摘要：文章闡述了生物殺菌素的特點及在食品防腐中的應(yīng)用研究概況，并對生物殺菌素的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。 
  
    食品在保藏過程中，極易受到微生物污染而導(dǎo)致腐敗變質(zhì)，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。在使用過程中，人類逐漸發(fā)現(xiàn)不少化學(xué)防腐劑影響著人體健康,它的應(yīng)用越來越受到眾多國家的限制。生物殺菌素具有高效、無毒、適用性廣、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，逐漸成為食品防腐劑研究應(yīng)用的一個重要方面。

1  生物殺菌素的基本概念及特點��
 
    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(xì)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(jìn)入微生物細(xì)胞，因而能迅速地抑制微生物的生長。
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    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，必須符合以下幾點：（1）生物殺菌素本身對人體完全無害；（2）在消化道內(nèi)降解為食物的正常成分；（3）對食品進(jìn)行熱處理時降解為無害成分；（4）不影響消化道菌群；（5）不影響藥用抗菌素的使用。��
 
    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。��
 
2  可用于食品防腐的生物殺菌素��
 
2.1  細(xì)菌素類（Bacteriocins）  
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    細(xì)菌素是由某些細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞表面受體才能進(jìn)入細(xì)胞；另一類是革蘭氏陽性菌產(chǎn)生的細(xì)菌素—乳酸菌素和非乳酸菌素。細(xì)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)。
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2.1.1  乳酸菌屬細(xì)菌素��
 
    Nisin是由乳酸鏈球菌分泌的一種多肽。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(xì)胞的作用是在細(xì)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(xì)胞質(zhì)中必需小分子組分流失，最后使細(xì)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。 
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    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(jìn)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3～7ｄ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(xì)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Ａ、Ｂ型肉毒桿菌菌株的生長及毒素的產(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(xì)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。��
 
2.1.2  雙歧桿菌素（Bifidoxin）��
 
    雙歧桿菌是一種重要的生理性細(xì)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物從而促進(jìn)人體健康。Meghtous等[6]通過實驗發(fā)現(xiàn)13個產(chǎn)生細(xì)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。
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2.2  放線菌素類��
 
2.2.1 溶菌酶（Lysozyme）  

    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(xì)胞壁的水解酶。其作用機制為破壞細(xì)菌、酵母菌和霉菌的細(xì)胞壁，使細(xì)胞壁中的糖苷鍵和肽鍵斷裂，最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。溶菌酶是一種無毒、無害、安全性很高的高鹽基蛋白質(zhì)，具有一定的保健作用。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%。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。��
 
2.2.2  那他霉素（Natamycin）  

    它是納他爾鏈霉菌產(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(xì)胞壁和細(xì)胞膜的反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞破裂。對于細(xì)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(xì)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(xì)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(dá)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)域也具有良好的應(yīng)用前景。��
 
2.2.3    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(xì)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]。��
 
2.2.4    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)酶對真菌具有強烈的抑制作用，且具有一定廣譜性[11]。 (Linda)