細菌素的應用與發展研究

摘 要:細菌素是一類具有抑菌活性的蛋白質，可以抑制許多革蘭氏陽性菌。概述了細菌的分類、抑菌機理以及在食品工業中的應用。

關鍵詞:細菌素;抑菌機理;食品工業

中圖分類號:R

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0315-01

1 細菌素與抗生素的區別

細菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生長，兩者的區別主要基于它們合成、作用方式、抗菌譜及毒理、抗藥性機制之間的不同。1981年Hurst指出，既然細菌素不用于醫學，可以將其稱為“生物學食品防腐劑”。

細菌素通常是通過核糖體來合成，是真正的蛋白質類物質;而抗生素是通過酶促反應將初級代謝物轉變為結構性的二級代謝物，諸如短桿菌肽S等，通過酶促反應把氨基酸轉變為結構復雜的化合物。細菌素與抗生素的根本差別是:大部分細菌素只對近緣關系的細菌有損害作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環境。因此，細菌素的使用，可以部分減少甚至取代抗生素的使用。

2 細菌素的抑菌范圍

細菌素通常由革蘭氏陽性菌產生并可以抑制其它的革蘭氏陽性菌，如乳球菌、葡萄桿菌、利斯特氏桿菌等，對大多數的革蘭氏陰性菌、真菌等沒有抑制作用。對于第一類細菌素可以抑制許多革蘭氏陽性菌，如Nisin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孢子;嗜酸乳桿菌和發酵乳桿菌產生的細菌素對乳桿菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜熱鏈球菌有抑制作用。

3 細菌素的應用

3.1 細菌素在食品業的應用

細菌素由于無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，并可以抑制或殺死一些食物腐敗菌，具有一定的熱穩定性，易被人體消化道的部分蛋白酶降解，因此不會在體內積蓄引起不良反應，也不會影響抗生素的活性，在食品中易擴散，使用較方便，同時也不污染環境因而受到食品業的青睞。作為乳酸菌的產物，Nisin的使用已有了很長的一段歷史。

部分細菌素已廣泛用于肉類工業、奶制品工業、釀酒和糧食加工等。在西方，細菌素已用于奶制食品中，可以抗Clostridial和Listeria。例如，Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生長，并已成為巴氏滅菌精制奶、糊狀食品最有效的防腐劑。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐敗，延長貨架期。由于Nisin在偏酸性下較穩定，且易溶解，所以在酸性罐頭食品中添加比較合適，同時還可降低罐頭的滅菌強度，提高罐頭的品質。Nisin在酒精飲料中應用也比較廣泛，由于Nisin對酵母菌沒有抑制作用，所以對發酵沒有任何影響，并可以很好地抑制革蘭氏陽性菌，保證產品質量。目前Nisin在全世界范圍內的各種食品中得到了應用。現在許多研究證明，產生細菌素的發酵劑在發酵過程中可以防止或抑制不良菌的污染，因而將產細菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加細菌素更好。但細菌素抗菌譜有一定的范圍，為擴大其抑菌范圍，可將幾種細菌素或將其與其它來自于動植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐劑配合使用，利用它們的協同作用，增強抑菌范圍及強度，或與部分化學防腐劑絡合使用，既可增加抑菌范圍又可減少化學防腐劑的使用。

3.2 細菌素在飼料中的應用及展望

細菌素目前廣泛使用于食品中，飼料中應用較少。細菌素在飼料中要廣泛使用，必須具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用細菌素Pediocin AcH對小鼠和兔分別進行皮下注射、靜脈注射和腹腔注射，在免疫研究時發現，Pediocin AcH沒有產生任何不良反應和致死作用。細菌素在食品上的直接使用，也說明了細菌素對動物和人類是安全的。

細菌素在飼料中的應用可以有兩個方面:1)防止飼料本身被沙門氏菌等致病菌污染;2)作為飼料添加劑，防止致病菌對動物腸道的危害。由于細菌素大多抗菌譜比較窄，因此選擇恰當的細菌素既可以防止動物受某些腸道致病菌的危害，而又不至于影響動物腸道其他有益微生物。

產生細菌素的益生菌類乳酸菌，尤其乳桿菌是動物腸道中的優勢菌，這些益生菌產生的細菌素可以對宿主動物胃腸道進行生態調節。隨著益生菌在動物諸如豬、狗、牛胃腸疾病防治方面研究的深入，益生菌的作用，已被越來越多的人們所接受。目前美國飼料益生菌銷售額己超過3000萬美元，主要菌種為嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。但是益生菌的作用效果，并不如預期的那樣理想，這主要是對益生菌的作用機理還不太清楚，從而在選擇菌種方面存在一定的盲目性。因為決定腸道優勢菌的因素，不僅取決于菌種的產酸能力，而且還與菌種是否產生細菌素等因素有關，尤其與菌種的宿主專一性有很大關系。研究腸道微生物類群與細菌素的關系，可以更有效地選擇益生菌菌種，使它們能更好地定植于腸道系統中，發揮出更多的功效。我國于1994年批準使用的益生菌有6種:芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸桿菌和糞鏈球菌為腸道正常微生物，芽孢仟菌具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可明顯提高動物生長速度和飼料利用率，于是許多生產廠家將這些菌配合起來進行使用，但是配合以后菌體活性是否受影響卻并沒有作深入研究。據報道(Rogers，1928)，乳酸桿菌產生的細菌素Nisin的抗菌譜中，就包括糞鏈球菌和芽孢桿菌中的一些種，特別是它抑制芽孢的形成，在乳酸桿菌與一些糞鏈球菌和芽抱桿菌聯合使用時，極有可能產生頡抗作用。因此研究細菌素的作用機理，對研究益生菌之間的關系也很有幫助。細菌素不僅具有與抗生素飼料添加劑相似的有益作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環境，所以細菌素將會在飼料中得到廣泛應用。

參考資料

[1]曾志剛，陳英，余柏松.細菌素產生菌的篩選及其細菌素的分離純化[J].中國抗生素雜志，2003.

[2]李亞玲.乳酸片球菌細菌素的分離純化及理化性質研究[D].天津大學，2007.