微生物防腐剂在食品保鲜中的应用研究

【摘 要】本文介绍了微生物天然防腐剂的来源，微生物防腐剂在食品加工过程中的应用，相关领域的最新研究及其发展前景和发展方向。

【关键词】微生物；防腐；食品加工

防腐剂是用于保持食品原有品质和营养价值为目的食品添加剂，它能抑制微生物的生长繁殖，防止食品腐败变质而延长保质期。目前世界上食品工业中常用的防腐剂以化学合成防腐剂居多，而化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题使开发广谱、高效、安全、稳定的天然防腐剂已成为食品科学研究的热点之一。天然防腐剂不但对人体健康无害，而且还具有一定的营养价值，随着研究的深入，被揭示的天然抗菌物质越来越多。根据天然防腐剂的来源，将其分为三类，天然植物中提取，来源于动物的天然防腐剂，来源于微生物类的天然防腐剂。

1 微生物防腐剂概述

随着生物技术的不断发展，利用动植物或微生物的代谢产物等为原料。经提取、酶法转化或发酵等技术生产生物型的食品防腐剂逐渐受到人们的重视。新型生物防腐剂是指从生物体通过生物培养、提取和分离获得的具有抑制和杀死微生物的生物活性物质。微生物防腐剂是近年来开发的一个热点，具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点。

2 微生物防腐剂的种类及应用

2.1 乳酸链球菌素（Nisin）

由细菌产生的抑菌物质称为细菌素（bacterloom）。它是一种多肽或多肽与糖和脂的复合物。目前，国内外对乳酸菌（包括乳球菌、片球菌、乳杆菌和明串球菌）所产细菌素的研究较深入，已经发现了几十种细菌素。细菌素是由某些细菌在代谢过程中产生，其中有些作为发酵菌种的细菌素，它对动物无毒副作用，无抗原性，其抑菌范围广，可以杀死或抑制食物中一些腐烂菌和病原菌.井有一定的热稳定性，既能延长食品的保质期，又不会破坏食品的风味与组织特态。

部分细菌素已广泛地应用于肉类工业、奶制工业、酿酒和粮食加工等领域。目前，在食品应用中研究得最透彻、已被广泛应用的是乳酸链球菌素Nisin，也称尼生素，是由属于N血清型的某些乳酸乳球菌（Lactococcus Lactis）在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的小肽。乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用。1969年，联合国粮食及农业组织/世界卫生组织（FAL/WHO）食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。它能有效抑杀革兰氏阳性细菌，尤其对细菌的芽孢有很好抑制效果。能有效抑制肉毒梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等引起的食品腐败。乳酸链球菌素对微生物的作用机理是由于乳球菌肽对细胞膜的吸附，然后在细胞膜上形成孔洞，从而引起胞内物质泄漏，胞外水分子进入等，引起细胞自溶，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。

Nisin不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌，专抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌芽孢。Nisin能抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的芽孢，这一特性使它被广泛地应用在经热处理的包装食品中作为防腐剂。乳酸链球菌素最适活性PH值为3，在碱性条件下溶解度很小，稳定性也差，因此对碱性食品的防腐保鲜效果不显著。

乳酸链球菌素对植物蛋白食品中有如下应用：①在豆奶中添加乳酸链球菌素0.1g/kg―0.15g/kg，保质期延长3倍以上。②内酯豆腐中添加0.1g/kg的乳酸链球菌素，能使保质期延长5倍以上。③豆干中添加0.1g/kg的乳酸链球菌素、复合少量其它防腐剂，经合适的灭菌，保质期可达6个月。④在花生奶（经预处理使菌落总数少于40个/ml）中，加入0.1g/kg的乳酸链球菌素，常温下保质期达一个月以上。

2.2 纳他霉素（Natamycin）

纳他霉素（Natamycin）是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，也称游链霉素（Pimaricin），是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡。

纳他霉素是一种由链霉菌发酵产生的天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂，它不仅能够抑制真菌，还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素对哺乳动物细胞的毒性极低，对人体无害，很难被人体消化道吸收，而且微生物很难对其产生抗性，是一种高效、安全的新型生物防腐剂。纳他霉素是目前国际上唯一的抗真菌微生物防腐剂，1997年我国卫生部正式批准纳他霉素作为食品防腐剂。

由于纳他霉素的溶解度低，可用其对食品的表面进行处理以增加食品保质期却不影响食品的风味和口感，主要应用于乳制品、肉制品、发酵酒、果汁饮料等食品的生产和保藏。在焙烤食品中，用纳他霉素对生面团进行表面处理，防止酵母和霉菌在食品表面生长。此外，在干酪、香肠、饮料、果酱等生产中，添加一定量的纳他霉素，既可防止发霉，又不会干扰其他营养组分。

2.3 ε-聚赖氨酸

ε-聚赖氨酸是链霉菌属的一种放线菌好气培养的产物，是一种天然的生物代谢产品，安全性高，抗菌性强、适应pH广，能有效抑制革兰氏阳性、阴性细菌、真菌、枯草杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产膜酵母、绿脓杆菌、厌氧细菌等病菌增殖。它具有很好的杀菌能力，热稳定性高，添加微量即能奏效，不影响风味，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物防腐剂，其广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐中。

2.4 红曲霉

红腐乳表面的红色物质――红曲霉，俗称红曲，是用红曲霉菌在大米中培养发酵而成的，是一种天然色素，对蛋白质有很强的着色力。同时，红曲具有很强的杀菌作用，是一种很好的食物防腐剂，在鱼和肉上薄薄地敷上一层，对保持食物风味非常有用，即使在盛暑蛆蝇也不敢接近。

2.5 溶菌酶

溶菌酶是一种无毒蛋白质，能选择性地分解微生物的细胞壁，在细胞内对吞噬后的病原菌起破坏作用从而抑制微生物的繁殖。特别对革兰氏阳性细菌有较强的溶菌作用，可作为清酒、干酪、香肠、奶油、生面条、水产品和冰淇淋等食品的防腐保鲜剂。

3 微生物防腐剂的发展前景

目前天然食品防腐剂的研究与应用在国外已日趋广泛，在我国尚属初级阶段，随着人们生活水平的提高和对身体健康的关注，伴随着食品工程技术的向前发展，食品行业在市场的推动下积极地向着“绿色”、“天然”的方向发展。天然、安全、高效的功能型食品防腐剂的开发和应用将成为未来开发的热点。微生物防腐剂以其安全性，无毒副作用的特点越来越受到食品工业的广泛应用，必将给人类带来更廉价、更健康、更营养的食品，它将为食品工业的发展开拓更广阔的前景。

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