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[摘 要]随着科技的发展，食品工业也得到快速发展，食品保鲜是食品界十分关注的问题。在食品保鲜中常用的微生物防腐剂是一类由微生物产生的食品防腐剂，它能抑制微生物的生长或直接杀死微生物，是一种天然、安全、高效的防腐剂，在食品保鲜界的应用越来越广泛。本文首先分析微生物防腐剂的种类，然后具体介绍了在食品保鲜中使用最广泛的乳酸链球菌素和纳他霉素的具体应用，对于微生物防腐剂在食品保鲜上的应用有很
[关键词]微生物防腐剂；食品保鲜
中图分类号：S62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0370-01
1微生物防腐剂的种类
1.1以细胞壁为损伤目标的生物防腐剂
细胞壁（cellwall）位于细胞的最外层，在维持细胞固有形态、防止细胞在低渗溶液中胀裂、维持细胞完整性等方面起着重要的作用，为微生物抵抗外界环境的第一道屏障。肽聚糖为细菌细胞壁的主要成分，如图1a，在G+中，其占细胞壁干重的50%～80%。肽聚糖是由N-乙酰胞壁酸（MurNAc）和N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）交替连接的双糖单位、肽尾和肽桥组成的多层网状结构。肽聚糖水解酶因为能拆散肽聚糖层，造成细胞壁的瓦解成为攻击细胞壁进而杀死微生物的有力武器，在食品防腐保鲜中具有潜在的应用价值。肽聚糖水解酶依据其作用底物的特异性分为四大类型：N-乙酰葡萄糖胺酶、N-乙酰胞壁酸酶、N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶以及内肽酶（图1b）。N-乙酰葡萄糖胺酶和N-乙酰胞壁酸酶统称为糖苷酶，可特异性催化水解双糖单位的β-1，4糖苷键；而N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶催化水解N-乙酰胞壁质酸和肽尾第一个氨基酸之间的酰胺键；内肽酶催化水解肽尾两个氨基酸之间的肽键或者肽桥之间的肽键。肽聚糖水解酶来源广泛，目前研究较深入的为溶菌酶、来源于噬菌体的裂解酶及存在于微生物细胞壁中，在细胞分裂生长过程中水解肽聚糖的酶类等。
图1 革兰氏阴性菌与阳性菌细胞壁结构肽聚糖水解酶水解位点
1.2以细胞膜为损伤目标的生物防腐剂
细胞膜可防止细胞外物质自由进入胞内，保证细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行，为保护细胞的第二道屏障。细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质及外表面的糖被（糖蛋白）组成。作为第二道保护屏障，一旦细胞膜受到损伤，胞内物质泄露，细胞无法维持正常的生理代谢，即造成死亡。生物杀菌剂多以损伤细胞膜为目标，其中最具代表性的为细菌素、聚赖氨酸和植物精油。
1.3以胞内酶或遗传物质（DNA）为损伤目标的生物防腐剂
除了损伤细胞壁和细胞膜，某些小分子也可通过自由扩散或细胞膜上的转运蛋白进入胞内，干扰胞内核酸物质和蛋白质代谢杀死靶细胞。如来源于大肠杆菌的细菌素Mccb17，可通过孔蛋白OmpF和内膜转运蛋白Sbma相继穿过外膜和内膜到达胞内。随后Mccb17通过抑制DNA促旋酶活性从而干扰DNA的复制。细菌素MccJ25可识别外膜层的铁载体受体FhuA，随后经TonB-SbmA转运系统进入胞内。进入细胞后MccJ25通过抑制mRNA转录而抑制菌体生长。细菌素MccC7-C51可通过位于内膜层的YejABEF转运入胞内，随后经胞质氨肽酶催化生成天冬氨酰-腺苷酸，其可抑制天冬氨酰-tRNA合成酶活性，从而阻断mRNA的合成。
2微生物防腐剂在食品保鲜上的应用
由于微生物防腐剂在食品保鲜中应用的种类非常多，本文详细地分析其中两种比较常见的微生物防腐剂乳酸链球菌素和纳他霉素在食品保鲜上的具体应
2.1乳酸链球菌素在食品保鲜上的应用
①在乳制品中的应用。人们的生活离不开乳制品，乳制品可以为人们提供优质蛋白和丰富的营养，正是由于乳制品的营养成分非常丰富，所以极易发生腐败变质。研究表明，向乳制品中加入一定量的乳酸链球菌素能在很大程度上抑制微生物的生长，从而减少微生物对乳制品的侵害，延长乳制品的保质期。目前乳酸链球菌在乳制品行业的保鲜中应用的非常广泛，主要应用于鲜牛奶、灭菌乳、巴氏杀菌乳、干酪和酸牛奶中。在鲜牛奶中加入一定量的乳酸链球菌能够抑制造成鲜牛奶发生腐败的耐热性强的细菌的滋生，从而延长其保质期；在灭菌乳中加入一定量的乳酸链球菌素能将灭菌的强度降低，以及减慢非酶褐变的进程，同时延长灭菌乳的保质期；巴氏灭菌乳无论是在运输过程还是在储存过程中都需要严格地控制条件，加入一定量的乳酸链球菌能够增强巴氏消毒乳的食用安全性。②在肉制品中的应用。肉类的酸碱性大体呈现中性，且肉类中含有大量的水分，这样的条件使得肉类成为细菌滋生的温床。冷鲜肉制品的生產和销售过程需要经历较长的运输和贮存时间，研究发现在肉中加入适量的乳酸链球菌素能够延长冷鲜肉的保质期。流入市场的肉制品均已经过高温灭菌，所以大部分的微生物已被杀灭，但还有部分抗热性极强的微生物存活下来，在运输和储存过程中这些细菌的进一步繁殖最终导致肉制品的腐败，将乳酸链球菌素适量地加入到肉类中对于肉类本身的色香味都不会造成影响。③在饮品中的应用。饮品发生变质腐败主要的原因是酸土环脂芽孢杆菌的影响，酸土环脂芽孢杆菌是一种耐酸性和耐热性都较好的芽孢杆菌，极易造成饮品的酸败。在果园和树林的土壤中含有大量的酸土环脂芽孢杆菌，由于很多饮料的生产都需要水果，这就使酸土环脂芽孢杆菌极易被带入饮料中，导致饮料发生腐败，在饮品中添加适量的乳酸链球菌素能够很好地抑制酸土环脂芽孢杆菌的生产和繁殖，由于不同类型的饮品对乳酸链球菌需要的含量不同，所以需要根据实际情况添加，保证抑菌效果达到最佳。
2.2纳他霉素在食品保鲜上的应用
纳他霉素在食品领域的应用非常早，它是一种高效的真菌抑制剂，应用的食品领域也非常广泛，主要应用于干酪生产、糕点生产、肉制品等，且纳他霉素应用于食品保鲜也是受到国际认可的。①在干酪生产中的应用。干酪是奶制品的一种，营养物质非常丰富，所以也特别易受到细菌的侵害，所以在干酪的生产中防止霉菌污染是非常重要的一个环节，根据干酪在生产中使用的发酵工艺，需要将干酪生产的温度和湿度控制在一定的范围内，干酪的成熟时间需要1～5个月，硬质干酪需要7～9个月，由于时间非常漫长，所以在这段时间内，干酪非常易受到霉菌的污染发生腐败变质。相关研究表明，将纳他霉素添加到添加液中，然后应用于干酪的表面，由于纳他霉素的溶解度不大，所以就能够保证使用过程中只能留存在干酪的表层很难扩展到内部，这样相当于在干酪的表层形成了一层致密的保护膜，有效地抑制霉菌的繁殖，对于霉菌素的形成也起到了限制作用，由于不会进入到干酪内部，所以不会对干酪内部有益菌的正常生长造成影响。②在糕点中的应用。糕点大部分是甜食，且糕点一般高油、高水分，所以极易受到微生物的污染而导致霉变，将纳他霉素应用于糕点中，能够有效抑制有害菌的滋生。
结束语
随着国人生活质量的不断提升，食品安全问题成为了人们重点关注的一项问题。在这样的大背景下，针对食品的保鲜技术更需要进行长期研究。实践证实，与化学防腐技术相比，微生物防腐技术不但成本更加低廉，而且能够更加有效地抑制腐败细菌的增长，不会损害人体健康。因此，推动微生物防腐技术是保障国民生命健康安全的一项重要举措，值得大力推广。
参考文献
[1]杨双春，邓昊，潘一.微生物食品防腐剂的研究与应用现状[J].中国食品添加剂，2013（02）：186-189.
[2]幸治梅，刘勤晋.微生物防腐剂及其在食品工业中的应用[J].肉类工业，2003（09）：26-29.
[关键词]微生物防腐剂；食品保鲜
中图分类号：S62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0370-01
1微生物防腐剂的种类
1.1以细胞壁为损伤目标的生物防腐剂
细胞壁（cellwall）位于细胞的最外层，在维持细胞固有形态、防止细胞在低渗溶液中胀裂、维持细胞完整性等方面起着重要的作用，为微生物抵抗外界环境的第一道屏障。肽聚糖为细菌细胞壁的主要成分，如图1a，在G+中，其占细胞壁干重的50%～80%。肽聚糖是由N-乙酰胞壁酸（MurNAc）和N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）交替连接的双糖单位、肽尾和肽桥组成的多层网状结构。肽聚糖水解酶因为能拆散肽聚糖层，造成细胞壁的瓦解成为攻击细胞壁进而杀死微生物的有力武器，在食品防腐保鲜中具有潜在的应用价值。肽聚糖水解酶依据其作用底物的特异性分为四大类型：N-乙酰葡萄糖胺酶、N-乙酰胞壁酸酶、N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶以及内肽酶（图1b）。N-乙酰葡萄糖胺酶和N-乙酰胞壁酸酶统称为糖苷酶，可特异性催化水解双糖单位的β-1，4糖苷键；而N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶催化水解N-乙酰胞壁质酸和肽尾第一个氨基酸之间的酰胺键；内肽酶催化水解肽尾两个氨基酸之间的肽键或者肽桥之间的肽键。肽聚糖水解酶来源广泛，目前研究较深入的为溶菌酶、来源于噬菌体的裂解酶及存在于微生物细胞壁中，在细胞分裂生长过程中水解肽聚糖的酶类等。
图1 革兰氏阴性菌与阳性菌细胞壁结构肽聚糖水解酶水解位点
1.2以细胞膜为损伤目标的生物防腐剂
细胞膜可防止细胞外物质自由进入胞内，保证细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行，为保护细胞的第二道屏障。细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质及外表面的糖被（糖蛋白）组成。作为第二道保护屏障，一旦细胞膜受到损伤，胞内物质泄露，细胞无法维持正常的生理代谢，即造成死亡。生物杀菌剂多以损伤细胞膜为目标，其中最具代表性的为细菌素、聚赖氨酸和植物精油。
1.3以胞内酶或遗传物质（DNA）为损伤目标的生物防腐剂
除了损伤细胞壁和细胞膜，某些小分子也可通过自由扩散或细胞膜上的转运蛋白进入胞内，干扰胞内核酸物质和蛋白质代谢杀死靶细胞。如来源于大肠杆菌的细菌素Mccb17，可通过孔蛋白OmpF和内膜转运蛋白Sbma相继穿过外膜和内膜到达胞内。随后Mccb17通过抑制DNA促旋酶活性从而干扰DNA的复制。细菌素MccJ25可识别外膜层的铁载体受体FhuA，随后经TonB-SbmA转运系统进入胞内。进入细胞后MccJ25通过抑制mRNA转录而抑制菌体生长。细菌素MccC7-C51可通过位于内膜层的YejABEF转运入胞内，随后经胞质氨肽酶催化生成天冬氨酰-腺苷酸，其可抑制天冬氨酰-tRNA合成酶活性，从而阻断mRNA的合成。
2微生物防腐剂在食品保鲜上的应用
由于微生物防腐剂在食品保鲜中应用的种类非常多，本文详细地分析其中两种比较常见的微生物防腐剂乳酸链球菌素和纳他霉素在食品保鲜上的具体应
2.1乳酸链球菌素在食品保鲜上的应用
①在乳制品中的应用。人们的生活离不开乳制品，乳制品可以为人们提供优质蛋白和丰富的营养，正是由于乳制品的营养成分非常丰富，所以极易发生腐败变质。研究表明，向乳制品中加入一定量的乳酸链球菌素能在很大程度上抑制微生物的生长，从而减少微生物对乳制品的侵害，延长乳制品的保质期。目前乳酸链球菌在乳制品行业的保鲜中应用的非常广泛，主要应用于鲜牛奶、灭菌乳、巴氏杀菌乳、干酪和酸牛奶中。在鲜牛奶中加入一定量的乳酸链球菌能够抑制造成鲜牛奶发生腐败的耐热性强的细菌的滋生，从而延长其保质期；在灭菌乳中加入一定量的乳酸链球菌素能将灭菌的强度降低，以及减慢非酶褐变的进程，同时延长灭菌乳的保质期；巴氏灭菌乳无论是在运输过程还是在储存过程中都需要严格地控制条件，加入一定量的乳酸链球菌能够增强巴氏消毒乳的食用安全性。②在肉制品中的应用。肉类的酸碱性大体呈现中性，且肉类中含有大量的水分，这样的条件使得肉类成为细菌滋生的温床。冷鲜肉制品的生產和销售过程需要经历较长的运输和贮存时间，研究发现在肉中加入适量的乳酸链球菌素能够延长冷鲜肉的保质期。流入市场的肉制品均已经过高温灭菌，所以大部分的微生物已被杀灭，但还有部分抗热性极强的微生物存活下来，在运输和储存过程中这些细菌的进一步繁殖最终导致肉制品的腐败，将乳酸链球菌素适量地加入到肉类中对于肉类本身的色香味都不会造成影响。③在饮品中的应用。饮品发生变质腐败主要的原因是酸土环脂芽孢杆菌的影响，酸土环脂芽孢杆菌是一种耐酸性和耐热性都较好的芽孢杆菌，极易造成饮品的酸败。在果园和树林的土壤中含有大量的酸土环脂芽孢杆菌，由于很多饮料的生产都需要水果，这就使酸土环脂芽孢杆菌极易被带入饮料中，导致饮料发生腐败，在饮品中添加适量的乳酸链球菌素能够很好地抑制酸土环脂芽孢杆菌的生产和繁殖，由于不同类型的饮品对乳酸链球菌需要的含量不同，所以需要根据实际情况添加，保证抑菌效果达到最佳。
2.2纳他霉素在食品保鲜上的应用
纳他霉素在食品领域的应用非常早，它是一种高效的真菌抑制剂，应用的食品领域也非常广泛，主要应用于干酪生产、糕点生产、肉制品等，且纳他霉素应用于食品保鲜也是受到国际认可的。①在干酪生产中的应用。干酪是奶制品的一种，营养物质非常丰富，所以也特别易受到细菌的侵害，所以在干酪的生产中防止霉菌污染是非常重要的一个环节，根据干酪在生产中使用的发酵工艺，需要将干酪生产的温度和湿度控制在一定的范围内，干酪的成熟时间需要1～5个月，硬质干酪需要7～9个月，由于时间非常漫长，所以在这段时间内，干酪非常易受到霉菌的污染发生腐败变质。相关研究表明，将纳他霉素添加到添加液中，然后应用于干酪的表面，由于纳他霉素的溶解度不大，所以就能够保证使用过程中只能留存在干酪的表层很难扩展到内部，这样相当于在干酪的表层形成了一层致密的保护膜，有效地抑制霉菌的繁殖，对于霉菌素的形成也起到了限制作用，由于不会进入到干酪内部，所以不会对干酪内部有益菌的正常生长造成影响。②在糕点中的应用。糕点大部分是甜食，且糕点一般高油、高水分，所以极易受到微生物的污染而导致霉变，将纳他霉素应用于糕点中，能够有效抑制有害菌的滋生。
结束语
随着国人生活质量的不断提升，食品安全问题成为了人们重点关注的一项问题。在这样的大背景下，针对食品的保鲜技术更需要进行长期研究。实践证实，与化学防腐技术相比，微生物防腐技术不但成本更加低廉，而且能够更加有效地抑制腐败细菌的增长，不会损害人体健康。因此，推动微生物防腐技术是保障国民生命健康安全的一项重要举措，值得大力推广。
参考文献
[1]杨双春，邓昊，潘一.微生物食品防腐剂的研究与应用现状[J].中国食品添加剂，2013（02）：186-189.
[2]幸治梅，刘勤晋.微生物防腐剂及其在食品工业中的应用[J].肉类工业，2003（09）：26-29.