乳酸链球菌素(Nisin)及其在食品工业中的应用
乳酸链球菌素(Nisin)及其在生鲜乳中的应用
作者 简 介 ： 桂 兰 （９７～）硕 士 ， 苏农 林 职 业技 骆 １７ ， 江 术 学院 畜牧 兽 医 系， 师 。 教
２ １ ０ ０年 第 ４期
乳酸链球菌素是世界上公认无毒 的天然食 品 防腐剂 ， 是至今唯一允许用作食 品防腐剂的生物抑 制剂 ， 它是 一 种 多 肽 物 质 ， 用 后 在 消 化 道 中很 快 食 被 一 胰 凝 乳 蛋 白 酶 消 化 成 氨 基 酸 。 英 国 Ａ ｌ ＆Ｂ ｒ ｔ公 司 检 测 了从 世 界 ３个 洲 ９个 国 家 ｐｉ ｎ ａｒ ｔ ｅ 采 集 到 的 ２ １ 牛奶 样 品 ， 果 发 现 １９份样 品 中 ５份 结 ０ 含有可产 Ｎｓ ｉｎ的乳酸链球菌。说明这种物质早就 ｉ 天 然存 在于 人们 日常食 用 的牛奶 中 。 对 Ｎｓ ｉｎ的毒 性 和生 物 学研 究 ，其 中包括 致 癌 ｉ 性 、 活性 、 生性 、 存 再 血液 化 学 、 肾功 能 、 功 能 、 脑 应 激 反 应 及 动物 器 官 病理 学 等 研 究 ，结果 表 明 Ｎｓ ｉｎ ｉ 是 安 全 的 。它 的半 致 死 剂量 约 为 ７ ０ ｍ ／ｇ ｗ， ００ ｇ ． 与 ｋｂ 普通食盐相近。 ３ 在 生鲜乳 中应用 乳牛的乳房 内并不是处于无菌状态 ， 即使是从 健康牛乳房 刚挤出的牛乳中微生物数量极少 ， 但挤 乳 操 作 过 程 中与挤 乳 环 境 和 挤乳 容 器 的 接触 或乳 房疾 病 等 各 种 因 素 均 能 增 加 牛 乳 中 微 生 物 数 量 和
条件下 （ 如冷冻 、 加热 、 降低 ｐ Ｈ和 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ处理 ）一 ， 些 Ｇ菌 （ 一 如沙 门氏菌 、大肠杆菌 、假单胞菌等 ） 对 Ｎｓ ｉ ｎ敏感 。 ｉ Ｎｓ ｉｎ对 菌 营养 细胞 和芽 孢有 不 同 的抗 菌 机 ｉ 理 。 ｉ ｎ对 营养 细胞 的抗菌 机理 有不 同 的看法 。一 Ｎｓ ｉ 种 观 点认 为 ， ｉ ｎ吸取 于细 胞 膜上 ，可 以抑 制 细胞 Ｎｓ ｉ 壁 中肽 聚糖 的生物 合 成 ， 细胞 膜 和磷 脂 化合 物 的 使 合 成受 阻 ， 导致 细胞 内物 质外 泄 ， 引起 细胞裂 解 。另 种 观 点认 为 Ｎｓ ｉｎ的抗菌 机 理 与 Ｄ Ａ和 Ｄ ｉ Ｈ ＨＢ密 切相 关 ，因为 Ｎｓ ｉｎ中的 Ｄ ｉ ＨＡ和 Ｄ Ｂ能够 与敏 感 Ｈ 菌 株 细 胞 膜 中某 些 酶 的巯 基 发 生 作 用 ，释 放 细 胞 质 ， 成敏 感 细胞 裂解 。Ｎｓ 造 ｉｎ对芽 孢 的作 用是 在其 ｉ 萌发前期及膨胀期破坏其膜 ， 以抑制其发芽过程 。
乳酸链球菌素（NISINPROTM）说明书
乳酸链球菌素（NISINPRO TM）说明书乳酸链球菌素是乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcus lactis ）在受控条件下经发酵产生的细菌多肽，对革兰氏阳性菌具有抑制作用，对酵母菌、霉菌等真菌没有作用。
1969年，FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会（JECFA）对乳酸链菌素的安全性进行了评估，并确定食品的使用范围、使用量、使用方法，编号为：INS234。
目前世界上超过50个国家允许作为食品防腐剂使用。
我国与1998年批准行业标准（QB2394-1998）。
使用范围及使用量：1 G ArrayB 2760-90:罐装、植物蛋白饮料0.2g/kg; 乳制品、肉制品0.5g/kg2 FAO/WHO, 1984: 干酪、干酪制剂12.5mg/kg.3 FDA §184.1（b）（1）：干酪及含水果、蔬菜、肉类的巴氏灭菌干酪涂抹食品4EEC 准用于干酪、罐头食品、包装奶油在澳大利亚和新西兰，它被允许使用在乳酪（调味、搅拌和发酵乳酪）的生产中，最大用量为10mg/kg。
在烘焙食品中的最大用量为250mg/kg。
在奶酪、奶酪制品、含油量小于80%的乳化油、pH4.5的西红柿、啤酒及其相关产品、蛋制品、奶制品、的餐后甜点、酱油、奶油、蛋黄酱、沙拉、调味品中普遍使用。
乳酸链球菌素与食品用食盐和可溶性蛋白质混合，商品名：NISINPro。
包括大约2.5%的乳酸链球菌素。
乳酸链球菌素的抑菌原理：乳酸链球菌素的作用效果由它的浓度所决定。
因此在食物中存在的细菌越多，则需要的乳酸链球菌素就越多。
乳酸链球菌素与细胞壁上的脂质体II形成一个复合体。
然后乳酸链球菌素--脂质Ⅱ联合体插入细胞膜构成细胞膜的小孔，并且使细胞内物质外泄，从而导致细菌死亡或受抑制。
因是乳酸链球菌素穿透革兰氏阴性菌的细胞壁比穿透革兰氏阳性菌更困难。
但是其它的一些处理方式，如：鳌合剂、渗透压、加热、冷冻等，会使乳酸链球菌素对革兰氏阳性菌的作用加强。
生物防腐剂乳酸链球菌素在食品中的应用
生物防腐剂乳酸链球菌素在食品中的应用乳酸链球菌素（Nisin）Nisin是通过现代生物技术，从乳酸乳球菌发酵产物中提取的、具有抗菌活性的多肽物质。
Nisin的主要特点：◤ Nisin进入人体即被体内蛋白酶分解为多种氨基酸，无残留，安全可靠。
◤ 可降低食品灭菌温度，缩短灭菌时间，减少食品营养破坏。
◤ 对引起食物腐败的阳性菌，尤其是耐热芽孢有强烈的抑制作用。
乳酸链球菌素是一种世界公认的、安全的天然生物性食品防腐剂和抗菌剂，主要用于乳和乳制品、肉和肉制品的防腐保鲜。
乳酸链球菌素的发现要追溯到上世纪20年代，1928年，LA.Rogers等美国研究人员首先报道了乳酸链球菌代谢产物能抑制其他乳酸菌的生长。
1947年，A.T.R.Mattick等人发现血清学N群中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质，并从乳酸链球菌发酵液中制备出了这种多肽物质，由于是N群中的乳酸菌所产生的抑菌物质，故命名为N- inhibitory Substance，即N群抑菌物质，简称为Nisin。
Nisin是乳酸链球菌的一种天然产物，对远超过食品应用量的乳酸链球菌素的毒性研究表明，它是无毒的。
由于其对蛋白水解酶(α-胰蛋白酶)特别敏感，因此食用后在消化道内即可很快被蛋白水解酶水解成氨基酸。
1953年，乳酸链球菌素的第一批商业产品Nisaplin在英国面市;1969年，FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会批准乳酸链球菌素可作为一种食品添加剂;1988年，美国食品和药物管理局(FDA)也正式批准将乳酸链球菌素应用于食品中;1990年，我国卫生部食品监督部门签发了乳酸链球菌素在中国的使用合格证明书。
目前已有50多个国家批注允许使用乳酸链球菌素。
法规安全作为一种世界公认的安全的食品防腐剂，很多国家对Nisin 在食品中的添加量都不作任何限制。
拟增加使用范围和用量：▷ 04.02.02.03腌渍蔬菜、04.02.02.04蔬菜罐头、04.03.02加工食用菌和藻类，最大用量为800mg/kg；▷ 07.01面包、07.02糕点，最大用量为500mg/kg。
乳酸链球菌素在食品中的应用分析
食品科技乳酸链球菌素在食品中的应用分析曲建平1,2，卢 昕1,2，徐文泱1,2（1.湖南省产商品质量检验研究院，湖南长沙 410017；2.食品安全监测与预警湖南省重点实验室，湖南长沙 410017）摘 要：乳酸链球菌素是一种常见的天然防腐剂。
本文对乳酸链球菌素的基本概念及其在国内外食品领域中的限量要求、使用范围、本底含量和风险评估研究情况进行综述，并总结了乳酸链球菌素的常见的检测方法，以期为乳酸链球菌素的合理、科学应用提供参考。
关键词：乳酸链球菌素；食品；检测Application Analysis of Nisin in FoodQU Jianping1,2, LU Xin1,2, XU Wenyang1,2(1.Hunan Province Institute of Quality Inspection, Changsha 410017, China; 2.Hunan Provincial KeyLaboratory of Food Safety Monitoring and Early Warning, Changsha 410017, China)Abstract: Nisin has been viewed as one of the most popular natural preservatives. This paper summarizes the basic concept of nisin and its limit requirements, application scope, background content and risk assessment in the field of food at home and abroad, and summarizes the common detection methods of nisin, in order to provide reference for the rational and scientific application of nisin.Keywords: nisin; food; testing1 乳酸链球菌素概述1.1 乳酸链球菌素的基本概念乳酸链球菌素又称为乳球菌肽或乳链菌肽，是乳酸链球菌产生的多肽类抗菌物质，是在乳酸菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对革兰阳性菌（尤其是亲缘性较近的细菌）具有抑制作用的杀菌蛋白或多肽（30～60个氨基酸残基）[1]。
乳酸链球菌素的研究进展
乳酸链球菌素的研究进展摘要：本文介绍了乳酸链球菌素（Nisin）的分子结构、性质、抗菌机理和生产的研究进展；综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状，并对其应用前景进行展望，以期为乳酸链球菌素的进一步研究提供参考.关键词：乳酸链球菌素，抗菌机理，食品工业，应用Abstract：Nisin is an antibacterial multipeptide produced by certain strain of Lactococcus lactis．It is a high efficiency and nopoisonous effect natural biopreservative．This paper comprehensive described research exploitation and progress about produce and applies of nisin．Key words：nisin；preservative；research and progress乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂，是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。
乳酸链球菌素本身具有许多优良性质：首先，容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解，不会在体内蓄积而引起不良反应，并且对食品的色、香、味等无不良影响。
使用它还可以降低杀菌温度，减少热处理时间，因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状，同时还可节省能耗。
Nisin本身具有热稳定性，并耐酸、耐低温贮藏，Nisin 作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用1、乳酸链球菌素的研究现状1．1乳酸链球菌素的分子结构Nisin）亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，是目前最常用的生物防腐剂，它是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成。
分子式为C143H228N42037S7，分子量为3510。
乳酸链球菌素及其在食品中的应用研究进展
乳酸链球菌素及其在食品中的应用研究进展高蕾蕾;李迎秋【摘要】Nisin is a natural biological preservative.It has good antibacterial effect, thermal stability, wide antimicrobial spectrum of gram-positive bacteria, and non-toxic side effects to the human body.Thus, nisin has good preservative effect in food industry.Mainly introduce the molecular structure, classification, correlation characteristics antimicrobial mechanism of nisin and its application in food industry, which has a vital significance to the further research.%乳酸链球菌素(Nisin)是一种天然的生物防腐剂,Nisin具有抑菌效果好,耐热稳定性,对革兰氏阳性菌抑菌谱广,对人体无毒副作用等特点,在食品行业中的防腐保鲜效果良好.文章对Nisin的结构、分类、特性、抑菌机理及其在食品中的应用进行了详细的阐述,对以后进行深入的研究具有非常重要的意义.【期刊名称】《中国调味品》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】5页(P157-160,165)【关键词】乳酸链球菌素;抑菌;食品;应用【作者】高蕾蕾;李迎秋【作者单位】齐鲁工业大学食品科学与工程学院,济南 250353;齐鲁工业大学食品科学与工程学院,济南 250353【正文语种】中文【中图分类】TS202.3乳酸链球菌素又称为乳链菌肽，简称为Nisin，它是由34个氨基酸残基组成的抗菌多肽，可以有效地抑制革兰氏阳性菌，尤其是细菌芽孢［1］。
乳酸链球菌素的性能及其在肉制品中应用
乳酸链球菌素的性能及其在肉制品中应用摘要：乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。
本文简要介绍乳酸链球菌素的特性、优越性、抑菌机理、抑菌效用以及在肉制品中的应用，表明乳酸链球菌素是理想的食品防腐剂。
关键词：乳酸链球菌素；特性；抑菌；肉制品；应用前言：肉制品由于营养丰富，风味独特而一直受到人们的喜爱，同时因其有较高的营养成分，为各种微生物的生长提供了一个良好的场所，从而导致肉品容易腐败，货架期缩短。
为了达到更长的货架期，有必要在肉制品中适当添加一些防腐保鲜剂。
随着人们生活水平的提高和对食品安全意识的增加，肉制品中的防腐剂也必然将向天然、绿色的方向发展。
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、酶法转化或者发酵等技术生产的天然生物性食品防腐剂逐渐受到人们的重视[ 1 ]。
乳酸链球菌素（Nisin）是一种高效、无毒的天然防腐剂，也是唯一一种可作为防腐剂应用于食品的细菌素。
目前，已有包括中国、美国、英国在内的50多个国家和地区将其作为一种天然食品防腐剂使用。
1乳酸链球菌素简介乳酸链球菌素也称乳链菌肽或尼生素，是从乳酸乳球菌乳酸亚种一些菌株产生的一种细菌素，首次发现于1928年[ 2 ]。
Nisin为白或略带黄色的结晶粉末或颗粒，其相对分子质量为3510，活性形式常是二聚体或四聚体，它是由34个氨基酸残基组成的多肽，该多肽由羊毛硫氨酸、β–甲基羊毛硫氨酸、脱氢丙氨酸及β–甲基脱氢丙氨酸等不常见的氨基酸组成。
到目前为止，发现Nisin 的种类包括A、B、C、D、E和Z六种，对NisinA和NisinZ研究较多，二者的区别仅在于A的第27位氨基酸为组氨酸，而Z的第27位氨基酸为天冬氨酸，其抗菌特性几乎无差别[ 3 ]。
2乳酸链球菌素的特性2.1溶解性Nisin是一种白色或灰白色的固体粉末，使用时需溶于水或液体中，它的溶解度主要取决于溶液的pH值，在水中的溶解度随pH的下降而升高。
天然防腐剂在食品工业中的应用及发展
天然防腐剂在食品工业中的应用及发展Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT天然防腐剂在食品工业中的应用与发展崔英双（涪陵榨菜集团有限公司重庆涪陵 408000）摘要：本文阐述了天然防腐剂在食品工业中的应用及发展前景，并对几种常用的天然防腐剂及其作用机理作了介绍。
关键词：天然防腐剂 Nisin 纳他霉素溶菌酶鱼精蛋白克聚糖1．食品防腐剂现状随着我国改革开放的进一步深入，食品工业已经成为国民经济的三大支柱产业之一。
在食品工业中,各类食品的防腐保鲜始终是一个亟待解决的重要问题,据估计,全世界每年约有10%~20%的食物损失于各种腐败,食品腐败变质不仅会使食品丧失营养价值,还会造成食物中毒。
虽然干制、腌制、加热、罐藏等许多传统的保存方法已被广泛应用，但正确、合理、科学地使用食品防腐剂，对食品进行防腐保鲜，仍是国内外食品防腐保鲜的主要手段，是食品防腐、保鲜系统工程的重要一环。
食品防腐剂一般分为化学防腐剂和天然防腐剂，过去人们大都使用化学防腐剂，比如苯甲酸、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸脂类等。
但经长期的研究，发现一些合成防腐剂有诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题，如苯甲酸盐可能会引起食物中毒现象，亚硝酸盐和硝酸盐可能会生成致癌的亚硝胺。
对于这些添加剂国家卫生部门制定了严格的标准并严格控制。
但只要食品企业严格按照食品添加剂使用的卫生标准进行生产，同样可以最大限度地发挥食品防腐剂的作用，保证食品安全。
随着人们生活水平的提高，人们对于防腐剂的要求也越来越高，不但要求防腐剂安全、无毒而且要求防腐剂的营养化、功能化。
天然食品防腐剂具有抗菌性强、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，不但对人们身体健康没有害处，相反，有些防腐剂还具有一定的营养价值。
因此，近年来天然防腐剂的研究和开发利用成了食品工业的一个热点。
经过许多科学家多年的精心研究，现已开发了多种天然防腐剂，如：Nisin、霉克、克聚糖等。
天然食品防腐剂——乳酸链球菌素
天然食品防腐剂——乳酸链球菌素©2009-3-23国家食物与营养咨询委员会缪存影（浙江师范大学化学与生命科学学院，金华321004）摘要：本文介绍了乳酸链球菌素的理化性质、抗菌机理、安全性及检测方法的研究进展，综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状。
关键词：食品防腐剂；乳酸链球菌素；抗菌机理；检测方法；应用防腐剂作为食品保鲜和贮藏的重要食品添加剂，其安全性日益受到食品加工行业的关注与重视。
在食品加工中采用纯天然的食品防腐剂、保鲜剂，生产出满足消费者需求的绿色食品，这将是防腐剂研究开发领域的重点。
乳酸链球菌素（Nisin）是一种乳酸菌代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物，被认为是一种高效、天然、绿色食品防腐剂。
1 乳酸链球菌素的研究开发动态早在1928年，美国学者Rogers和Whitter首先发现乳酸链球菌的代谢产物能抑制乳酸杆菌的生长；1933年，Whitehead及其合作者观察到，野生乳酸链球菌能抑制干酪制作中乳酸菌的生长和酸的产生，并发现抑制乳酸菌生长的乳酸链球菌代谢产物实质上是一种多肽，并分离出这种物质；1947年，Mattick和Hirsch研究发现血清学N群中的一些乳酸链球菌产生具有蛋白质性质的抑制物，证明该物质可抑制许多革兰氏阳性菌，并将其命名为“NISIN”，取自“Ninhibitorv substance”。
1953年乳酸链球菌素的第一批商业产品——Nisaplin在英国面市，Nisin作为商品进入市场；1969年联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO／WHO）食品添加剂联合专家委员会确认Nisin可作为食品添加剂；1971年，Gross和Morell阐明了Nisin分子的完整结构；1988年，Buchman等克隆了编码Nisin前体的结构基因并测定了DNA序列；1991年，Mulders等发现Nisin有2个天然变异体——NisinA和NisinZ。
我国于1990年开始批准使用Nisin。
乳酸链球菌素
Ｎｉｓｉｎ乳酸链球菌素Ｎｉｓｉｎ是从乳酸链球菌发酵产物中提制的一种多肽抗菌素类物质,是一种世界公认的安全的天然生物性食品防腐剂和抗菌剂。
早在1928年,Ｒｏｇｅｒｓ和ｗｈｉｔｔｉｅｒ就发现乳酸链球菌的代谢产物能够抑制部分革兰氏阳性菌的生长。
1944年Ｍａｔｔｉｃｋ和Ｈｉｒｓｃｈ发现血清学Ｎ群中的一些乳酸链球菌能产生蛋白类抑菌物质,命名为Ｎ＿ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙＳｕｂｓｔａｎｃｅ即Ｎ群抑菌物质,简称为Ｎｉｓｉｎ]。
1951年,Ｈｉｒｓｃｈ等人应用Ｎｉｓｉｎ到食品保藏中,成功的抑制了由产气梭状芽孢杆菌引起的奶酪腐败,极大改善了奶酪的品质。
1953年由英国的阿普林和巴雷特公司首次以商品的形式出售了这种新的防腐剂———乳酸链球菌素。
1969年,ＦＡＯ/ＷＨＯ食品添加剂联合专家委员会批准Ｎｉｓｉｎ作为一种生物型防腐剂应用于食品工业。
1988年美国食品和药物管理局(ＦＤＡ)也正式批准将Ｎｉｓｉｎ应用于食品中。
我国在ＧＢ2760—86中批准Ｎｉｓｉｎ可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品中。
迄今为止,Ｎｉｓｉｎ已在全世界约60多个国家和地区被用作防腐剂。
1.Ｎｉｓｉｎ的特性1.1分子结构Ｎｉｓｉｎ分子由34个氨基酸残基组成,分子式为Ｃ143Ｈ228Ｎ42Ｏ37Ｓ7,分子量为3510。
Ｎｉｓｉｎ分子结构中包含5种稀有氨基酸即ＡＢＡ、ＤＨＡ、ＤＨＢ、ＡＬＡ-Ｓ-ＡＬＡ和ＡＬＡ-Ｓ-ＡＢＡ,它们通过硫醚键形成五个内环,其活性分子常为二聚体或四聚体。
二聚体分子量为7000,四聚体分子量为14000。
经过几十年的研究,人们已发现Ｎｉｓｉｎ分子有6种类型,它们分别是Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｚ,其中以ＮｉｓｉｎＡ和Ｚ两种类型的研究最为活跃。
ＮｉｓｉｎＡ与ＮｉｓｉｎＺ的差异仅在于氨基酸顺序上第27位氨基酸的种类不同。
ＮｉｓｉｎＡ是组氨酸(Ｈｉｓ),而ＮｉｓｉｎＺ是天门冬酰胺(Ａｓｎ)。
资料表明,同样浓度下ＮｉｓｉｎＺ的溶解度和抗菌能力都比ＮｉｓｉｎＡ强。
乳酸链球菌素
河南商业高等专科学校毕业论文题目乳酸链球菌素及在食品工业中的应用学号09050402021班级09食品02班专业食品加工技术系别食品系作者姓名吕丹丹完成时间2011-11-05指导教师邹建职称讲师乳酸链球菌素及其在食品工业中的应用摘要乳酸链球菌素，又称乳球菌肽或乳链菌肽，是目前用于食品中为数较少的生物防腐剂之一。
由于乳酸链球菌素对许多革兰氏阳性菌，特别对产孢子的革兰氏阳性菌有很强的活性，加之它对人体安全无毒，展示了乳酸链球菌素在食品工业中的前景。
本文介绍了乳酸链球菌素的理化性质：分子结构、溶解性和稳定性、抑菌性以及安全性。
本文还介绍了乳酸链球菌素在酒精饮料、肉制品、乳制品、等食品中的应用。
关键词：乳酸链球菌素；天然防腐剂；应用世界上每年约有20%以上的粮食及食品因腐败变质而造成巨大浪费和经济损失，变质食品还会危及人的身体健康，因食品变质导致食物中毒的事件时有发生，所以，在食品工业中，防腐剂是一个重要的添加剂。
食品防腐剂按来源不同可分为三类：天然防腐剂、化学合成防腐剂、生物防腐剂。
由于化学防腐剂一般在较低的pH介质中以分子状态存在，并有一定的副作用，在允许的使用量下，对食品风味仍有一定的影响，所以难以满足现代食品加工的需要。
20世纪50年代以后，生物防腐剂的出现，以高效、低毒、天然的特征弥补了化学合成防腐剂的不足，具有广阔的发展前景。
乳酸链球菌素，又称乳球菌肽或乳链菌肽，英文名为 Nisin。
是目前用于食品中为数较少的生物防腐剂之一。
乳酸链球菌素是Rogers于1982年首次发现的。
1914年，Mattick和Hirsch证明该物质可抑制许多革兰氏阳性菌，并将这种活性物质称为Nisin。
1969年，FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。
由于乳酸链球菌素对许多革兰氏阳性菌，特别对产孢子的革兰氏阳性菌有很强的活性，加之它对人体安全无毒，展示了乳酸链球菌素在食品工业中的前景。
天然食品防腐剂——乳酸链球菌素
天然食品防腐剂——乳酸链球菌素©2009-3-23国家食物与营养咨询委员会缪存影（浙江师范大学化学与生命科学学院，金华321004）摘要：本文介绍了乳酸链球菌素的理化性质、抗菌机理、安全性及检测方法的研究进展，综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状。
关键词：食品防腐剂；乳酸链球菌素；抗菌机理；检测方法；应用防腐剂作为食品保鲜和贮藏的重要食品添加剂，其安全性日益受到食品加工行业的关注与重视。
在食品加工中采用纯天然的食品防腐剂、保鲜剂，生产出满足消费者需求的绿色食品，这将是防腐剂研究开发领域的重点。
乳酸链球菌素（Nisin）是一种乳酸菌代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物，被认为是一种高效、天然、绿色食品防腐剂。
1 乳酸链球菌素的研究开发动态早在1928年，美国学者Rogers和Whitter首先发现乳酸链球菌的代谢产物能抑制乳酸杆菌的生长；1933年，Whitehead及其合作者观察到，野生乳酸链球菌能抑制干酪制作中乳酸菌的生长和酸的产生，并发现抑制乳酸菌生长的乳酸链球菌代谢产物实质上是一种多肽，并分离出这种物质；1947年，Mattick和Hirsch研究发现血清学N群中的一些乳酸链球菌产生具有蛋白质性质的抑制物，证明该物质可抑制许多革兰氏阳性菌，并将其命名为“NISIN”，取自“Ninhibitorv substance”。
1953年乳酸链球菌素的第一批商业产品——Nisaplin在英国面市，Nisin作为商品进入市场；1969年联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO／WHO）食品添加剂联合专家委员会确认Nisin可作为食品添加剂；1971年，Gross和Morell阐明了Nisin分子的完整结构；1988年，Buchman等克隆了编码Nisin前体的结构基因并测定了DNA序列；1991年，Mulders等发现Nisin有2个天然变异体——NisinA和NisinZ。
我国于1990年开始批准使用Nisin。
乳酸链球菌素产品特性及应用领域介绍
乳酸链球菌素产品特性及应用领域介绍在食品工业中防腐剂是最重要的添加剂之一，食品防腐剂一般分为合成防腐剂和天然防腐剂。
目前我国大量使用的还是苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、对轻基苯甲酸醋类等化学合成防腐剂。
但经长期的研究发现，一些合成防腐剂有诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题。
天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐无法比拟的优点。
因此，近年来研究者把目光投向天然防腐剂的开发。
目前，现已开发出乳酸链球菌素、溶菌酶、昆虫抗菌肤和鱼精蛋白天然防腐剂，其中被广泛应用的是乳酸链球菌素。
迄今为止，乳酸链球菌素已在全世界约60多个国家和地区被用作防腐剂。
1、乳酸链球菌素的特性1.1分子结构Nisin由34个氨基酸残基组成，它们通过硫醚键形成五个内环，其活性分子常为二聚体或四聚体，分子量为3510，分子式为。
在天然状态下主要有两种形式，分别为NisinA和NisinZ的分子结构，其结构式如图1所示。
NisinA是NisinZ的变体，NisinZ分子在其第27位上以天冬氨酸代替了NisinA的组氨酸。
NisinZ比NisinA的扩散能力增强，抗菌活性更高。
图1 NisinA和NisinZ的分子结构1.2 溶解度纯净的Nisin是一种白色易流动的粉末，使用时需溶于水或液体中。
Nisin的溶解度随溶液的pH下降而显著增加。
在pH=2时，溶解度为57.0mg/ml；在中性和碱性条件下，几乎不溶解，pH=8时，溶解度为0.25mg/ml。
作为食品防腐剂应用的浓度不能超过0.25mg/ml，所以，Nisin的溶解度在应用中不会存在任何问题。
1.3 稳定性Nisin沸点为2967℃，闪点>110℃，和其他防腐剂一样，Nisin的活性和抑菌效果受pH因素的影响，pH值为2时耐热性好，pH值大于5时，耐热性下降。
据报道，在pH=6.5 的脱脂牛奶中，经85℃巴氏灭菌15min后，活性仅损失15%；当溶于pH=3的稀HCI中经121℃、15min高温灭菌仍能保持100%的活性，因此乳酸链球菌素的耐酸、耐热性能优良。
乳酸链球菌素(Nisin)的特性及应用
1Nisin的概述乳酸链球菌素——Nisin从1980年起被FDA允许用作食品添加剂[1]。
Nisin最早发现于1928年[2]，1947年被命名为Nisin[3]，第一次商业化应用是在1957年，由Aplin&Barrett出品，其产品被命名为Nisaplin。
目前，已经有超过60个国家和地区批准Nisin作为一种纯天然食品防腐剂和保鲜剂使用，被广泛用于乳制品、肉制品、罐装食品、酒精饮料、酱菜和巧克力中。
Nisin在1971年由Gross和Morrell确定为含有34个氨基酸的小分子肽，存在翻译后修饰，一般带有一个羊毛硫氨基酸，四个β-甲基羊毛硫氨基酸和一些不常见的氨基酸残基如脱氢丙氨酸和脱氢酪氨酸。
Nisin通常带有硫醚键形成的分子内环，这种环状结构，是其破坏细胞膜完整性的一个重要的性质，这种环状结构维持了肽的刚性，并保护它不受蛋白酶和热降解的影响[4-5]。
Nisin对部分革兰氏阳性菌如单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和藤黄微球菌(Micrococcus luteus)等具有较强的抑制作用，其本身是一种无臭无色无味的低毒物质[6-9]。
一般认为Nisin对芽孢的杀灭作用大于对营养型微生物的杀灭作用，这是由于它具有抑菌作用而非杀菌作用[10]。
Nisin有多种不同的类型，A、Z、F、Q和U型等，Nisin Z和A的区别在于第27位的氨基酸由组氨酸变为天冬酰胺（His27Asn），Nisin P由Streptococcus suis和Streptococcus gallolyticus subsp.pasteurianus产生[11-12]。
乳酸链球菌素（Nisin）的特性及应用■李仲玄程强姚蒙蒙胡聪买尔哈巴·艾合买提王晓冰张日俊斯大勇*（中国农业大学饲料生物技术实验室动物营养学国家重点实验室，北京100193)摘要：乳酸链球菌素（Nisin）是食品药品监督管理局(FDA)允许用作食品添加剂的天然肽类细菌素，其在畜牧和医学中同样具有巨大的应用前景，但Nisin在应用中仍存在较多问题，例如它的降解、与食品成分的相互作用均会限制它的使用，文章简要讨论Nisin在应用中存在的问题以及新进展和新前景。
乳酸菌素及其乳酸链球菌素在食品中的应用
乳酸菌素及其乳酸链球菌素在食品中的应用姜旭德;张春华【摘要】乳酸菌素是在乳酸菌代谢过程中产生的具有活性的抗菌蛋白或多肽,是一种高效、无毒的天然食品防腐剂.对乳酸菌素的抑菌机理、安全性和在食品工业中的应用作了全面系统的综述.【期刊名称】《中国乳业》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】3页(P60-62)【关键词】乳酸菌素;乳酸链球菌素(Nisin);抑菌机理;安全性;应用【作者】姜旭德;张春华【作者单位】黑龙江民族职业学院;黑龙江民族职业学院【正文语种】中文随着我国食品工业的快速发展和人们食品安全意识的增强，近年来，食品中防腐剂的添加问题越来越受到关注。
食品防腐剂一般分为合成防腐剂和天然防腐剂，合成防腐剂的使用较为广泛，但其诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题不容忽视。
近年来对于天然防腐剂的研究成为防腐剂研究领域的热点。
在世界各国，利用乳酸菌发酵来保藏食品有着悠久的历史。
乳酸菌发酵过程中产生的乳酸、有机酸等对腐败菌的抑制作用被人们充分认识。
但是，在乳酸菌代谢过程中所产生的乳酸菌素的抑菌作用，却是人们在后来的研究中才逐渐发现的。
乳酸菌素是大多数乳酸菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类低分子量多肽或蛋白质物质，对亲缘性较近的细菌具有抑菌活性，可以抑制食品中的致病菌和腐败菌，包括蜡状芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭状芽胞杆菌、单核细胞增生李斯特菌、产气荚膜梭菌等。
乳酸菌素本身是一种蛋白质、多肽或前体多肽类物质，可以被肠道系统的水解蛋白酶分解，对肠道微生物菌群没有不利影响。
而且产生乳酸菌素的乳酸菌一般被认为是安全的，所以乳酸菌素作为一种无毒副作用的天然防腐剂，越来越多地受到各国研究者的关注。
因其同时具有热稳定性、耐热性等特性，在食品工业中的应用也具有广阔的市场前景。
乳酸菌素主要有2 种分类方法，基于分子量、热敏性等特性一般将乳酸菌素分为四类：羊毛硫抗生素（I）、肽类乳酸菌素（Ⅱ）、蛋白类乳酸菌素（Ⅲ）、复合型乳酸菌素（Ⅳ）。
乳酸链球菌素(Nisin)在食品中的应用
白食 品最 大使 用量为 ０２ ／ｇ ．ｇ 。乳制 品 、 ｋ 肉制品最 大使
用量为 ０ ｋ ， ．ｓ ｓ 一般 参考用 量为 ０１ ／ － ．ｇ ｓ ｌ ５／ ．ｇ ｇ ０２ ／ ￣。 ｋ ｋ “
均能抑制这些微生物的腐败作用 ，从而减少 高温处理 强度 ， 改善产品品质 ， 有效地延长产 品的货架寿命 。
Ｎｓ 还可用于防止酸奶 的后 酸化 。 ａ ａ ｃｉ ｉｎ ｉ Ｙ ｍ ｕｈ 等㈣
人 们 在 开 始 食 用 乳 制 品 时 就 无 意识 地 摄 人 了
Ｎｓ ， ｉｎ 因为它是乳酸链球菌 的天然产物 ， ｉ 人类饮用或食 用含乳链球菌及 Ｎｓ 的乳品 １０ ｉｎ ｉ ０ 多年来 ， 至今未见其
Ｆ ＯＷＨ Ａ ／ Ｏ规定 其 Ａ Ｉ３ ０ ／ｇＬ ５为 ７ ／ｇ 与 Ｄ ：３ ０Ｉ ｋ ，Ｄｏ ｋ ， ０ Ｕ ｇ
３ｐ ）Ｈ值 ： 有效 ｐ Ｈ值范围为 ３ ．。 ） ． ８ ４ 盐的含量 。 ） ５ ０ ５添 加的风味剂种类 。 ） ６ 使用 的包装材料 、 生产环境 的卫生 状 况和产 品加工过程及条件 （ 灭菌方式及灭 菌温度和 时间 ） ） 。７ 货架期 的长短及贮藏温度 。
证 明将乳链菌肽产生菌乳酸乳球菌乳酸亚 种与其它乳
酸菌联合应用 于酸奶 中，发酵过程 中乳链 菌肽的产生
和积累可以抑制产 酸菌株 的生长 ，因而控 制贮存 和运 输过程 中酸度的增加 ， 该项 目已申请 了专利旧。
乳链 菌肽 在乳制 品中的有效防腐作用依赖 于下列
乳酸链球菌素在食品中的应用小结五
2.作用机理
• Nisin 通过抑制营养细胞的肽聚糖等物质的生物合成，
使细胞膜和磷脂化合物的合成受阻，导致细胞内物质
外泄从，分使细子胞水裂解平；上探寻Nisin 抑菌 •机Nis理in 单一体直中的是DH研A （究脱热氢丙点氨，酸）所和持DH观B（点β－甲基 不脱 生氢作一丙用，氨；酸但）N可以is与in敏感吸型附细胞在膜生中某物些细酶的胞巯基发 •质Nis膜in 能上消是耗敏杀感菌细胞的的质前子提驱动已力成； 为人们 •共Nis识in 属，于分“孔歧道在形成于蛋白N”is，i可n使如K＋何从进胞浆一中流出， 步导致作AT用P 泄。漏，胞外水分子进入，从而引起细胞自溶；
空鲜羊包肉装中新，鲜加牛入肉N等is。in通能过够试有验效证✓是 一抑目明国理制前标化，T挥指中在V发标用B冷－性于. 藏盐N评条基值价件氮肉、下（质细的T鲜菌V真度B总-空的N数唯包)值和装
pH 值上升，从而达到保鲜目的。但经Nisin 处理的样品存在液
汁流失过多、口味偏酸等缺点。
• Rayman 等提出，Nisin 可作为一种有效替代物，以减少火腿 中发色剂用量。Nisin 在一定程度上能延长红肠保质期， 但单
• Nisin 应用于白酒制造中，试验表明，Nisin 能有效阻止长膜状 明串球菌、啤酒片球菌和乳酸杆菌的生长，防止了杂菌侵袭。 刘月琴等从试验中得出结论：Nisin 可有效抑制啤酒制造过程 中革兰氏阳性腐败菌的生长。对厌氧菌污染比较严重的啤酒厂 ，添加Nisin 可保证啤酒质量和风味的一致性。
四、乳酸链球菌素在食品中的应用
3.在酒精饮料中的应用
• 啤酒在生产中易受乳酸杆菌和啤酒片球菌的侵袭，发生浑浊、 酸变、发黏等现象。以不加Nisin 的啤酒为对照，探讨Nisin 的 保鲜作用，结果表明,加入10 IU/mL Nisin 的啤酒存放期延长了 1 倍。在啤酒工业中，Nisin 能使啤酒花对嗜热性细菌的杀菌作 用增强，在发酵过程中，剩余的Nisin 仍能抑制细菌繁殖， 而 对啤酒酵母的发酵特性无任何不良影响。
乳酸链球菌素的研究进展
乳酸链球菌素的研究进展作者：李梵来源：《现代食品》 2019年第8期◎ 李?梵(河南省食品药品审评查验中心,河南?郑州?450000)Li?Fan(Henan Food and Drug Evaluation and Inspection Center, Zhengzhou?450000, China)摘?要:防腐剂是食品中使用比较广泛的添加剂,乳酸链球菌素是一种高效、无毒的纯天然生物防腐剂。
本文主要研究了乳酸链球菌素的结构及理化性质、抑菌机理及其在食品行业中的应用。
关键词:乳酸链球菌素;防腐剂;食品Abstract:Preservative is used widely in food additives, nisin which it is a high-efficiency and non-poisonous effect natural biopreservative. This paper reviewed the research progress in physical and chemical structure of nisin properties, antibacterial mechanism and application in the food industry.Key words:Nisin; Preservative; Food中图分类号:TS202.3乳酸链球菌素是一种天然的防腐剂,英文名字是Nisin,是N型血清中的乳酸链球菌通过代谢过程合成的一种小肽,这种小肽的杀菌作用非常强,不具有毒性,可以作为食品防腐剂[1]。
1?乳酸链球菌素的结构及理化性质1.1?结构乳酸链球菌素是由核糖体合成的小蛋白质抗菌素,包含常见氨基酸(丝氨酸、苏氨酸和半胱氨酸)转录后修饰引进的脱氢残留(脱氢丙氨酸和脱氢酪氨酸)和硫醚交联的羊毛硫氨酸和β-甲基羊毛硫氨酸。
乳酸链球菌素的分子式为C143H220N42O37S7,相对分子质量为3 510,是由34个氨基酸组成的多肽,N末端为异亮氨基酸,C末端为赖氨酸。
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文章篇号:1007-2764(2003)增刊-0029-096
乳酸链球菌素（Nisin ）及其在食品工业中的应用
幸治梅 刘勤晋
（西南农业大学食品学院 重庆 400716）
摘 要: 介绍了乳酸链球菌素（Nisin）性质，综述了乳酸链球菌素（Nisin）在食品防腐中的应用，以及对微生物防腐剂的发展趋势进行展望。
关键词: Nisin 性质；应用；展望
食品极易受到微生物侵袭而导致腐败，采用防腐剂
延缓腐败是贮存食品的有效手段之一。
但人们发现不少化学防腐剂影响着人体健康，因此寻求广谱、高效、低毒（无毒）、纯天然的食品防腐剂已成为当今食品贮存研究的热点。
而在天然防腐剂中，微生物素防腐剂成为研究、应用的一个重要方面。
其中应用得较广泛的是乳酸菌素（包括乳酸链球菌、乳酸杆菌、啤酒片球菌等产生的抗生素）中的乳酸链球菌素(Nisin)。
1 Nisin 的性质
1.1 Nisin 的结构特点
早在1970年Gross 和Morell 已阐明Nisin 分子的一级结构由34个氨基酸组成，分子式是C 143H 228N 42O 37S 7,平均分子量315Da ，其活性体为二聚体或四聚体，分子量分别为7000和14000。
Nisin 含有4种异常氨基酸，分别是脱氢丙氨酸（DHA ）、β-甲基脱氢丙氨酸（DHB ）、羊毛硫氨酸（ALA-S-ALA ）和β-甲基羊毛硫氨酸（ABA-S-ALA ），它们通过硫醚键形成5个环。
到目前为止，已发现Nisin 的种类包括A 、B 、C 、D 、E 和Z ，对Nisin A 和Nisin Z 研究较多，区别在于NisinA 的第27位AA 为His ，而Nisin Z 的第27位AA 为Asn ，其抗菌特性几乎无差别[1,2],其分子结构见下图所示。
1.2 Nisin 的理化性质
Nisin 作为一种白色易流动的粉末，其溶解度随pH 值的不同而不同，易溶于酸性溶剂，在0.02mol/L 的盐
酸中具有最大溶解度为118.0mg/L [3]；
随着碱性增强，生物活性也减弱。
在pH6.5，85℃经15min 加热，其活性损失15%，而当Nisin 溶于pH3的盐酸中经121℃，15min 加热仍能保持100%的活性。
Nisin 作为一种多肽类物质，添加于食品中不会被其中的微生物分解，对人体无毒害作用，但对蛋白水解酶（胰酶、唾液酶、消化酶等）很敏感，人食后在消化道内很快被水解成氨基酸，并且不改变肠道内的正常菌落，也不会与常用的其他抗生素（如青霉素、链霉素等）产
生交叉抗性，是一种安全的防腐剂。
1.3 Nisin 的抑菌性
Nisin 能抑制大部分G +菌的生长，包括产芽孢杆菌（如肉毒芽孢杆菌），耐热腐败菌（如嗜热脂肪芽孢杆菌），生孢梭菌等，而对酵母菌和霉菌无效，但在一定的条件下（如冷冻、加热、降低pH 值和经EDTA 及其它表面活性剂处理）对部分G -菌也有致死作用。
Nisin 对G +菌营养细胞的作用是在细胞膜上构建依靠膜电位的、短期存在的通道，使膜电位丧失，能量产生停止和细胞质中必需小分子组分流失，最后细胞解体；而对芽孢的作用是在芽孢萌发前期及芽孢膨胀期破坏其膜，以抑制其发芽过程。
2 Nisin 在食品工业中的应用
Nisin 不含任何非天然物质，对人体健康无毒害作用，在食品中添加定量Nisin ，不但对食品的色、香、味、口感等无副作用，而且有助于增进食品营养价值，降低其加工能耗。
2.1 在肉制品中的应用
肉制品的主要污染菌是G +菌， Nisin 作为G +菌抑制剂广泛应用在肉类加工中。
Rayman 等(1981)提出[4]，Nisin 可作为腌制肉制品中硝酸盐的替代剂或佐剂，以减少或避免亚硝胺类物质对人体健康的威胁。
如在烟熏火腿时，加入3000IU/ml Nisin ，37℃能放56d 不变质，使
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硝酸盐用量由原来的150ppm减为40ppm，同时也能抑制其中杂菌的生长[5]。
Graciela M等(1991)研究发现，乳酸菌发酵剂能抑制香肠中乳杆菌、李斯特菌、金黄色葡萄球菌和广泛G+菌的生长繁殖。
袁秋萍认为从生产成本和防腐效果考虑Nisin在香肠中的适宜添加量为0.3g/kg[6]。
2.2 在乳及乳制品中的应用
经巴氏消毒的乳制品中仍存在肉毒梭菌，贮存中会产生一定毒素。
Taraka等(1986)研究表明：在巴氏处理后的干酪中加入500~1000IU/ml Nisin能抑制肉毒梭菌的生长和毒素的产生，同时还能降低食盐和磷酸盐用量。
Shehata等研究表明，少量Nisin添加于奶油巧克力生产中，能降低能耗，延长货架期。
在新鲜奶中加入Nisin 30~50 IU/ml， 35℃下可使其货架期延长一倍[7]；罐装炼乳中添加80~100IU/ml Nisin能减少10min灭菌时间。
UHT奶中添加20IU/ml Nisin能完全抑制嗜热细胞菌芽孢的生长；在冷冻乳类甜点食品中添加50~100IU/mlNisin后可延长货架期4~6倍[8]。
2.3 在酸性罐头中的应用
Nisin在酸性下稳定性、抑菌性好，所以适用于酸性罐头食品的防腐。
使用100～200IU/ml Nisin能有效阻止抗热微生物的生长繁殖，降低杀菌温度和缩短杀菌时间，同时保证酸性罐头食品的营养、风味和外观。
2.4 在啤酒酿造中的应用
乳杆菌和啤酒片球菌是啤酒酿造中常见的污染菌，Ogden K(1985)实验得出，只需在啤酒中加入1000IU/ml Nisin，则可除去杂菌，延长货架期，降低巴氏消毒强度，增强啤酒的品质和风味[9]。
Radle F(1981)也曾报道，把Nisin应用于白酒酿造中，有效阻碍了肠膜状明串珠菌、啤酒片球菌和乳酸杆菌的生长，防止了杂菌污染。
为了能提高葡萄酒的稳定性，建议向1000L 葡萄汁中添加30～50g Nisin，预先经充分搅拌，将它溶解于少量的果汁中。
2.5 方便食品中的应用
添加少量的Nisin于色拉酱、冷盘、面点和汤类等方便食品中，能有效抑制酵母菌、细菌的生长繁殖，效果可以和山梨酸盐等化学防腐剂媲美,且能使盐浓度下降为7%~9% 。
3 展望
Nisin发酵活力低，成本高，大力进行Nisin的基础研究和开发应用，可以从以下几方面着手:
3.1 采用基因重组技术构建高产、广谱抗性菌株，以期获得抗菌效果更好的天然防腐剂。
3.2 通过分子改造技术来改变微生物细胞的分子结构，使之具有更强的适应新环境的能力，生产出抗菌性能强、抗菌谱更大的天然防腐剂。
3.3 将微生物防腐剂与动植物或矿物防腐剂配合使用，以增强抗菌作用。
如将Nisin与EDTA或其他表面活性剂配合使用，可扩大其抗菌谱，能抑制G-菌；将Nisin 与纳他霉素配合使用可使抑菌谱互补。
参考文献
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9丁燕,杜金华.乳酸链球菌素(Nisin)的特性及其在啤酒工业中的应用. 酿酒[J]. 2002,29(1):41～44
Antimicrobial Additive And Its Application In Food Industry
Xing Zhimei, Liu Qinjin
(Department of Food Science, Southwest Agriculture University, Chongqing, 400716)
Abstract: This article introduced the character of antimicrobial Nisin and expatiated Nisin antisepticising to food, as well as prospected the development of microorganism anticorrosive additive.
Keywords: character of Nisin; application; expectation
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