摘要：乳酸鏈球菌素(NISIN)是由乳酸鏈球菌產生的一種高效
、無毒
、安全
、無副作用的天然食品防腐劑。本文簡要介紹乳酸鏈球菌素的特性、優越性、抑菌機理
、抑菌效用以及在肉製品中的應用，表明乳酸鏈球菌素是理想的食品防腐劑。

關鍵詞：乳酸鏈球菌素；特性；抑菌；肉製品；應用

前言：肉(rou)製(zhi)品(pin)由(you)於(yu)營(ying)養(yang)豐(feng)富(fu)
，風(feng)味(wei)獨(du)特(te)而(er)一(yi)直(zhi)受(shou)到(dao)人(ren)們(men)的(de)喜(xi)愛(ai)，同(tong)時(shi)因(yin)其(qi)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)營(ying)養(yang)成(cheng)分(fen)，為(wei)各(ge)種(zhong)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)長(chang)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)場(chang)所(suo)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)肉(rou)品(pin)容(rong)易(yi)腐(fu)敗(bai)
，貨(huo)架(jia)期(qi)縮(suo)短(duan)。為(wei)了(le)達(da)到(dao)更(geng)長(chang)的(de)貨(huo)架(jia)期(qi)，有(you)必(bi)要(yao)在(zai)肉(rou)製(zhi)品(pin)中(zhong)適(shi)當(dang)添(tian)加(jia)一(yi)些(xie)防(fang)腐(fu)保(bao)鮮(xian)劑(ji)。隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao)和(he)對(dui)食(shi)品(pin)安(an)全(quan)意(yi)識(shi)的(de)增(zeng)加(jia)
，肉(rou)製(zhi)品(pin)中(zhong)的(de)防(fang)腐(fu)劑(ji)也(ye)必(bi)然(ran)將(jiang)向(xiang)天(tian)然(ran)

、綠色的方向發展。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
、酶法轉化或者發酵等技術生產的天然生物性食品防腐劑逐漸受到人們的重視[1]。乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種高效、無毒的天然防腐劑，也是唯一一種可作為防腐劑應用於食品的細菌素。目前

，已有包括中國、美國、英國在內的50多個國家和地區將其作為一種天然食品防腐劑使用。

1
、乳酸鏈球菌素簡介

   乳酸鏈球菌素也稱乳鏈菌肽或尼生素，是從乳酸乳球菌乳酸亞種一些菌株產生的一種細菌素，首次發現於1928年[2]。Nisin為白或略帶黃色的結晶粉末或顆粒


，其相對分子質量為3510
，活性形式常是二聚體或四聚體
，它是由34個氨基酸殘基組成的多肽
，該多肽由羊毛硫氨酸、β–甲基羊毛硫氨酸、脫氫丙氨酸及β–甲基脫氫丙氨酸等不常見的氨基酸組成。到目前為止，我們發現Nisin的種類共有A/B/C/D/E和Z六種，對NisinA和NisinZ研究較多，二者的區別僅在於A的第27位氨基酸為組氨酸
，而Z的第27位氨基酸為天冬氨酸
，其抗菌特性幾乎無差別[3]。

2、 乳酸鏈球菌素的特性

2.1溶解性

    Nisin是一種白色或灰白色的固體粉末
，使用時需溶於水或液體中，它的溶解度主要取決於溶液pH值，在水中的溶解度隨pH下降而升高,即pH在5.0時溶解度為4g/100ml，pH在2.5時溶解度為12g/100ml，pH等於或大於7.0時溶解度約為0

，幾乎不溶解
，產品中由於含有乳蛋白，其水溶液呈輕微的混濁。所以在應用時，一般先用鹽酸溶解後再加入到食品中。

2.2穩定性

    Nisin的穩定性主要取決於溫度
，pH值，基質等因素
，Nisin在酸性條件下呈現最大的穩定性
，其熱穩定性隨著pH的增加而減弱[2]。當Nisin溶於pH=3的稀鹽酸中，經121℃
、15min高壓滅菌，仍能保持100%的活性。當pH超過4時，特別是加熱條件下，它在水溶液中的分解速度加快
，活力降低
；在pH等於5.0時
，滅菌後喪失40%活力
；pH等於6.8時，滅菌後喪失90%活力。但在乳酸鏈球菌素加入食品後，由於受到牛奶、肉湯等中的蛋白質大分子的保護，其穩定性將大大的提高。

3、乳酸鏈球菌素的優越性

3.1高效抑菌

    Nisin不抑製革蘭氏陰性菌、酵母和黴菌，專抑製革蘭氏陽性菌，特別是細菌芽孢。如對金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、肉毒梭菌

、嗜熱脂肪芽孢杆菌以及利斯特氏菌等多種腐敗菌和食物病原菌有強烈的抑製作用。隻要在食品中添加Nisin就可對革蘭氏陽性菌具有強烈的抗菌活性，它與其他防腐劑聯合使用能增強其抑菌作用
，獲得較寬的抑菌譜，如乳酸和Nisin合用能抑製肉中的金黃色葡萄球菌和沙門氏菌。Nisin和螯合劑合用時能有效地減少革蘭氏陰性菌的數量

，如Nisin與檸檬酸鹽、磷酸鹽合用也能提高其對革蘭氏陰性菌的抑菌效果。

3.2安全性高

    Nisinshiruzhongcunzaideyizhongtianranchengfen，qianbainianlaibeirenmenshiyongweijianduxingwenti，qishengchanjunzhongcongnaizhongfenli，caiyongfajiaofangfahuodechanwu
，wulifangfatiqu，meiyouhuaxuefanyingguocheng。rusuanlianqiujunsuduidanbaimeitebiemingan，jinrurentihoukebeixiaohuadaoα­-胰凝聚蛋白酶降解為多種氨基酸，可吸收，無殘留，不產生抗藥性，不影響人體益生菌，與其它抗生素不產生交叉抗性。研究證明Nisin是安全的
，LD50為7000mg屬實際無毒級。1992年3月，我國衛生部在批準實施的文件中就明確指出：“可以科學的認為乳酸鏈球菌素作為食品保藏劑是安全的[ 4 ]。”

4

、乳酸鏈球菌素的抑菌機理

    目前對Nisin的抑菌機理尚不完全清楚，人們普遍認為Nisin的作用機理類似於陽離子表麵活性劑，影響細菌胞膜以及抑製革蘭氏陽性菌胞壁的形成。孔洞機製和共價修飾機製學說是解釋Nisin抑菌機理的兩種重要學說。

    孔洞機製學說認為
，Nisin的抑菌作用分兩步完成。第一步是乳酸菌素吸附於敏感細胞表麵上。Nisin是一個疏水、帶正電荷的小肽
，它作用於革蘭氏陽性菌細胞壁上帶負電荷的陰離子如磷壁酸

、糖醛酸、酸性多糖
、磷脂。第二步是與細胞膜結合形成管狀結構，引起細胞膜的滲漏，導致小分子量的細胞成分如氫離子、鉀離子、氨基酸、核苷酸(ATP/ADP)等物質迅速流出，引起膜內外能差的消失
，並對DNA、RNA蛋白質和多糖等物質的生物合成產生抑製作用，從而起到抑菌的作用[5]。

    共價修飾機製學說認為Nisin的活性位點（脫水丙氨酸和脫水丁氨酸）與靶細胞膜的-SH發生反應，從而改變細胞膜的性質，導致靶細胞的死亡。

5、Nisin在肉製品中的應用

    Nisin很早就已在國外應用於肉製品中，並廣泛應用於肉類、魚類的防腐保鮮。據研究，在不影響香腸

、火huo腿tui色se澤ze和he防fang腐fu效xiao果guo的de情qing況kuang下xia加jia入ru乳ru酸suan鏈lian球qiu菌jun素su

，可ke使shi亞ya硝xiao酸suan鹽yan含han量liang明ming顯xian降jiang低di。在zai魚yu類lei防fang腐fu方fang麵mian
，乳ru酸suan鏈lian球qiu菌jun素su還hai具ju有you延yan遲chi熏xun製zhi魚yu中zhong存cun在zai的de肉rou毒du梭suo菌jun芽ya孢bao毒du素su形xing成cheng的de作zuo用yong。Rayman(1981)發現亞硝酸鹽同乳酸鏈球菌素結合使用具有協同作用
，Nisin可作為一種有效的替代物
，減少火腿中發色劑的用量。Nisin能有效控製肉製品中微生物的生長，尤其是抑製產生毒素的肉毒梭狀芽孢杆菌的活性，並且Nisin本身呈酸性，能降低周圍介質的pH值

，因而能降低殘留的亞硝酸鹽含量，減少亞硝胺的形成。另外，在加工過程中
，過分的熱處理會明顯改變肉製品的質地及外觀，加入Nisin後僅需45%的熱處理即可延長其貯存期。Nisin在我國肉製品的應用僅限於研究階段。

5.1在香腸中應用

    在(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)香(xiang)腸(chang)生(sheng)產(chan)中(zhong)，普(pu)遍(bian)使(shi)用(yong)亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)等(deng)發(fa)色(se)劑(ji)進(jin)行(xing)發(fa)色(se)並(bing)抑(yi)製(zhi)肉(rou)毒(du)梭(suo)狀(zhuang)芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun)的(de)生(sheng)長(chang)

，隨(sui)後(hou)亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)與(yu)肉(rou)毒(du)素(su)反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)醃(yan)製(zhi)紅(hong)色(se)和(he)醃(yan)製(zhi)風(feng)味(wei)。當(dang)人(ren)們(men)食(shi)用(yong)香(xiang)腸(chang)的(de)同(tong)時(shi)
，也(ye)食(shi)用(yong)一(yi)定(ding)量(liang)的(de)亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)，與(yu)體(ti)內(nei)的(de)胺(an)類(lei)物(wu)質(zhi)作(zuo)用(yong)生(sheng)成(cheng)一(yi)種(zhong)強(qiang)烈(lie)的(de)致(zhi)癌(ai)物(wu)質(zhi)--亞硝胺化合物，若添加Nisin到香腸中可降低亞硝酸鹽的用量，又能有效地延長香腸的保質期。據袁秋萍的試驗表明，按傳統工藝製作的香腸

，亞硝酸鹽的添加量為0.15g/kg
，經檢測菌落總數為12000個/g
，若添加0.2g/kg Nisin
，亞硝酸鹽的添加量減少到0.04g/kg，則香腸中的菌落總數降低到3200個/g
，抑菌效果明顯，而且香腸的色
、香
、味與傳統的比較，沒有明顯的區別[6]。

5.2在豬肉絲中的應用

    目前，在豬肉絲等肉幹製品的生產中
，普遍使用山梨酸鉀作為防腐劑
，由於山梨酸鉀適用於pH5.5以(yi)下(xia)的(de)食(shi)品(pin)防(fang)腐(fu)，而(er)肉(rou)類(lei)製(zhi)品(pin)是(shi)中(zhong)性(xing)食(shi)品(pin)
，因(yin)此(ci)山(shan)梨(li)酸(suan)鉀(jia)對(dui)肉(rou)類(lei)製(zhi)品(pin)的(de)防(fang)腐(fu)效(xiao)果(guo)不(bu)甚(shen)理(li)想(xiang)。袁(yuan)秋(qiu)萍(ping)采(cai)用(yong)乳(ru)酸(suan)鏈(lian)球(qiu)菌(jun)素(su)代(dai)替(ti)山(shan)梨(li)酸(suan)鉀(jia)進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)

，添(tian)加(jia)量(liang)為(wei)0.4 g/kg時，所有稀釋度均無菌落生長[6]，這說明革蘭氏陰性菌在煮製、加(jia)料(liao)燒(shao)幹(gan)及(ji)烘(hong)培(pei)等(deng)工(gong)序(xu)中(zhong)已(yi)被(bei)完(wan)全(quan)殺(sha)滅(mie)，受(shou)到(dao)熱(re)損(sun)傷(shang)的(de)耐(nai)熱(re)芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun)此(ci)時(shi)也(ye)基(ji)本(ben)上(shang)完(wan)全(quan)被(bei)控(kong)製(zhi)，其(qi)抑(yi)菌(jun)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)優(you)於(yu)山(shan)梨(li)酸(suan)鉀(jia)，在(zai)口(kou)感(gan)上(shang)，添(tian)加(jia)Nisin的樣品口味純正
，有利於提高產品的質量。

5.3在烤肉中的應用

    焦曉霞為了適當的延長烤肉的貨架期，考慮在烤肉中添加適量的Nisin，進行了大量試驗。在其方案一中，Nisin的抑菌效果並不理想，樣品在28℃恒溫保存5-6d

，就發生了質變酸敗；在方案二中，另加入了0.04%的山梨酸
，效果比空白實驗的保質期延長了一星期之久
；在方案三中，找出了一種更有效便捷的添加方式，保質期得到了大大的延長。因此，從她的實驗來看，在烤肉中添加適量的Nisin對抑製細菌生長繁殖，延長產品的保質期確實起到了一定作用
，產品的保質期可以從28℃的4﹣5d延長到了20d[7]。

5.4在冷卻牛肉中的應用

    山東農大的羅欣[8]（2000）將Nisinshoucitianjiayuniuroulengquerouzhong，yongyuniuroudebaoxian。tantaolebutongnongduderusuanlianqiujunsuduigaodangniuroudebaoxianxiaoguo
，yijiyuqitaleixingdefangfubaoxianjizhijiandexianghuzuoyong。luoxinjiangxianniurouzai2℃條件下經24h預冷
，用不同濃度的Nisin溶液浸漬30s
，瀝幹，真空包裝，80℃熱水浸漬2s，4℃下貯存觀察。結果表明，75mg/L的Nisin在牛肉冷卻肉的保鮮中起到明顯的抑菌作用，細菌總數明顯降低，且保鮮效果隨質量分數的增加而增強。Nisin與食品常用保鮮劑丙酸鈣間無交互作用
，與乳酸鈉具有協同作用，與山梨酸鉀具有拮抗作用。

5.5在扒雞中的應用

    為了提高扒雞的質量

，延長貨架期

，還連棟[9]（2000）等將Nisin添加於扒雞生產中，這樣可以降低殺菌溫度，使扒雞的食用品質得到改善
，保質期達半年以上。銀象生物化工廠提供的肉用型Nisin，用量為0.1 g/kg
，軟包裝扒雞從原殺菌溫度121℃降為105℃，其他工藝條件不變
，貨架期也可以達到半年以上
，口感與散裝扒雞接近，被消費者認可。

5.6在西式切片火腿中的應用

    火腿切片，一般是先熟化後再切片包裝。為防止二次汙染
，研究人員在切片中添加Nisin，在無菌化包裝條件下
，延長火腿切片的保質期。孫京新在試驗中添加Nisin300IU/g，延長貨架期達到28天，若與1.5%乳酸鈉聯合使用則能達到70天
，並且降低了亞硝酸鹽的含量[10]。

5.7在其他的肉製品中的應用

    孔保華應用Nisin進行紅腸保鮮，顯著地降低了細菌總數，在一定程度上能延長紅腸的保質期，但單獨使用效果不是很理想，最好能與其他辦法結合使用[11]。楊瑞得出即食臘肉製品中Nisin的最佳用法為：1g/L溶液浸漬，加熱至80℃，時間8分鍾[12]。武運通過試驗表明，在冷藏條件下的真空包裝鮮羊肉中加入Nisin能夠有效地抑製鮮羊肉中細菌總數和pH值的上升，從而達到保鮮的目的，但也發現

，經Nisin處理的樣品存在液汁流失過多和口味偏酸等特點，有待進一步研究解決。

    以上眾多應用表明
，在肉製品加工過程中，添加Nisin都能有效延長產品的貨架期。但要想獲得理想的效果
，Nisin必須與其他防腐劑進行科學合理的搭配，這樣才能使產品達到更為理想的保鮮效果。

6
、乳酸鏈球菌素的效用

    乳酸鏈球菌素最主要的效用是有效抑製引起食品腐敗的細菌、孢子和毒素的產生，延長食品貨架期

；同時它又是一種食品品質改良劑，降低滅菌溫度，縮短熱處理時間，減少營養成分的損失，提高製品的營養價值；它也能改進食品的品質
、風味、結構
、顏色等性狀
，促進良好風味的形成，它對食品的色
、香、味
、口感不產生副作用；可取代或部分取代化學防腐劑，以滿足生產健康食品

、綠色食品的需要；節省能源，節省工時，降低生產成本
，增加有效工作時間；它是一種多肽，可被人體內的酶降解

、消化
，乳酸鏈球菌素對蛋白水解酶如胰蛋白酶、胰酶、唾液酶和消化酶特別敏感
，但對粗製凝乳酶不敏感；降低pH值
，減少腐敗，改良肉製品結構；促進發色，降低亞硝酸鹽殘留量，減少亞硝胺的形成。

    Nisin既(ji)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)食(shi)品(pin)的(de)保(bao)藏(zang)時(shi)間(jian)，又(you)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)滅(mie)菌(jun)溫(wen)度(du)
，具(ju)有(you)這(zhe)樣(yang)雙(shuang)重(zhong)作(zuo)用(yong)的(de)食(shi)品(pin)防(fang)腐(fu)劑(ji)是(shi)不(bu)多(duo)見(jian)的(de)，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)滅(mie)菌(jun)溫(wen)度(du)，這(zhe)在(zai)食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)中(zhong)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)使(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。Nisin的問世，最重要的貢獻是解決了食品行業短時間低溫滅菌的難題，並從根本上改善了食品的口味。

7
、展望

    天然食品防腐劑取代化學合成防腐劑是一種必然的趨勢


，乳酸鏈球菌素作為一種天然、高效、安全


、無毒副作用的食品防腐劑，應用前景十分廣闊。乳酸鏈球菌素在今後的研究方向是繼續加強Nisin與其它防腐劑
、柵欄因子和現代技術的協同效應研究。在我國天然防腐劑的研究、開發雖比較晚，但隨著人們生活水平和綜合素質的提高，天然防腐劑將會在21世紀的中國大展宏圖，必將對人類健康發揮巨大的作用。

參考文獻
[1]王歲樓，食品生物技術[M]，北京：海洋出版社，1998：12
[2]郝利平，食品添加劑，中國農業，2004，3
[3]萬素英

，食品防腐與食品防腐劑[M]，北京：中國輕工業出版社1998：147
[4]淩天庭，天然食品添加劑手冊[M]
，北京：化學工業出版社，2000
[5]湯鳳霞，蔡慧農
，微生物防腐劑Nisin的研究與應用[J]食品科技，2002(11)：46-47.
[6]袁秋萍
，乳酸鏈菌素在肉製品中的應用[J]，食品工業科技
，1998
，⑷：27-28
[7]焦曉霞，乳酸鏈球菌素在烤肉中的應用研究，肉類工業，2000，⑻：23-24
[8]羅欣， Nisin在牛肉冷卻肉保鮮中的應用研究，食品科學

，2000，⑶：53-57
[9]還連棟，乳酸鏈球菌素在扒雞生產中的應用

，肉類工業
，2000，⑿：27-28
[10]孫京新，Nisin，乳酸鈉添加於西式火腿延長貨架期壽命的研究

，中國畜產與食品，1999，⑵：56-58
[11]孔保華，Nisin在紅腸中的應用，1997，⑴：42-45
[12]楊瑞，乳酸鏈球菌素在即食臘肉製品保藏應用中的研究.食品工業科技，2000
，⑵：48-58