乳酸鍊球菌素:食品防腐劑-中文百科頻道

簡介

乳酸鍊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确認乳酸鍊球菌素可作為食品防腐劑。

1992年3月中國衛生部批準實施的文件指出：“可以科學地認為乳酸鍊球菌作為食品保藏劑是安全的”。它能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細菌，如肉毒梭菌，金黃色葡萄球菌，溶血鍊球菌，利斯特氏菌，嗜熱脂肪芽抱杆菌的生長和繁殖，尤其對産生孢子的革蘭氏陽性細菌有特效。乳酸鍊球菌素的抗菌作用是通過幹擾細胞v膜的正常功能，造成細胞膜的滲透，養分流失和膜電位下降，從而導緻緻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。

基本物化信息

英文名稱:nisin from streptococcus lactis

化學性質

是乳酸鍊球菌分泌的多肽抗菌素,由34個氨基酸組成。在水中溶解度依賴于Ph值,Ph值2.5時溶解度為12%,Ph值5.0時下降到4%,在中性和堿性條件下不溶于水。Ph值為2時耐熱性好,Ph值大于5時,耐熱性下降。

應用範圍

應用于肉制品、

乳制品、罐頭、海産品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋制品、調味品、釀酒工藝、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妝品領域等中。

外觀性狀：

白色至淡黃色粉末。

生物效價≥1000IU/mg。

成分：

Nisin由以下成分組成：

乳鍊菌素大于1000IU/Mg（大于2.5%）

氯化鈉大于50%

分子式：C143H228N42O37S7存貯：

4-15℃下陰涼、幹燥、密封條件下貯藏，避免陽光直射。保質期2年。

包裝：500克/密封袋/塑料瓶；1*20瓶/箱

生産工藝

采用乳酸鍊球菌發酵生産Nisin，是唯一獲得Nisin的途徑。本文對本實驗室保存的乳酸鍊球菌MEN105菌株進行了培養基和發酵條件優化。首先采用單因素試驗方法，找到了碳源、氮源、磷源和無機鹽等種類的較适因素水平，運用均勻設計進一步優化Nisin發酵培養基，得到的Nisin最适發酵培養基(g/100mL)為：蔗糖2.93，大豆蛋白胨1.0，酵母膏0.43，Na_2HPO_4為1.89，MgSO_4·7H_2O 0.02。比出發培養基效價提高了35.8%。

采用單因素實驗方法對培養條件進行了優化，确定了最适的Nisin發酵條件：滅菌前培養基pH調至7.5，150mL三角瓶裝20mL，30℃培養24h。在3L自動控制發酵罐中，比較了自然pH分批發酵和恒pH6.5分批發酵。通過控制pH發酵，削弱了發酵過程中産生乳酸導緻pH下降對發酵的抑制作用，Nisin發酵效價比自然pH發酵提高了21.9%。

通過不同初始糖濃度發酵過程的比較，發現高糖濃度會對乳酸鍊球菌發酵産生底物抑制作用，并且延長發酵周期。因此，确定對乳酸鍊球菌進行補糖發酵，以1%蔗糖濃度作為初始糖濃度，在以上基礎上，考察補糖發酵對Nisin産量的影響。對數中期的兩種補料方式顯示，2種模式均有效得縮短了發酵周期，提高了發酵産量，其中分2次等量補加蔗糖的模式比恒速連續流加蔗糖模式，效價提高了175IU，比恒pH分批發酵效價提高了19.2%，達到4673IU/mL。

發酵動力學的研究是對微生物發酵參數之間關系的深層次了解。利用Logistic等模型描述，恒pH條件下，乳酸鍊球菌ATCC11454的菌體生長、乳酸和Nisin的合成，以及蔗糖消耗的動力學。并使用遺傳算法(Genetic Algorithm，GA)對模型參數進行估算，确定了Nisin發酵過程的動力學數學模型，并通過實驗數據驗證了此模型的正确性。這将為進一步研究和預測Nisin發酵過程奠定了一定的理論基礎。

使用範圍

可廣泛應用于肉制品、乳制品、罐頭、海産品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋制品、調味品、釀酒工藝、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妝品領域等中。

1.Nisin在肉制品中的應用；

适用範圍相當廣泛，适合于各類中、西式、高中低檔産品。如，烤肉、火腿、三文治、香腸、法蘭克福腸、高溫火腿腸、雞肉類産品及醬鹵制品。乳酸鍊球菌素能有效地抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽性細菌，如：李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、肉毒梭菌及多種腐敗微生物等，它的防腐效果是很明顯的，能明顯延長2-3倍的貨架期。

添加5g/100kg—15g/100kg的乳酸鍊球菌素複合少量其它防腐劑可使低溫肉制品保質期在常溫條件下達三個月以上。

◆香腸在香腸中添加Nisin，能抑制絕大多數的G陽性菌，且産品色、香、味不受影響，還可降低硝酸鹽或亞硝酸鹽的用量；豬肉絲産品生産中可取代山梨酸鉀作防腐劑，并能提高産品質量和貨架期。

◆西式火腿西式火腿是一類低溫肉制品，其加工過程營養損失少，且産品較嫩，能維持原汁原味。但未經高溫滅菌，因此易受微生物污染變質。加入适量nisin、乳酸鈉，再加亞硝酸鹽可有效延長産品貨架期，并且降低亞硝酸鹽的使用量。

◆即食臘肉制品即食臘肉含水量較高，要保持其獨特的耐嚼感，殺菌強度就不能過高。添加Nisin能很好地解決這一問題，Nisin能增加一些細菌對熱的敏感性，且在小範圍内也有輔助殺菌作用，可降低滅菌溫度、縮短滅菌時間，同時能保持很好的色澤和風味。

◆扒雞扒雞又名五香脫骨雞，有近百年的曆史，是山東的特色名吃，因肉質軟爛，骨肉可以分離而得名。軟包裝扒雞，是選健康童子雞為原料，宰殺後經蜜水澆灌，素油烹炸，再以豆蔻、砂仁、丁香等10多種名貴中藥調味增香、精工扒制而成，但與手工制作的散裝扒雞比較，有肉質過于軟爛，咀嚼性差等缺陷，為提高軟包裝扒雞的質量，在扒雞加工過程中添加Nisin，以降低其滅菌強度，改善扒雞的食用品質。除殺菌溫度由121℃降為105℃外，其它工藝條件不變，保質期可以達到半年以上，且口感也得到改善。

◆牛肉冷卻肉和醬牛肉 Nisin對牛肉冷卻肉有顯着的抑菌作用，細菌總數明顯降低，且保鮮效果随Nisin濃度的增加而增強，其有效保鮮濃度為7.5g/100kg。Nisin與食品保鮮劑丙酸鈣無交互作用，與乳酸鈉之間存在協同作用。醬牛肉是傳統的醬肉制品，其加工工藝獨特，産品濃香味厚，持久不變。使用複配後的nisin防腐液能有效降低醬牛肉的細菌總數，延長産品保質期，提高産品品質。

◆泡鳳爪制品泡鳳爪屬于動物性泡菜，是将發酵工藝成功用于肉制品生産的新食品。雖然其生産曆史較短，由于其獨特的風味，低脂高蛋白質，膠原蛋白含量豐富，口感細膩，深受廣大消費者的喜愛。但由于水份活性高，膠原蛋白含量豐富，限制了其進行熱力殺菌，因此極易腐敗添加30g/100kg的Nisin對泡鳳爪的貯存、保鮮具有較好、較顯着的作用。

◆烤肉烤肉常采用優質黃牛後腿肉，經過若幹工序制作而成的低溫肉制品。産品表層粘有辣椒或咖喱粉，外表幹爽，口感鮮嫩，風味獨特，深受消費者喜愛。由于未經高溫滅菌，因此在常溫下不能長期保存。加入nisin後能有效地抑制細菌生長繁殖，28℃下産品保質期從4～5天延長到了20天。

2.Nisin在乳制品中的應用；

◆在pH4左右的酸奶、果奶中添加0.05g/kg乳酸鍊球菌素，經90℃、20分鐘滅菌産品的保質期由常溫下6天延長到一個月以上。

◆經超高溫滅菌、無菌灌裝奶，添加0.05g/kg乳酸鍊球菌素産品變敗率由0.04%降低0。

◆添加0.08g/kg--0.1g/kg乳酸鍊球菌素于罐裝無糖煉乳中可抑制耐熱性孢子的生長，減少熱處理時間10分鐘。

◆添加0.08g/kg乳酸鍊球菌素，經121℃、3分鐘(F0=3)的熱處理能使低脂的牛乳,無鹽的奶油,無脂肪的牛乳,調味乳放置于40℃下,仍能保存至六周。

◆在幹酪中，添加0.05g/kg—0.1g/kg的乳酸鍊球菌素可解決在幹酪加工過程中因耐熱性革蘭氏陽性菌孢子（如肉毒梭菌和其它厭氧梭菌、保加利亞乳杆菌等）引起的腐敗。

3.Nisin在罐頭食品中的應用；

罐頭食品中經常污染一些極為耐熱的細菌芽孢，如嗜熱脂肪芽孢杆菌和熱解糖梭菌的芽孢，一旦條件适宜，它們就會生長，引起産氣、産酸腐敗0.1g/kg的乳酸鍊球菌素添加于罐頭食品中，可以使罐頭食品在炎熱的條件下保存2年。并能減少熱處理強度1/2，節省能源，使罐頭食品保持良好營養價值、外觀、風味、色澤，保持産品品質、延長食品保質期，其效果優于山梨酸鉀。

4.Nisin在海産品中的應用；

魚、鮮蝦等海鮮制品以其美味及高營養價值深受人們喜愛，且多冷食，因易腐敗變質，易遭受李斯特菌和E-肉毒杆菌的污染，控制半成品、成品中的細菌數就顯得十分重要。加入0.1g/kg--0.15g/kg的Nisin就可抑制腐敗細菌的生長和繁殖，延長産品的新鮮度和貨架期。以生蝦肉為主料，加工的蝦肉糜，一般隻有2d的保質期，加入nisin後可使保質期達到60~70天。

Nisin在植物蛋白食品中的應用；

◆在豆奶、花生牛奶等中添加乳酸鍊球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保質期延長3倍以上。

◆内酯豆腐中添加0.1g/kg的乳酸鍊球菌素，能使保質期延長5倍以上。

◆豆幹中添加0.1g/kg的乳酸鍊球菌素、複合少量其它防腐劑，經合适的滅菌，保質期可達6個月。

6/Nisin在果汁飲料中的應用；

引起果汁和果汁飲料酸敗的原因來自酸土芽孢杆菌，該菌是一種耐酸且耐熱的産芽孢杆狀細菌。它是适于25℃-60℃，pH2.5-6.0的環境下生長繁殖，在飲料生産和用水過程中均有酸土芽孢杆菌的存在，很容易被帶入果汁和果汁飲料的産品中引起果汁類産品的腐敗。添加0.05—0.1g/kg乳酸鍊球菌素，經巴氏滅菌可以阻止存活的酸土芽孢杆菌孢子的生長和繁殖，防止産品的腐敗，達保質要求。

7.Nisin在液體蛋及蛋制品中的應用；

0.05g/kg—0.1g/kg乳酸鍊球菌素添加到蛋制品中，可有效抑制引起産品腐敗的耐熱性孢子，将原來保存期7天的蛋制品的保質期延長到1個月以上。

8.Nisin在調味品中的應用；

0.05g/kg—0.2g/kg的乳酸鍊球菌素加入到沙拉醬等中，可有效抑制乳酸菌和孢子的生長，使低脂低鹽産品的腐敗性降低，延長保存期3倍以上。

9.Nisin在釀酒工藝中的應用；

由于乳酸鍊球菌素不能抑制酵母菌，因而可用于啤酒、果酒及其它酒類産品來防止乳酸菌引起的腐敗。

◆洗滌酵母：乳酸鍊球菌素可代替傳統的酸洗法清除酵母菌中污染的乳酸菌，保持酵母原有的生命力、發酵力和凝聚力。添加1g/kg-1.5g/kg的乳酸鍊球菌素于酵母漿中混合均勻後放置4-6小時即可。

◆減少巴氏滅菌時間：在巴氏滅菌後，加入0.01g/kg—0.05g/kg乳酸鍊球菌素到成品中。

◆抑制細菌：發酵前加入0.025g/kg—0.1g/kg的乳酸鍊球菌素，成品酒中殘留0.01g/kg—0.05g/kg即可。在葡萄酒的主發酵和後發酵中，加入0.1g/kg的乳酸鍊球菌素，可防止發酵過程中短乳杆菌、葡萄明串珠菌、幹酪乳杆菌引起的污染。

10.Nisin在烘焙食品中的應用；

在發面烤餅、甜面包和煎餅等中添加Nisin，對引起産品腐敗的耐熱蠟狀芽孢杆菌有很強的抑制作用，可延長制品的保質期。添加0.2g/Kg的乳酸鍊球菌素于産品中即可達到抑菌要求。

11.Nisin在方便食品中的應用；

方便食品中存在的主要問題是菌落總數，大腸菌群超标等，本品能有效防止微生物的生長，提高産品品質，延長産品保持期，建議使用量為用量0.1g/Kg。

12.Nisin在熱處理密封包裝食品中應用；

許多經熱處理密閉包裝的食品，在加工過程中，高強度的殺菌會影響食品的品質，而低溫熱處理又不能殺滅耐熱孢子，達不到保質的要求。如在該類食品中添加0.05g/kg—0.2g/kg的乳酸鍊球菌素，就可以解決上述問題。

13.Nisin在香基香料領域的應用；

在香基香料加工中，Nisin可降低滅菌溫度，減少滅菌時間,能有效殺死或抑制産品中各種有害微生物，如對細菌、大腸杆菌、革蘭氏陰性菌、李斯特氏菌等都有較強的抑制作用，延長産品保質期，提高産品品質。在膏狀香精中添加0.2g/Kg的乳酸鍊球菌素、0.1g/Kg的納他黴素和山梨酸鉀可抑制其中的各種有害微生物的生長。

14.Nisin在化妝品領域的應用；

化妝品中含有的油脂、膠質、多元醇、蛋白質以及水分，為微生物的生長創造了條件。在制造過程、包裝過程、包裝物本身以及消費者使用化妝品時，都有可能使化妝品受到微生物污染。使用本産品，可使化妝品免受微生物污染，延長産品的貨架壽命和使用壽命，确保産品的安全性，防止消費者因使用受微生物污染的産品而引起可能的感染。

15.Nisin在醫藥領域的應用；

為了保證藥品的安全性和有效性,藥品必須符合相應的衛生學要求.但有些藥品的有效組分沒有足夠的抗菌防腐能力,在這些成品制劑中加入适當的本品可以有效控制微生物的生長，提高保質期.

【限量】

GB2760-2011規定: 單位：g/kg

01.0 乳及乳制品（ 01.01.01 、01.01.02、13.0 涉及品種除外）0.5

04.03.02.04 食用菌和藻類罐頭0.2

06.04.02.01 八寶粥罐頭0.2

06.04.02.02 其他雜糧制品（僅限雜糧灌腸制品）0.25

06.07 方便米面制品0.25

08.02 預制肉制品0.5

08.03 熟肉制品0.5

09.04 熟制水産品（可直接食用）0.5