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乳酸鏈球菌素
乳酸鏈球菌產生的一種多肽物質
基本信息
| 中文名 | 乳酸鏈球菌素 |
| 外文名 | NisinCAS:1414-45-5 |
| 別名 | 乳酸鏈球菌肽 |
| 化學式 | C143H230N42O37S7 |
| 分子量 | 3354.0705 |
| EINECS | 215-807-5 |
收起
簡介
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)物質被人體吸收利用。1969年，聯合國糧食及農業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織(FAL/WHO)食品添加劑聯合專家委員會確認乳酸鏈球菌素可作為食品防腐劑。1992年3月中國衛(wèi)生部批準實施的文件指出：“可以科學地認為乳酸鏈球菌作為食品保藏劑是安全的”。它能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細菌，如肉毒梭菌，金黃色葡萄球菌，溶血鏈球菌，利斯特氏菌，嗜熱脂肪芽抱桿菌的生長和繁殖，尤其對產生孢子的革蘭氏陽性細菌有特效。乳酸鏈球菌素的抗菌作用是通過干擾細胞v膜的正常功能，造成細胞膜的滲透，養(yǎng)分流失和膜電位下降，從而導致致病菌和腐敗菌細胞的死亡。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已廣泛應用于乳制品、罐頭制品、魚類制品和酒精飲料中。
基本物理信息
化學性質
是乳酸鏈球菌分泌的多肽抗菌素，由34個氨基酸組成。在水中溶解度依賴于Ph值,Ph值2.5時溶解度為12%,Ph值5.0時下降到4%,在中性和堿性條件下不溶于水。Ph值為2時耐熱性好,Ph值大于5時，耐熱性下降。
應用范圍
生產工藝
采用乳酸鏈球菌發(fā)酵生產Nisin，是唯一獲得Nisin的途徑。本文對本實驗室保存的乳酸鏈球菌MEN105菌株進行了培養(yǎng)基和發(fā)酵條件優(yōu)化。首先采用單因素試驗方法，找到了碳源、氮源、磷源和無機鹽等種類的較適因素水平，運用均勻設計進一步優(yōu)化Nisin發(fā)酵培養(yǎng)基，得到的Nisin最適發(fā)酵培養(yǎng)基(g/100mL)為：蔗糖2.93，大豆蛋白胨1.0，酵母膏0.43，Na_2HPO_4為1.89，MgSO_4·7H_2O 0.02。比出發(fā)培養(yǎng)基效價提高了35.8%。采用單因素實驗方法對培養(yǎng)條件進行了優(yōu)化，確定了最適的Nisin發(fā)酵條件：滅菌前培養(yǎng)基pH調至7.5，150mL三角瓶裝20mL，30℃培養(yǎng)24h。在3L自動控制發(fā)酵罐中，比較了自然pH分批發(fā)酵和恒pH 6.5分批發(fā)酵。通過控制pH發(fā)酵，削弱了發(fā)酵過程中產生乳酸導致pH下降對發(fā)酵的抑制作用，Nisin發(fā)酵效價比自然pH發(fā)酵提高了21.9%。
通過不同初始糖濃度發(fā)酵過程的比較，發(fā)現高糖濃度會對乳酸鏈球菌發(fā)酵產生底物抑制作用，并且延長發(fā)酵周期。因此，確定對乳酸鏈球菌進行補糖發(fā)酵，以1%蔗糖濃度作為初始糖濃度，在以上基礎上，考察補糖發(fā)酵對Nisin產量的影響。對數中期的兩種補料方式顯示，2種模式均有效得縮短了發(fā)酵周期，提高了發(fā)酵產量，其中分2次等量補加蔗糖的模式比恒速連續(xù)流加蔗糖模式，效價提高了175IU，比恒pH分批發(fā)酵效價提高了19.2%，達到4673IU/mL。
使用范圍
【應用范圍】
可廣泛應用于肉制品、乳制品、罐頭、海產品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋制品、調味品、釀酒工藝、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妝品領域等中。
1.Nisin在肉制品中的應用；
適用范圍相當廣泛，適合于各類中、西式、高中低檔產品。如，烤肉、火腿、三文治、香腸、法蘭克福腸、高溫火腿腸、雞肉類產品及醬鹵制品。乳酸鏈球菌素能有效地抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽性細菌，如：李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、肉毒梭菌及多種腐敗微生物等，它的防腐效果是很明顯的，能明顯延長2-3倍的貨架期。添加5g/100kg—15g/100kg的乳酸鏈球菌素復合少量其它防腐劑可使低溫肉制品保質期在常溫條件下達三個月以上。
◆西式火腿 西式火腿是一類低溫肉制品，其加工過程營養(yǎng)損失少，且產品較嫩，能維持原汁原味。但未經高溫滅菌，因此易受微生物污染變質。加入適量nisin、乳酸鈉，再加亞硝酸鹽可有效延長產品貨架期，并且降低亞硝酸鹽的使用量。
◆即食臘肉制品 即食臘肉含水量較高，要保持其獨特的耐嚼感，殺菌強度就不能過高。添加Nisin能很好地解決這一問題，Nisin能增加一些細菌對熱的敏感性，且在小范圍內也有輔助殺菌作用，可降低滅菌溫度、縮短滅菌時間，同時能保持很好的色澤和風味。
◆扒雞 扒雞又名五香脫骨雞，有近百年的歷史，是山東的特色名吃，因肉質軟爛，骨肉可以分離而得名。軟包裝扒雞，是選健康童子雞為原料，宰殺后經蜜水澆灌，素油烹炸，再以豆蔻、砂仁、丁香等10多種名貴中藥調味增香、精工扒制而成，但與手工制作的散裝扒雞比較，有肉質過于軟爛，咀嚼性差等缺陷，為提高軟包裝扒雞的質量，在扒雞加工過程中添加Nisin，以降低其滅菌強度，改善扒雞的食用品質。除殺菌溫度由121℃降為105℃外，其它工藝條件不變，保質期可以達到半年以上，且口感也得到改善。
◆牛肉冷卻肉和醬牛肉 Nisin對牛肉冷卻肉有顯著的抑菌作用，細菌總數明顯降低，且保鮮效果隨Nisin 濃度的增加而增強，其有效保鮮濃度為7.5g/100kg。Nisin與食品保鮮劑丙酸鈣無交互作用，與乳酸鈉之間存在協同作用。醬牛肉是傳統(tǒng)的醬肉制品，其加工工藝獨特，產品濃香味厚，持久不變。使用復配后的nisin防腐液能有效降低醬牛肉的細菌總數，延長產品保質期，提高產品品質。
◆泡鳳爪制品 泡鳳爪屬于動物性泡菜，是將發(fā)酵工藝成功用于肉制品生產的新食品。雖然其生產歷史較短，由于其獨特的風味，低脂高蛋白質，膠原蛋白含量豐富，口感細膩，深受廣大消費者的喜愛。但由于水份活性高，膠原蛋白含量豐富，限制了其進行熱力殺菌，因此極易腐敗添加30g/100kg的Nisin對泡鳳爪的貯存、保鮮具有較好、較顯著的作用。
◆烤肉 烤肉常采用優(yōu)質黃牛后腿肉，經過若干工序制作而成的低溫肉制品。產品表層粘有辣椒或咖喱粉，外表干爽，口感鮮嫩，風味獨特，深受消費者喜愛。由于未經高溫滅菌，因此在常溫下不能長期保存。加入nisin后能有效地抑制細菌生長繁殖，28℃下產品保質期從4～5天延長到了20天。
2.Nisin在乳制品中的應用；
◆ 在 pH4 左右的酸奶、果奶中添加 0.05g/kg 乳酸鏈球菌素，經90℃、20分鐘滅菌產品的保質期由常溫下6天延長到一個月以上。 ◆ 經超高溫滅菌、無菌灌裝奶，添加 0.05g/kg乳酸鏈球菌素產品變白率由0.04%降低0。 ◆ 添加0.08g/kg--0.1g/kg乳酸鏈球菌素于罐裝無糖煉乳中可抑制耐熱性孢子的生長，減少熱處理時間 10 分鐘。◆ 添加 0.08g/kg 乳酸鏈球菌素，經121℃、3分鐘(F0=3)的熱處理能使低脂的牛乳，無鹽的奶油，無脂肪的牛乳，調味乳放置于40℃下，仍能保存至六周。 ◆ 在干酪中，添加0.05g/kg—0.1g/kg的乳酸鏈球菌素可解決在干酪加工過程中因耐熱性革蘭氏陽性菌孢子（如肉毒梭菌和其它厭氧梭菌、保加利亞乳桿菌等）引起的腐敗。
3.Nisin在罐頭食品中的應用；
罐頭食品中經常污染一些極為耐熱的細菌芽孢，如嗜熱脂肪芽孢桿菌和熱解糖梭菌的芽孢，一旦條件適宜，它們就會生長，引起產氣、產酸腐敗. 0.1g/kg的乳酸鏈球菌素添加于罐頭食品中，可以使罐頭食品在炎熱的條件下保存2年。并能減少熱處理強度1/2 ，節(jié)省能源，使罐頭食品保持良好營養(yǎng)價值、外觀、風味、色澤，保持產品品質、延長食品保質期，其效果優(yōu)于山梨酸鉀。
4.Nisin在海產品中的應用；
魚、鮮蝦等海鮮制品以其美味及高營養(yǎng)價值深受人們喜愛，且多冷食，因易腐敗變質，易遭受李斯特菌和E-肉毒桿菌的污染，控制半成品、成品中的細菌數就顯得十分重要。加入0.1g/kg--0.15g/kg的Nisin就可抑制腐敗細菌的生長和繁殖，延長產品的新鮮度和貨架期。以生蝦肉為主料，加工的蝦肉糜，一般只有2d的保質期，加入nisin后可使保質期達到60~70天。
◆ 在豆奶、花生牛奶等中添加乳酸鏈球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保質期延長3倍以上。 ◆內酯豆腐中添加 0.1g/kg 的乳酸鏈球菌素，能使保質期延長5倍以上。◆ 豆干中添加0.1g/kg的乳酸鏈球菌素、復合少量其它防腐劑，經合適的滅菌，保質期可達6個月。
6/Nisin在果汁飲料中的應用；
引起果汁和果汁飲料酸敗的原因來自酸土芽孢桿菌，該菌是一種耐酸且耐熱的產芽孢桿狀細菌。它是適于25℃-60℃，pH2.5-6.0 的環(huán)境下生長繁殖，在飲料生產和用水過程中均有酸土芽孢桿菌的存在，很容易被帶入果汁和果汁飲料的產品中引起果汁類產品的腐敗。添加0.05—0.1g/kg 乳酸鏈球菌素，經巴氏滅菌可以阻止存活的酸土芽孢桿菌孢子的生長和繁殖，防止產品的腐敗，達保質要求。
7.Nisin在液體蛋及蛋制品中的應用；
0.05g/kg—0.1g/kg 乳酸鏈球菌素添加到蛋制品中，可有效抑制引起產品腐敗的耐熱性孢子，將原來保存期 7 天的蛋制品的保質期延長到1個月以上。
8.Nisin在調味品中的應用；
9.Nisin在釀酒工藝中的應用；
由于乳酸鏈球菌素不能抑制酵母菌，因而可用于啤酒、果酒及其它酒類產品來防止乳酸菌引起的腐敗?！?洗滌酵母：乳酸鏈球菌素可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸洗法清除酵母菌中污染的乳酸菌，保持酵母原有的生命力、發(fā)酵力和凝聚力。添加1g/kg-1.5g/kg的乳酸鏈球菌素于酵母漿中混合均勻后放置4-6小時即可?！?減少巴氏滅菌時間：在巴氏滅菌后，加入0.01g/kg—0.05g/kg乳酸鏈球菌素到成品中?！?抑制細菌：發(fā)酵前加入0.025g/kg—0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，成品酒中殘留0.01g/kg—0.05g/kg即可。在葡萄酒的主發(fā)酵和后發(fā)酵中，加入0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，可防止發(fā)酵過程中短乳桿菌、葡萄明串珠菌、干酪乳桿菌引起的污染。
10.Nisin在烘焙食品中的應用；
11.Nisin在方便食品中的應用；
12.Nisin在熱處理密封包裝食品中應用；
許多經熱處理密閉包裝的食品，在加工過程中，高強度的殺菌會影響食品的品質，而低溫熱處理又不能殺滅耐熱孢子，達不到保質的要求。如在該類食品中添加0.05g/kg— 0.2g/kg 的乳酸鏈球菌素，就可以解決上述問題。
13.Nisin在香基香料領域的應用；
在香基香料加工中，Nisin可降低滅菌溫度，減少滅菌時間，能有效殺死或抑制產品中各種有害微生物，如對細菌、大腸桿菌、革蘭氏陰性菌、李斯特氏菌等都有較強的抑制作用，延長產品保質期，提高產品品質。在膏狀香精中添加0.2g/Kg的乳酸鏈球菌素、0.1g/Kg的納他霉素和山梨酸鉀可抑制其中的各種有害微生物的生長。
14.Nisin在化妝品領域的應用；
化妝品中含有的油脂、膠質、多元醇、蛋白質以及水分，為微生物的生長創(chuàng)造了條件。在制造過程、包裝過程、包裝物本身以及消費者使用化妝品時，都有可能使化妝品受到微生物污染。使用本產品，可使化妝品免受微生物污染，延長產品的貨架壽命和使用壽命，確保產品的安全性，防止消費者因使用受微生物污染的產品而引起可能的感染。
15.Nisin在醫(yī)藥領域的應用；
為了保證藥品的安全性和有效性，藥品必須符合相應的衛(wèi)生學要求。但有些藥品的有效組分沒有足夠的抗菌防腐能力，在這些成品制劑中加入適當的本品可以有效控制微生物的生長，提高保質期.
【限量】
GB2760-2011規(guī)定: 單位：g/kg
01.0 乳及乳制品（ 01.01.01 、01.01.02、13.0 涉及品種除外）0.5
04.03.02.04 食用菌和藻類罐頭0.2
06.04.02.02 其他雜糧制品（僅限雜糧灌腸制品）0.25
06.07 方便米面制品 0.25
08.02 預制肉制品0.5
08.03 熟肉制品0.5
09.04 熟制水產品（可直接食用） 0.5
10.03 蛋制品（改變其物理性狀） 0.25
12.03 醋0.15
12.04 醬油0.2
12.05 醬及醬制品0.2
乳酸鏈球菌素NISIN作為防腐劑的優(yōu)點
乳酸鏈球菌素的毒性可以忽略
乳酸鏈球菌素的穩(wěn)定性極高
乳酸鏈球菌素可被人體消化吸收
乳酸鏈球菌素天然、綠色
安全性極好
安全性
特性
溶解性
乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種淺棕色固體粉末，使用時需溶于水或液體中，且于不同pH值下溶解度不同。如在水中（pH=7），溶解度為49.0mg/ml（Nisin）；若在0.02M鹽酸中，溶解度為118.0mg/ml（Nisin）；在堿性條件下，幾乎不溶解。
穩(wěn)定性
乳酸鏈球菌素（Nisin）的穩(wěn)定性也與溶液的PH值有關。如溶于PH=6.5的脫脂牛奶中，經85℃ 巴氏滅菌15分鐘后，活性僅損失15%，當溶于PH=3的稀鹽酸中，經121℃15分鐘高壓滅菌仍保持100%的活性，其耐酸耐熱性能優(yōu)良。
抑菌性
乳酸鏈球菌素（Nisin）能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細菌，如乳桿菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特別是對產芽孢的細菌如芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌有很強的抑制作用。通常，產芽孢的細菌耐熱性很強，如鮮乳采用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90%，還有10%的芽孢細菌不能殺滅。若鮮乳中添加0.03-0.05g/kg Nisin就可抑制芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌孢子的發(fā)芽和繁殖。
安全性
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