溶菌酶(防腐剂)在食品和生物医药中的应用教学内容

溶菌酶（防腐剂）在食品和生物医药中的应用

溶菌酶(Lysozyme)，又称胞壁质酶、球蛋白G、N-乙酰胞壁质聚糖水解酶。此后人们发现溶菌酶广泛地存在于高等动物组织及分泌物、植物及各种微生物中，其中在新鲜的鸡蛋清中含量最高。溶菌酶可选择性地分解微生物细胞壁的同时不破坏其它组织，且本身无毒无害，因而它是一种天然的安全性能很好的杀菌剂、防腐剂，将可广泛应用于食品防腐、医药制剂、日用化工等行业。在我国，溶菌酶的应用范围和应用量还比较有限，但可以预计溶菌酶将会是应用于我国食品工业中一种重要的功能性食品添加剂。

1.溶菌酶在食品中的应用

溶菌酶本身是一种无毒、无害、安全性很高的高盐基蛋白质，且具有一定的保健作用，它能选择性地分解微生物的细胞壁，而不能作用于其它物质，因此被广泛应用于食品保鲜防腐等食品添加剂中。

1.1.溶菌酶在乳制品中的应用

在欧洲,溶菌酶广泛应用于婴儿食品，溶菌酶是一种非特异性免疫因子，对肠道中腐败性细菌有特殊的杀灭作用，人乳与牛乳的主要不同之一即为溶菌酶的含量，将一定量的溶菌酶添加到牛乳及其制品中，使牛乳人乳化，它能够强化血清灭菌蛋白，r一球蛋白等体内防御因子，从而增强婴儿对病菌感染的抵抗力，因此在鲜乳或奶粉中添加一定量溶菌酶，不但可起防腐作用，而且有强化营养的作用，增进婴儿健康。

此外，在乳酪产业溶菌酶也被广泛使用，如在干酪生产中添加溶菌酶可代替硝酸盐，中加入0.001%的溶菌酶，防止干酪产气，可防止香味物质丁酸的损失。

1.2.溶菌酶在肉制品中的应用

低温肉制品，由于保持了鲜肉原有的组织结构和天然成分，营养物质破坏很少，并且口感鲜嫩，营养丰富，因此获得了广大消费者的青睐。但由于肉类冷藏的温度，并不能彻底杀死微生物或抑制其生长繁殖，因此低温肉制品保鲜期短，货架期短，不能满足消费者需求。

溶菌酶本身无毒、无害，可以替代对人体健康有害如苯甲酸及其钠盐等化学防腐剂等，添加到低温肉制品中作为防腐剂，延长食品保质期。采用0.05％溶菌酶和0.05％Nisin混合液用于保鲜猪肉，4 ℃下猪肉可保鲜12d，若采用真空包装保鲜期可达24d，大大提高了冷却肉的保鲜期。

1.3.溶菌酶在水果保鲜上的应用

经过溶菌酶浸泡过的水果，可以有效抑制水果表面细菌的生长繁殖，防止烂果，延长了水果的保鲜期。溶菌酶和甘氨酸按照一定比例涂抹到水果上保鲜效果更加明显。如溶菌酶对草莓的保鲜效果时，溶菌酶0.07% , 氯化钙0.5% , 甘氨酸1.5%的比例下保鲜效果最好。又如在溶菌酶涂膜保鲜杨梅应用中，加入了溶菌酶的处理组，其烂果率、失重率等指标明显优于对照组，分别下降了60％、4.5％；使用单一溶菌酶进行保鲜比溶菌酶与甘氨酸复配使用的效果更好，烂果率、失重率分别下降15％、1.5％

1.4.溶菌酶在海产品和水产品保鲜上的应用

同时目前广泛应用于海产品防腐上，通常用0.05％的溶菌酶、1.5%甘氨酸和3％的食盐溶液中浸渍5min，沥干，常温下保存9d后无异味、无色泽变化。溶菌酶的使用，极大提高了虾、鱼、蛤蜊等水产品的保鲜期，对其储存，运输等带来了很大的方便。

1.5.溶菌酶在低度酒及饮料中的应用

在低度酒中添加溶菌酶不仅对酒的风味无任何不良影响，还可防止产酸菌的生长，是低度酒良好的防腐剂。在日本清酒中大部分微生物不能生存,但有一种叫做火落菌的乳酸菌则能生长,并引起产酸和产生臭味，添加溶菌酶后火落菌有效地被抑制，因此溶菌酶可成功代替水杨酸作防腐剂用于清酒中。

当溶菌酶在葡萄酒中的应用时，向葡萄酒中加入一定量的溶菌酶，可以大大减少SO2的使用量，有效的减小了SO2使用过多对人体造成的毒害作用。

此外溶菌酶还可以添加到饮料和果汁中作为防腐剂。

1.6.溶菌酶在其它食品行业上的应用

研究表明，用溶菌酶处理后的酵母，在培养过程中氮核蛋白之的释放量增加，提高了酵母蛋白质的利用率，得到了微生物蛋白质。

面包、蛋糕、饼干等容易腐败变质的食品，在焙烤中添加一定量的溶菌酶，可起到良好的防腐效果。

2.溶菌酶在生物医药上的应用

2.1溶菌酶在基因工程和酶工程上的应用

随着生物科学的发展,溶菌酶已成为基因工程及酶工程必中不可少的工具酶, 利用其专一性水解细胞壁的特点，有助于人们对细胞壁细微结构的认识，为深入研究细胞壁的构造打下了坚实的基础，同时作为是一种重要的破壁酶，在原生质体的制备方面提供了新的方法，因此溶菌酶广泛用于生物技术、生物工程中。

2.2具有抗菌消炎、增强免疫力的功效

在溶菌酶的作用机制中可以了解到，溶菌酶专一性水解细胞壁的特点，对革兰氏阳性菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌、好气性孢子形成菌等均有良好的抗菌作用，对大肠杆菌、普通变球菌和副溶血性弧菌等革兰氏阴性菌也具有一定程度溶解作用。此外，溶菌酶与抗菌素合用具有良好的协同作用，因而溶菌酶已经广泛应用于医药行业，如溶菌酶适用于五官科各种炎症，尤其对对急性炎症如急性咽炎、急性喉炎、急性中耳炎等效果明显。

2.3.具有改善肠道生态环境提高免疫力的功效

大量研究表明，胃肠道生态环境失衡，如某些产酸细菌的过度发酵会严重影响正常的消化吸收过程，容易造成消化不良，腹泻等症状。在添加一定量的酶制剂后，能有效的改善肠道微生物群落的生态环境，如可以促进双歧杆菌的增殖，为肠道提供有益营养，同时抑制一些无益菌的生长，提高机体的免疫力。

2.4.人体血液或尿液中溶菌酶的浓度还可作为多种疾病的诊断指标

正常情况下，人体尿液中一般只存在少量溶菌酶，因此测量尿中溶菌酶含量，对肾小管功能障碍疾病的评价有帮助。同时，烧伤病人分泌的溶菌酶比常人多出几倍，可以在尿液中检出，有助于对手术移植排斥、烧伤严重程度的判断。

此外，血清中溶菌酶含量的高低对白血病的诊断起到辅助性作用。1996 年Osserman 等首先把血清溶菌酶水平的测定作为白血病分型的依据,有助于急性白血病的诊断。

2.5溶菌酶可以预防龋齿、清除细菌

溶菌酶也可应用于牙膏行业和漱口液，目前,在日本已经生产出含有溶菌酶的漱口液和牙膏,并且这种产品有效地防治龋齿的发生。同时含有溶菌酶的洗手液也开始应用生产，可有效的防止细菌的增殖。

2.6溶菌酶在降解壳聚糖上的应用

天然的壳聚糖广泛存在于虾壳、蟹壳及真菌中，在工业、农业、医学、食品及生物、环保等领域都具有重要的应用价值，但由于壳聚糖分子量很大, 溶解性差, 在人体内不易被吸收而使它的应用受到极大限制。研究表明,低分子量的壳聚糖不仅易吸收, 而且具有更强的生物活性。

目前发现溶菌酶在降解天然高分子壳聚糖有着得天独厚的优势。有人报道，酶解液中还原糖的生成量随壳聚糖及溶菌酶浓度的增加而增大, 水解6h 后酶解液中还原糖浓度与壳聚糖的浓度呈线性关系。，溶菌酶可以大大提高壳聚糖的降解速率，无溶菌酶时,壳聚糖11天降解了19 %;而在溶菌酶的作用下,壳聚糖11天降解了44 %。