乳酸链球菌素

简介

乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用。1969年，联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAL/WHO)食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。1992年3月中国卫生部批准实施的文件指出：“可以科学地认为乳酸链球菌作为食品保藏剂是安全的”。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞v膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。

基本物化信息

英文名称:nisin from streptococcus lactis

化学性质

是乳酸链球菌分泌的多肽抗菌素,由34个氨基酸组成。在水中溶解度依赖于Ph值,Ph值2.5时溶解度为12%,Ph值5.0时下降到4%,在中性和碱性条件下不溶于水。Ph值为2时耐热性好,Ph值大于5时,耐热性下降。

应用范围

应用于肉制品、乳制品、罐头、海产品、饮料、果汁饮料、液体蛋及蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妆品等领域中。

外观性状：

白色至淡黄色粉末。

生物效价≥1000IU/mg。

成分：

Nisin由以下成分组成：

乳链菌素大于1000IU/Mg（大于2.5%）

氯化钠大于50%

分子式：C143H228N42O37S7

存贮：

4-15℃下阴凉、干燥、密封条件下贮藏，避免阳光直射。保质期2年。

包装 ：

500 克/密封袋/塑料瓶；1*20 瓶/箱

特性

溶解性

乳酸链球菌素（Nisin）是一种浅棕色固体粉末，使用时需溶于水或液体中，且于不同pH值下溶解度不同。如在水中（pH=7），溶解度为49.0mg/ml（Nisin）；若在0.02M 盐酸中，溶解度为118.0mg/ml（Nisin）；在碱性条件下，几乎不溶解。

稳定性

乳酸链球菌素（Nisin）的稳定性也与溶液的PH值有关。如溶于PH=6.5的脱脂牛奶中，经85℃ 巴氏灭菌15分钟后，活性仅损失15%，当溶于PH=3的稀盐酸中，经121℃15分钟高压灭菌仍保持100%的活性，其耐酸耐热性能优良。

抑菌性

乳酸链球菌素（Nisin）能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如乳杆菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特别是对产芽孢的细菌如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用。通常，产芽孢的细菌耐热性很强，如鲜乳采用135℃、2秒钟超高温瞬时灭菌，非芽孢细菌的死亡率为100%，芽孢细菌的死亡率90%，还有10%的芽孢细菌不能杀灭。若鲜乳中添加0.03-0.05g/kg Nisin就可抑制芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌孢子的发芽和繁殖。

安全性

通过病理学家研究以及毒理学试验都证明乳酸链球菌素（Nisin）是完全无毒的。乳酸链球菌素（Nisin）可被消化道蛋白酶降解为氨基酸，无残留，不影响人体益生菌，不产生抗药性，不与其它抗生素产生交叉抗性。世界上有不少国家如英、法、澳大利亚等，在包装食品中添加乳酸链球菌素（Nisin），通过此法可以降低灭菌温度，缩短灭菌时间，降低热加工温度，减少营养成份的损失，改进食品的品质和节省能源，并能有效地延长食品的保藏时间。还可以取代或部分取代化学防腐剂、发色剂（如亚硝酸盐），以满足生产保健食品、绿色食品的需要。

生产工艺

采用乳酸链球菌发酵生产Nisin，是唯一获得Nisin的途径。本文对本实验室保存的乳酸链球菌MEN105菌株进行了培养基和发酵条件优化。首先采用单因素试验方法，找到了碳源、氮源、磷源和无机盐等种类的较适因素水平，运用均匀设计进一步优化Nisin发酵培养基，得到的Nisin最适发酵培养基(g/100mL)为：蔗糖2.93，大豆蛋白胨1.0，酵母膏0.43，Na_2HPO_4为1.89，MgSO_4·7H_2O 0.02。比出发培养基效价提高了35.8%。采用单因素实验方法对培养条件进行了优化，确定了最适的Nisin发酵条件：灭菌前培养基pH调至7.5，150mL三角瓶装20mL，30℃培养24h。 在3L自动控制发酵罐中，比较了自然pH分批发酵和恒pH 6.5分批发酵。通过控制pH发酵，削弱了发酵过程中产生乳酸导致pH下降对发酵的抑制作用，Nisin发酵效价比自然pH发酵提高了21.9%。

通过不同初始糖浓度发酵过程的比较，发现高糖浓度会对乳酸链球菌发酵产生底物抑制作用，并且延长发酵周期。因此，确定对乳酸链球菌进行补糖发酵，以1%蔗糖浓度作为初始糖浓度，在以上基础上，考察补糖发酵对Nisin产量的影响。对数中期的两种补料方式显示，2种模式均有效得缩短了发酵周期，提高了发酵产量，其中分2次等量补加蔗糖的模式比恒速连续流加蔗糖模式，效价提高了175IU，比恒pH分批发酵效价提高了19.2%，达到4673IU/mL。

发酵动力学的研究是对微生物发酵参数之间关系的深层次了解。利用Logistic等模型描述，恒pH条件下，乳酸链球菌ATCC11454的菌体生长、乳酸和Nisin的合成，以及蔗糖消耗的动力学。并使用遗传算法(Genetic Algorithm，GA)对模型参数进行估算，确定了Nisin发酵过程的动力学数学模型，并通过实验数据验证了此模型的正确性。这将为进一步研究和预测Nisin发酵过程奠定了一定的理论基础。

使用范围

【应用范围】

可广泛应用于肉制品、乳制品、罐头、海产品、饮料、果汁饮料、液体蛋及蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妆品领域等中。

1.Nisin在肉制品中的应用；

适用范围相当广泛，适合于各类中、西式、高中低档产品。如，烤肉、火腿、三文治、香肠、法兰克福肠、高温火腿肠、鸡肉类产品及酱卤制品。乳酸链球菌素能有效地抑制引起食品腐败的革兰氏阳性细菌，如：李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌及多种腐败微生物等，它的防腐效果是很明显的，能明显延长2-3倍的货架期。 添加5g/100kg—15g/100kg的乳酸链球菌素复合少量其它防腐剂可使低温肉制品保质期在常温条件下达三个月以上。

◆香肠 在香肠中添加Nisin，能抑制绝大多数的G阳性菌，且产品色、香、味不受影响，还可降低硝酸盐或亚硝酸盐的用量；猪肉丝产品生产中可取代山梨酸钾作防腐剂，并能提高产品质量和货架期。

◆西式火腿 西式火腿是一类低温肉制品，其加工过程营养损失少，且产品较嫩，能维持原汁原味。但未经高温灭菌，因此易受微生物污染变质。加入适量nisin、乳酸钠，再加亚硝酸盐可有效延长产品货架期，并且降低亚硝酸盐的使用量。

◆即食腊肉制品 即食腊肉含水量较高，要保持其独特的耐嚼感，杀菌强度就不能过高。添加Nisin能很好地解决这一问题，Nisin能增加一些细菌对热的敏感性，且在小范围内也有辅助杀菌作用，可降低灭菌温度、缩短灭菌时间，同时能保持很好的色泽和风味。

◆扒鸡 扒鸡又名五香脱骨鸡，有近百年的历史，是山东的特色名吃，因肉质软烂，骨肉可以分离而得名。软包装扒鸡，是选健康童子鸡为原料，宰杀后经蜜水浇灌，素油烹炸，再以豆蔻、砂仁、丁香等10多种名贵中药调味增香、精工扒制而成，但与手工制作的散装扒鸡比较，有肉质过于软烂， 咀嚼性差等缺陷，为提高软包装扒鸡的质量，在扒鸡加工过程中添加Nisin，以降低其灭菌强度，改善扒鸡的食用品质。除杀菌温度由121℃降为105℃外，其它工艺条件不变，保质期可以达到半年以上，且口感也得到改善 。

◆牛肉冷却肉和酱牛肉 Nisin对牛肉冷却肉有显著的抑菌作用，细菌总数明显降低，且保鲜效果随Nisin 浓度的增加而增强，其有效保鲜浓度为7.5g/100kg。Nisin与食品保鲜剂丙酸钙无交互作用，与乳酸钠之间存在协同作用。酱牛肉是传统的酱肉制品，其加工工艺独特，产品浓香味厚，持久不变。使用复配后的nisin防腐液能有效降低酱牛肉的细菌总数，延长产品保质期，提高产品品质。

◆泡凤爪制品 泡凤爪属于动物性泡菜，是将发酵工艺成功用于肉制品生产的新食品。虽然其生产历史较短，由于其独特的风味，低脂高蛋白质，胶原蛋白含量丰富， 口感细腻，深受广大消费者的喜爱。但由于水份活性高，胶原蛋白含量丰富，限制了其进行热力杀菌，因此极易腐败添加30g/100kg的Nisin对泡凤爪的贮存、保鲜具有较好、较显著的作用。

◆烤肉 烤肉常采用优质黄牛后腿肉，经过若干工序制作而成的低温肉制品。产品表层粘有辣椒或咖喱粉，外表干爽，口感鲜嫩，风味独特，深受消费者喜爱。由于未经高温灭菌，因此在常温下不能长期保存。加入nisin后能有效地抑制细菌生长繁殖，28℃下产品保质期从4～5天延长到了20天。

2.Nisin在乳制品中的应用；

◆ 在 pH4 左右的酸奶、果奶中添加 0.05g/kg 乳酸链球菌素，经90℃、20分钟灭菌产品的保质期由常温下6天延长到一个月以上。 ◆ 经超高温灭菌、无菌灌装奶，添加 0.05g/kg乳酸链球菌素产品变败率由0.04%降低0。 ◆ 添加0.08g/kg--0.1g/kg乳酸链球菌素于罐装无糖炼乳中可抑制耐热性孢子的生长，减少热处理时间 10 分钟。◆ 添加 0.08g/kg 乳酸链球菌素，经121℃、3分钟(F0=3)的热处理能使低脂的牛乳,无盐的奶油,无脂肪的牛乳,调味乳放置于40℃下,仍能保存至六周。 ◆ 在干酪中，添加0.05g/kg—0.1g/kg的乳酸链球菌素可解决在干酪加工过程中因耐热性革兰氏阳性菌孢子（如肉毒梭菌和其它厌氧梭菌、保加利亚乳杆菌等）引起的腐败。

3.Nisin在罐头食品中的应用；

罐头食品中经常污染一些极为耐热的细菌芽孢，如嗜热脂肪芽孢杆菌和热解糖梭菌的芽孢，一旦条件适宜，它们就会生长，引起产气、产酸腐败. 0.1g/kg的乳酸链球菌素添加于罐头食品中，可以使罐头食品在炎热的条件下保存2年。并能减少热处理强度1/2 ，节省能源，使罐头食品保持良好营养价值、外观、风味、色泽，保持产品品质、延长食品保质期，其效果优于山梨酸钾。

4.Nisin在海产品中的应用；

鱼、鲜虾等海鲜制品以其美味及高营养价值深受人们喜爱，且多冷食，因易腐败变质，易遭受李斯特菌和E-肉毒杆菌的污染，控制半成品、成品中的细菌数就显得十分重要。加入0.1g/kg--0.15g/kg的Nisin就可抑制腐败细菌的生长和繁殖，延长产品的新鲜度和货架期。以生虾肉为主料，加工的虾肉糜，一般只有2d的保质期，加入nisin后可使保质期达到60~70天。

Nisin在植物蛋白食品中的应用；

◆ 在豆奶、花生牛奶等中添加乳酸链球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保质期延长3倍以上。 ◆ 内酯豆腐中添加 0.1g/kg 的乳酸链球菌素，能使保质期延长5倍以上。◆ 豆干中添加0.1g/kg的乳酸链球菌素、复合少量其它防腐剂，经合适的灭菌，保质期可达6个月。

6/Nisin在果汁饮料中的应用；

引起果汁和果汁饮料酸败的原因来自酸土芽孢杆菌，该菌是一种耐酸且耐热的产芽孢杆状细菌。它是适于25℃-60℃，pH2.5-6.0 的环境下生长繁殖，在饮料生产和用水过程中均有酸土芽孢杆菌的存在，很容易被带入果汁和果汁饮料的产品中引起果汁类产品的腐败。添加0.05—0.1g/kg 乳酸链球菌素，经巴氏灭菌可以阻止存活的酸土芽孢杆菌孢子的生长和繁殖，防止产品的腐败，达保质要求。

7.Nisin在液体蛋及蛋制品中的应用；

0.05g/kg—0.1g/kg 乳酸链球菌素添加到蛋制品中，可有效抑制引起产品腐败的耐热性孢子，将原来保存期 7 天的蛋制品的保质期延长到1个月以上。

8.Nisin在调味品中的应用；

0.05g/kg—0.2g/kg 的乳酸链球菌素加入到沙拉酱等中，可有效抑制乳酸菌和孢子的生长，使低脂低盐产品的腐败性降低，延长保存期 3 倍以上。

9.Nisin在酿酒工艺中的应用；

由于乳酸链球菌素不能抑制酵母菌，因而可用于啤酒、果酒及其它酒类产品来防止乳酸菌引起的腐败。◆ 洗涤酵母：乳酸链球菌素可代替传统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、发酵力和凝聚力。添加1g/kg-1.5g/kg的乳酸链球菌素于酵母浆中混合均匀后放置4-6小时即可。◆ 减少巴氏灭菌时间：在巴氏灭菌后，加入0.01g/kg—0.05g/kg乳酸链球菌素到成品中。◆ 抑制细菌：发酵前加入0.025g/kg—0.1g/kg的乳酸链球菌素，成品酒中残留0.01g/kg—0.05g/kg即可。在葡萄酒的主发酵和后发酵中，加入0.1g/kg的乳酸链球菌素，可防止发酵过程中短乳杆菌、葡萄明串珠菌、干酪乳杆菌引起的污染。

10.Nisin在烘焙食品中的应用；

在发面烤饼、甜面包和煎饼等中添加Nisin，对引起产品腐败的耐热蜡状芽孢杆菌有很强的抑制作用，可延长制品的保质期。添加0.2g/Kg的乳酸链球菌素于产品中即可达到抑菌要求。

11.Nisin在方便食品中的应用；

方便食品中存在的主要问题是菌落总数，大肠菌群超标等，本品能有效防止微生物的生长，提高产品品质，延长产品保持期。 建议使用量为用量0.1g/Kg。

12.Nisin在热处理密封包装食品中应用；

许多经热处理密闭包装的食品，在加工过程中，高强度的杀菌会影响食品的品质，而低温热处理又不能杀灭耐热孢子，达不到保质的要求。如在该类食品中添加0.05g/kg— 0.2g/kg 的乳酸链球菌素，就可以解决上述问题。

13.Nisin在香基香料领域的应用；

在香基香料加工中，Nisin可降低灭菌温度，减少灭菌时间,能有效杀死或抑制产品中各种有害微生物，如对细菌、大肠杆菌、革兰氏阴性菌、李斯特氏菌等都有较强的抑制作用，延长产品保质期，提高产品品质。 在膏状香精中添加0.2g/Kg的乳酸链球菌素、0.1g/Kg的纳他霉素和山梨酸钾可抑制其中的各种有害微生物的生长。

14.Nisin在化妆品领域的应用；

化妆品中含有的油脂、胶质、多元醇、蛋白质以及水分，为微生物的生长创造了条件。在制造过程、包装过程、包装物本身以及消费者使用化妆品时，都有可能使化妆品受到微生物污染。使用本产品，可使化妆品免受微生物污染，延长产品的货架寿命和使用寿命，确保产品的安全性，防止消费者因使用受微生物污染的产品而引起可能的感染。

15.Nisin在医药领域的应用；

为了保证药品的安全性和有效性,药品必须符合相应的卫生学要求.但有些药品的有效组分没有足够的抗菌防腐能力,在这些成品制剂中加入适当的本品可以有效控制微生物的生长，提高保质期.

【限量】

GB2760-2011规定: 单位：g/kg

01.0 乳及乳制品（ 01.01.01 、01.01.02、13.0 涉及品种除外）0.5

04.03.02.04 食用菌和藻类罐头0.2

06.04.02.01 八宝粥罐头0.2

06.04.02.02 其他杂粮制品（仅限杂粮灌肠制品）0.25

06.07 方便米面制品 0.25

08.02 预制肉制品0.5

08.03 熟肉制品0.5

09.04 熟制水产品（可直接食用） 0.5

10.03 蛋制品（改变其物理性状） 0.25

12.03 醋0.15

12.04 酱油0.2

12.05 酱及酱制品0.2

12.10 复合调味料0.2

14.0 饮料类（14.01 包装饮用水类除外）0.2 固体饮料按冲调 倍数增加使用量

乳酸链球菌素NISIN作为防腐剂的优点

乳酸链球菌素的毒性可以忽略

乳酸链球菌素的稳定性极高

乳酸链球菌素可被人体消化吸收

乳酸链球菌素天然、绿色

安全性极好

安全性

乳酸链球菌素具有不可逆的杀菌作用，在人的消化道中可被蛋白酶水解所消化成氨基酸，对健康无害而且在低浓度下有生物活性，是一种比较安全的防腐剂，不会改变肠道正常菌群，不会引起药性，更不会产生于其他抗生素交叉的抗性。对乳酸链球菌素的微生物毒性研究表明，无微生物毒性或致病作用，比较安全无副作用5。