微生物防腐劑在食品保鮮中的應用研究

周炳奎

【摘 要】本文介紹了微生物天然防腐劑的來源，微生物防腐劑在食品加工過程中的應用，相關領域的最新研究及其發展前景和發展方向。

【關鍵詞】微生物；防腐；食品加工

防腐劑是用于保持食品原有品質和營養價值為目的食品添加劑，它能抑制微生物的生長繁殖，防止食品腐敗變質而延長保質期。目前世界上食品工業中常用的防腐劑以化學合成防腐劑居多，而化學合成防腐劑的誘癌性、致畸性和易引起食物中毒等問題使開發廣譜、高效、安全、穩定的天然防腐劑已成為食品科學研究的熱點之一。天然防腐劑不但對人體健康無害，而且還具有一定的營養價值，隨著研究的深入，被揭示的天然抗菌物質越來越多。根據天然防腐劑的來源，將其分為三類，天然植物中提取，來源于動物的天然防腐劑，來源于微生物類的天然防腐劑。

1 微生物防腐劑概述

隨著生物技術的不斷發展，利用動植物或微生物的代謝產物等為原料。經提取、酶法轉化或發酵等技術生產生物型的食品防腐劑逐漸受到人們的重視。新型生物防腐劑是指從生物體通過生物培養、提取和分離獲得的具有抑制和殺死微生物的生物活性物質。微生物防腐劑是近年來開發的一個熱點，具有抗菌性強、安全無毒、水溶性好、熱穩定性好、作用范圍廣等合成防腐劑無法比擬的優點。

2 微生物防腐劑的種類及應用

2.1 乳酸鏈球菌素（Nisin）

由細菌產生的抑菌物質稱為細菌素（bacterloom）。它是一種多肽或多肽與糖和脂的復合物。目前，國內外對乳酸菌（包括乳球菌、片球菌、乳桿菌和明串球菌）所產細菌素的研究較深入，已經發現了幾十種細菌素。細菌素是由某些細菌在代謝過程中產生，其中有些作為發酵菌種的細菌素，它對動物無毒副作用，無抗原性，其抑菌范圍廣，可以殺死或抑制食物中一些腐爛菌和病原菌.井有一定的熱穩定性，既能延長食品的保質期，又不會破壞食品的風味與組織特態。

部分細菌素已廣泛地應用于肉類工業、奶制工業、釀酒和糧食加工等領域。目前，在食品應用中研究得最透徹、已被廣泛應用的是乳酸鏈球菌素Nisin，也稱尼生素，是由屬于N血清型的某些乳酸乳球菌（Lactococcus Lactis）在代謝過程中合成和分泌的具有很強殺菌作用的小肽。乳酸鏈球菌素是由多種氨基酸組成的多肽類化合物，可作為營養物質被人體吸收利用。1969年，聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織（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。它能有效抑殺革蘭氏陽性細菌，尤其對細菌的芽孢有很好抑制效果。能有效抑制肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌等引起的食品腐敗。乳酸鏈球菌素對微生物的作用機理是由于乳球菌肽對細胞膜的吸附，然后在細胞膜上形成孔洞，從而引起胞內物質泄漏，胞外水分子進入等，引起細胞自溶，養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。現己廣泛應用于乳制品、罐頭制品、魚類制品和酒精飲料中。

Nisin不抑制革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌，專抑制革蘭氏陽性菌，特別是細菌芽孢。Nisin能抑制葡萄球菌屬、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芽孢，這一特性使它被廣泛地應用在經熱處理的包裝食品中作為防腐劑。乳酸鏈球菌素最適活性PH值為3，在堿性條件下溶解度很小，穩定性也差，因此對堿性食品的防腐保鮮效果不顯著。

乳酸鏈球菌素對植物蛋白食品中有如下應用：①在豆奶中添加乳酸鏈球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保質期延長3倍以上。②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。③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。④在花生奶（經預處理使菌落總數少于40個/ml）中，加入0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，常溫下保質期達一個月以上。

2.2 納他霉素（Natamycin）

納他霉素（Natamycin）是一種多烯大環內酯類抗真菌劑，也稱游鏈霉素（Pimaricin），是由納他鏈霉菌受控發酵制得一種白色至乳白色的無臭無味的結晶粉末，通常以烯醇式結構存在。它的作用機理是與真菌的麥角甾醇以及其他甾醇基團結合，阻遏麥角甾醇生物合成，從而使細胞膜畸變，最終導致滲漏，引起細胞死亡。

納他霉素是一種由鏈霉菌發酵產生的天然、廣譜、高效安全的酵母菌及霉菌等絲狀真菌抑制劑，它不僅能夠抑制真菌，還能防止真菌毒素的產生。納他霉素對哺乳動物細胞的毒性極低，對人體無害，很難被人體消化道吸收，而且微生物很難對其產生抗性，是一種高效、安全的新型生物防腐劑。納他霉素是目前國際上唯一的抗真菌微生物防腐劑，1997年我國衛生部正式批準納他霉素作為食品防腐劑。

由于納他霉素的溶解度低，可用其對食品的表面進行處理以增加食品保質期卻不影響食品的風味和口感，主要應用于乳制品、肉制品、發酵酒、果汁飲料等食品的生產和保藏。在焙烤食品中，用納他霉素對生面團進行表面處理，防止酵母和霉菌在食品表面生長。此外，在干酪、香腸、飲料、果醬等生產中，添加一定量的納他霉素，既可防止發霉，又不會干擾其他營養組分。

2.3 ε-聚賴氨酸

ε-聚賴氨酸是鏈霉菌屬的一種放線菌好氣培養的產物，是一種天然的生物代謝產品，安全性高，抗菌性強、適應pH廣，能有效抑制革蘭氏陽性、陰性細菌、真菌、枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、產膜酵母、綠膿桿菌、厭氧細菌等病菌增殖。它具有很好的殺菌能力，熱穩定性高，添加微量即能奏效，不影響風味，是具有優良防腐性能和巨大商業潛力的生物防腐劑，其廣泛用于方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產品、醬類、醬油、魚片和餅干的保鮮防腐中。

2.4 紅曲霉

紅腐乳表面的紅色物質——紅曲霉，俗稱紅曲，是用紅曲霉菌在大米中培養發酵而成的，是一種天然色素，對蛋白質有很強的著色力。同時，紅曲具有很強的殺菌作用，是一種很好的食物防腐劑，在魚和肉上薄薄地敷上一層，對保持食物風味非常有用，即使在盛暑蛆蠅也不敢接近。

2.5 溶菌酶

溶菌酶是一種無毒蛋白質，能選擇性地分解微生物的細胞壁，在細胞內對吞噬后的病原菌起破壞作用從而抑制微生物的繁殖。特別對革蘭氏陽性細菌有較強的溶菌作用，可作為清酒、干酪、香腸、奶油、生面條、水產品和冰淇淋等食品的防腐保鮮劑。

3 微生物防腐劑的發展前景

目前天然食品防腐劑的研究與應用在國外已日趨廣泛，在我國尚屬初級階段，隨著人們生活水平的提高和對身體健康的關注，伴隨著食品工程技術的向前發展，食品行業在市場的推動下積極地向著“綠色”、“天然”的方向發展。天然、安全、高效的功能型食品防腐劑的開發和應用將成為未來開發的熱點。微生物防腐劑以其安全性，無毒副作用的特點越來越受到食品工業的廣泛應用，必將給人類帶來更廉價、更健康、更營養的食品，它將為食品工業的發展開拓更廣闊的前景。

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[責任編輯：丁艷]