗寄生蟲功能，研究發(fā)現(xiàn)，部分抗菌肽可治療因感染寄生蟲而導(dǎo)致的疾病，有些抗菌肽則是通過基因工程法導(dǎo)入昆蟲體內(nèi)，殺死寄生蟲，從而達(dá)到預(yù)防疾病傳播的目的[21]；（2）抗病毒功能，病毒可通過多種方式侵染生物體，從而在體內(nèi)快速增殖，部分抗菌肽可有效抑制或殺滅病毒的增殖[22]；（3）抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，抗菌肽可以通過裂解細(xì)胞膜或激活外源性凋亡途徑等方式對(duì)腫瘤細(xì)胞造成破壞，致使其死亡，其中，一些陽離子抗菌肽對(duì)腫瘤細(xì)胞具有較寬范圍的抑殺作用，為新型抗癌藥物提供了方向[23]；（4）抗炎功能，有些抗菌肽可促進(jìn)巨噬細(xì)胞非調(diào)理性吞噬功能，抑制組織纖維蛋白的溶解，防止感染擴(kuò)散，對(duì)燒傷燙傷等疾病有一定的療愈效果[24]；（5）免疫調(diào)節(jié)功能，有些抗菌肽可作為免疫效應(yīng)分子啟動(dòng)和調(diào)節(jié)宿主免疫防御體系，中和革蘭氏陰性菌的脂多糖、革蘭氏陽性菌的胞壁酸和細(xì)菌未甲基化的CpG 等信號(hào)分子，以此平衡和調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答[25]。

3 抗菌肽的保鮮機(jī)理

食品的腐敗變質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的生化反應(yīng)進(jìn)程，與食品內(nèi)的酶、微生物的生長(zhǎng)和代謝息息相關(guān)，但主要是微生物的作用[26]?？咕闹饕峭ㄟ^抑制腐敗微生物的增殖，防止食品成分的氧化變質(zhì)，從而達(dá)到延緩食品腐敗變質(zhì)的目的。

目前人們發(fā)現(xiàn)的大部分抗菌肽均為陽離子堿性抗菌肽，由于細(xì)菌細(xì)胞膜帶有負(fù)電，抗菌肽極易吸附到細(xì)菌細(xì)胞膜上，隨著越來越多抗菌肽分子在細(xì)胞膜上聚集，最終細(xì)胞膜會(huì)出現(xiàn)孔洞，細(xì)胞基質(zhì)大量流出，致使菌體死亡；或者進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，與核酸、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)相結(jié)合，影響細(xì)菌的正常代謝，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。當(dāng)微生物的生存受到限制后，它所分泌的一些蛋白酶、脂肪酶以及次級(jí)代謝產(chǎn)物會(huì)大大減少，這有利于降低食品中蛋白質(zhì)、脂肪和糖類物質(zhì)的分解，維護(hù)完整性，并減少不良?xì)馕兜漠a(chǎn)生[27]。

此外，有些抗菌肽具有較強(qiáng)的抗氧化能力和清除自由基功能，可以降低物質(zhì)的氧化分解。肉類和奶類中含有豐富的脂質(zhì)，而脂質(zhì)極易發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生多種氧化產(chǎn)物和自由基[28]?？寡趸涂咕牡拇嬖冢欣诮档椭|(zhì)氧化速率，減緩酸敗進(jìn)程，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。

4 應(yīng)用于不同食品中的研究現(xiàn)狀

4.1 在肉及水產(chǎn)品上的應(yīng)用

畜禽鮮肉以及魚蝦等水產(chǎn)品中含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白，營(yíng)養(yǎng)豐富，因而極易受到單增李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌以及假單胞菌屬等致病菌和腐敗菌的污染[29-30]。大多數(shù)的細(xì)菌均可以在低溫條件下緩慢繁殖，從而引起食品的腐敗變質(zhì)，由此可見，傳統(tǒng)的低溫冷藏方式并不能很好的保證食品貯藏安全。為解決此問題，有研究者們將抗菌肽應(yīng)用到食品的防腐保鮮上，并且取得了較好的效果。

在冷鮮肉及魚類的貯藏過程中，抗菌肽可通過抑制微生物的生長(zhǎng)，減緩食品品質(zhì)的下降，延長(zhǎng)貨架期。Zhang 等[31]中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵食品宣威火腿中成功分離戊糖乳桿菌31-1，作者發(fā)現(xiàn)由戊糖乳桿菌31-1 分泌的小肽Pentocin 31-1 具有抑菌能力，將其添加到4 ℃冷藏的鮮豬肉上，可顯著抑制揮發(fā)性鹽基氮的積累，并能較好的抑制豬肉中微生物特別是李斯特菌和假單胞菌的生長(zhǎng)，鮮豬肉在80 AU/mL 的Pentocin 31-1 處理后，可延長(zhǎng)保質(zhì)期15 d，豬肉的感官品質(zhì)也保持良好。Enterocin AS-48 可大大降低生鱈魚和鮭魚中單增李斯特菌的數(shù)量，延長(zhǎng)保質(zhì)期[32]。

抗菌肽是一種小分子多肽，具有一定的護(hù)色功能，維護(hù)感官品質(zhì)。Hisako 等[33]發(fā)現(xiàn)昆蟲防御素類抗菌肽對(duì)細(xì)菌和真菌具有顯著抑制作用，將其應(yīng)用于肉制品加工中，發(fā)現(xiàn)添加nmol/g 級(jí)劑量的肽就可有效保持食品的風(fēng)味及色澤，并降低了亞硝酸鹽的含量，提高安全性。

目前，單一的使用某種保鮮劑很難達(dá)到預(yù)期的防腐要求，可將兩種或兩種以上的具有不同防腐特性的保鮮劑按一定的配比制成復(fù)合保鮮劑，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)來看，這有利于提高對(duì)食品的防腐保鮮能力，并可在一定程度上降低單一使用某保鮮劑的劑量?？咕呐c其他物質(zhì)聯(lián)用后，可發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，抑菌效果得到提升。Govaris 等[34]將牛至精油（oregano essential oil，EO）和Nisin 用于羊肉的保鮮，研究發(fā)現(xiàn)0.6%的EO具有較好的保鮮效果，而隨著EO 劑量的加大，保鮮效果并不再顯著；用500 IU/g 或1 000 IU/g 的Nisin 處理羊肉，發(fā)現(xiàn)均不能有效抑制羊肉中的腸炎沙門氏菌；將0.6%的EO 和500 IU/g 的Nisin 復(fù)合后，發(fā)現(xiàn)其對(duì)腸炎沙門氏菌有較好的抑制作用，保鮮效果明顯優(yōu)于0.6%的EO 和1 000 IU/g 的Nisin 單一處理時(shí)的效果。也有人將Lactocin 705、Nisin 以及腸道菌素CRL35 三者復(fù)配，研究復(fù)合保鮮液對(duì)牛肉的保鮮效果，結(jié)果表明復(fù)合處理組中單增李斯特菌的生長(zhǎng)相比于某單一處理組得到了顯著抑制[35]，有利于牛肉的貯藏保鮮。因此，將不同種類的保鮮劑復(fù)配到一起具有協(xié)同作用，能夠有效地增強(qiáng)抑菌能力，消除單一保鮮劑因保鮮范圍有限而引起的肉類品質(zhì)變化，提高的保鮮效果。

4.2 在乳及乳制品上的應(yīng)用

乳品中含有豐富的礦物質(zhì)，其中鈣磷比例非常適當(dāng)，有利于人體對(duì)鈣的吸收，在人們的日常飲食中占有重要地位。在生產(chǎn)、加工和貯藏過程中，乳與乳制品很容易發(fā)生微生物污染，其中，腐敗型微生物如產(chǎn)堿桿菌、假單胞菌屬，通過分解脂肪和蛋白質(zhì)，生成醛、酮、甲胺以及硫化氫等物質(zhì)，降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，產(chǎn)生臭味或其他怪異的味道，導(dǎo)致乳制品腐敗變質(zhì)；致病性微生物在牛乳中大量繁殖后，也會(huì)導(dǎo)致牛乳變質(zhì)，但更重要的是，容易引發(fā)以消化道癥狀為主的食物中毒和疾病傳播，尤其是針對(duì)于老人和小孩[36-37]。

抗菌肽具有較好的抑菌能力，可以從微生物污染角度解決乳品加工過程中存在的一些問題。有人將抗菌肽 Surfactin 和 Fengycin 按質(zhì)量比 1∶1 復(fù)配，添加到牛奶中，結(jié)果表明致病性微生物大腸桿菌得到了有效抑制，因此也使得牛奶的保質(zhì)期限延長(zhǎng)[38]。從Enterococcus faecalis 中分離出來的微生物肽Enterocin AS-48 具有廣譜抗菌特性，Ananou 等[39]將 Enterocin AS-48以5%的濃度添加到脫脂牛奶中，發(fā)現(xiàn)可以將單增李斯特菌在早期時(shí)完全殺滅，添加濃度為10%時(shí)，金黃色葡萄球菌可以得到部分抑制。由此可見，抗菌肽可通過控制微生物的增殖而對(duì)乳制品起到延長(zhǎng)貨架期的作用。

抗菌肽還具有較好的熱穩(wěn)定性，部分抗菌肽在100 ℃的條件下，加熱10 min 仍能保持一定活性，因此抗菌肽在熱加工食品的防腐保鮮以及防止巴氏消毒后的再污染等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。胡志和等[40]將實(shí)驗(yàn)室制備的Lactoferrin 置于沸水浴中1min 和恒溫65℃水浴中30 min，發(fā)現(xiàn)Lactoferrin 的抗菌活性基本未受到影響，在巴氏消毒奶中添加0.1 mg/mL 劑量的Lactoferrin 時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，常溫23 ℃下和冷藏4 ℃下，可將巴氏奶的有效期延長(zhǎng)14 h 和22 h。目前在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1903.17-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑乳鐵蛋白》明確規(guī)定了乳鐵蛋白肽可作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑在食品中使用。

此外，在乳制品的加工過程中，添加適當(dāng)?shù)奈⑸锟咕?，可以降低熱處理?qiáng)度，從而減少高溫處理對(duì)食品風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)的破壞[29]。

Nisin 對(duì)芽孢桿菌具有良好的抑制能力，其主要是通過抑制孢子發(fā)芽的過程來抑制芽孢桿菌的繁殖。Nissen 等[41]報(bào)道了含有奶油的即食食品經(jīng)熱處理后，依然會(huì)有大量的芽孢桿菌存活下來，通過添加Nisin可提高即食食品的安全性。但是，脂肪含量的高低對(duì)Nisin 的活性有一定影響，在乳制品中應(yīng)用Nisin，存在著一定程度上的限制。

4.3 在果蔬及飲料上的應(yīng)用

果蔬中含有大量人體所需的維生素以及纖維質(zhì)，而果蔬在采收前后卻極易發(fā)生病害，從而影響果蔬的品質(zhì)與收成。人們通常在采前選育具有優(yōu)良抗病能力的植株預(yù)防病蟲害，Osusky 等[42-44]分別將3 種抗菌肽MsrA 1、MsrA 2 和 MsrA 3 成功表達(dá)于馬鈴薯體內(nèi)，試驗(yàn)證明，這3 種肽均提高了馬鈴薯對(duì)晚疫病和腐爛等病害的抵抗能力。

果蔬在采后容易受到各類病原菌的污染，導(dǎo)致果蔬品質(zhì)下降，經(jīng)濟(jì)效益受損。由于殺菌劑的不安全因素以及病原體耐藥性的形成，人們迫切尋求一種高效、無毒的新型殺菌保鮮劑，而抗菌肽所具有的優(yōu)良特性，吸引了諸多學(xué)者的目光。Molinos 等[45]將Enterocin AS-48 用于預(yù)先被單增李斯特菌污染過的草莓等水果的保鮮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，草莓、黑莓和覆盆子在Enterocin AS-48 處理后，單增李斯特菌得到較好抑制，在15 ℃和22 ℃條件下的貯藏期可達(dá)2 d，草莓和黑莓中在6 ℃條件下貯藏期可長(zhǎng)達(dá)7 d。張素琴等[46]使用Nisin 對(duì)白玉枇杷的進(jìn)行保鮮處理，在200 mg/L Nisin的處理下，保鮮效果達(dá)到最佳。與對(duì)照組相比，Nisin 處理后的枇杷的失重率和總酸均顯著下降，腐爛程度也顯著下降?？咕木哂辛己玫娜芙庑院头€(wěn)定性，并且耐酸耐堿性能好，在低pH 值條件下依然可保持較好的抗菌活性，極其適用于飲料的防腐。Hou 等[47]發(fā)現(xiàn)昆蟲抗菌肽Hf-1 對(duì)大腸桿菌、銅綠假單胞菌、鼠傷寒沙門氏菌以及志賀氏菌等諸多致病菌、腐敗菌具有很好抑制能力，在含有乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）溶液中，可增強(qiáng)其對(duì)革蘭氏陰性菌的抗菌活性，將其應(yīng)用于橙汁的防腐保鮮中，發(fā)現(xiàn)其防腐能力與化學(xué)防腐劑苯甲酸鈉相差無幾。Molinos等[45]將Enterocin AS-48 添加到西瓜汁中，使西瓜汁的保質(zhì)期得到了有效延長(zhǎng)。Komitopoulou 等[48]在蘋果汁、葡萄汁中添加一定量的Nisin，發(fā)現(xiàn)Nisin 對(duì)在果汁中易滋生的嗜酸菌具有一定的抑制活性，保證了果汁的安全性。

4.4 在米面及其制品上的應(yīng)用

大米、小麥、玉米及其制品等是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚闹魇常诩庸ぶ?，大米、小麥等原材料容易被霉菌污染，而制作成半成品或食物后，又易被金黃色葡萄球菌等細(xì)菌污染，導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。韓玉竹等[49]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，不同劑量的辣椒籽抗菌肽均可不同程度的抑制霉菌生長(zhǎng)，0.3 g/kg 的辣椒籽抗菌肽的應(yīng)用效果與丙酸鈣和那他霉素標(biāo)準(zhǔn)添加量無顯著性差異，在玉米防霉變中具有很大的應(yīng)用潛力。Rahnamaeian 等[50]報(bào)道了通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在大麥中表達(dá)抗菌肽Metchinkowin 基因，可以增強(qiáng)大麥對(duì)白粉病的抗害性，提高大麥的產(chǎn)量。

微生物污染更易出現(xiàn)在米、面制品中，米飯?jiān)诘蜏刭A藏一夜后便會(huì)滋生金黃色葡萄球菌，極易變質(zhì)。汪水呈等[51]將 Nisin 和 Surfactin 分別按 500 mg/kg 的劑量加到米飯中，放于25 ℃的環(huán)境下保存，對(duì)照組米飯?jiān)诒４?4 h 后即出現(xiàn)異味，而Nisin 處理組和Sur－factin 處理組則分別在36 h 和60 h 后出現(xiàn)異味，有利于米飯的保存，在面包中按200 mg/kg～500 mg/kg 的劑量添加Surfactin，則有利于保質(zhì)期的延長(zhǎng)。Thery 等[52]發(fā)現(xiàn)豇豆素thionin II 的衍生物KT43C 對(duì)革蘭氏陽性菌和真菌具有良好的抑制能力，將其應(yīng)用于面團(tuán)的防腐中，發(fā)現(xiàn)其可有效抑制面團(tuán)中霉菌的滋生，使面團(tuán)的保質(zhì)期延長(zhǎng)了2 d，同時(shí)KT43C 對(duì)熱具有穩(wěn)定性，為開發(fā)焙烤食品的新型防腐劑提供了可能性。

4.5 在食品包裝上的應(yīng)用

由于食物環(huán)境的復(fù)雜性，并不能保證所有抗菌肽在直接添加到食物中后依然可以完整的保持抗菌活性。因此，在二十年前便有人研究如何將抗菌性物質(zhì)添加到包裝材料上，開發(fā)出具有抗微生物特性的包裝膜，以此達(dá)到食品防腐保鮮的目的[53]。其中，Nisin 是抗微生物薄膜制備中最常用的抗菌劑[54]，將Nisin 涂抹在薄膜表面或摻入薄膜基質(zhì)中，均可有效延長(zhǎng)食品的貯藏期。Espitia 等[55]將Pediocin 和氧化鋅納米粒子添加到可降解甲基纖維素納米復(fù)合薄膜中，制成食品包裝材料，發(fā)現(xiàn)可以有效抑制金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌的繁殖，Quintieri 等[56]將乳鐵蛋白肽涂抹在奶酪包裝材料上，可有效抑制假單胞菌等腐敗菌的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)食品貨架期。此外，Enterocins 和Bacteriocins 也在復(fù)合保鮮膜上有較好的應(yīng)用。以上研究表明，將抗菌肽添加到包裝材料中也可發(fā)揮較好的抑菌活性，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，并且抗菌包裝是現(xiàn)如今活性包裝中最重要的一種，具有較大的開發(fā)價(jià)值。由此可見，這種由添加抗菌肽制成的抗菌包裝在食品工業(yè)中具有巨大的應(yīng)用潛力。

5 抗菌肽在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

5.1 抗菌肽的成本、安全性問題

在當(dāng)前已有很多抗菌肽被人們用于食品防腐研究，并且部分抗菌肽的保鮮效果顯著，但是被投入到實(shí)際應(yīng)用中的肽卻是少之又少，目前被國(guó)家允許用作防腐劑使用的典型代表為微生物來源的Nisin。導(dǎo)致形成這種狀況的原因可從以下幾個(gè)方面分析：（1）抗菌肽的來源問題，由于抗菌肽產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于其他保鮮劑，因而很難將其規(guī)?；瘧?yīng)用到工業(yè)上；（2）目前人們尚未對(duì)抗菌肽的抑菌機(jī)理、結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系充分認(rèn)識(shí)，有待深一步的探究；（3）抗菌肽在人體內(nèi)的代謝情況尚未明確，許多抗菌肽在人體內(nèi)代謝的半衰期和代謝產(chǎn)物是否有害均需要進(jìn)一步的相關(guān)毒理實(shí)驗(yàn)來證明；（4）抗菌肽的安全性評(píng)價(jià)體系還有待完善。

5.2 復(fù)雜的食品環(huán)境體系

食物中含有各種有機(jī)成分和無機(jī)成分，加之各種糖、鹽濃度的不同，滲透壓環(huán)境也各異，因此食品的化學(xué)組成和物理環(huán)境對(duì)抗菌肽的活性有著很大的影響，也會(huì)間接的影響到抗菌肽的使用劑量，這對(duì)抗菌肽規(guī)?；膽?yīng)用到食品中造成了很大的挑戰(zhàn)性。

（1）在不同pH 值下，部分抗菌肽的活性和溶解能力具有差異性。例如，抗菌肽clavanin A 在酸性環(huán)境下具有較好的抗菌活性，而在中性環(huán)境下，完全失去活性[57]；Nisin 在pH 值為2 的環(huán)境中，其溶解度比pH值為8 的環(huán)境中高228 倍[58]。（2）高鹽濃度可使陽離子抗菌肽與負(fù)電荷的結(jié)合能力下降，并且會(huì)使抗菌肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的改變，影響抗菌活性。Park 等[59]報(bào)道了在含有200 mmol/L NaCl 的環(huán)境下，合成抗菌肽[RLLR]5的α-螺旋程度從72%降低至13%，使其對(duì)細(xì)菌和真菌的抗菌能力降低了8～32 倍。（3）有些食品中含有較高的蛋白含量和酶類，會(huì)對(duì)某些抗菌肽有一定的影響。比如在谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶的催化下，Nisin 會(huì)被谷胱甘肽滅活，由于鮮肉中存在較多的谷胱甘肽，因而Nisin 對(duì)鮮肉的保鮮效果不佳，但對(duì)火腿等加工肉制品有較好的防腐作用[60]。杜坤[61]則通過試驗(yàn)表明了食品成分中的酪蛋白和蛋白酶對(duì)Nisin 的活性有一定的影響。（4）食品體系中脂肪含量的高低對(duì)抗菌肽的活性也有一定程度的影響。Davies 等[62]發(fā)現(xiàn)脂肪含量越低，體系中的Nisin 活性就越高。

有研究者也推測(cè)食品中含有的脂類、蛋白質(zhì)和糖類等成分會(huì)與肽相互作用并影響其活性的高低[63]。在富含蛋白質(zhì)的食品中，抗菌肽magainin、pediocin PA-1和sakacin A 的抗菌活性均有所下降；將抗菌肽dermaseptin S4 的衍生物置于在蘋果汁中，發(fā)現(xiàn)其活性受到明顯限制，而抗菌肽dermaseptin S4 的其他衍生物在相同環(huán)境下，其活性卻提高了8倍；將Nisin 加入含有不同乳脂程度的牛奶中，隨著乳脂含量的升高，Nisin對(duì)牛乳中單增李斯特菌的抑制能力有所下降。

6 展望

由于抗菌肽具有高效、廣譜抗菌特性，耐酸耐堿耐熱性能好，加之越來越多的新型抗菌肽的發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)其在食品工業(yè)上的應(yīng)用越來越關(guān)注。在人類發(fā)現(xiàn)的3 000 余種抗菌肽中，有2 000 多種抗菌肽來源于動(dòng)物，若加大對(duì)動(dòng)物源抗菌肽應(yīng)用的研究，或許有助于發(fā)現(xiàn)保鮮效果更好的抗菌肽。其次，為解決抗菌肽在食品中應(yīng)用的困難，可從獲得高產(chǎn)菌株、加強(qiáng)抗菌肽機(jī)理研究、完善安全性評(píng)價(jià)體系以及對(duì)已應(yīng)用于生活中的抗菌肽做進(jìn)一步研究等方面著手解決。隨著人們對(duì)食品安全問題的關(guān)注以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，抗菌肽在食品中工業(yè)中的應(yīng)用會(huì)有進(jìn)一步的深入和完善。