天然食品防腐剂乳酸链球菌素在乳制品中的应用研究

乳制品营养丰富，有益于人体的健康，是人们日常生活中一种非常重要又刚需的食品，利弊并存，乳制品的弊端就是很容易受微生物的青睐而引起腐败，如何保证乳制品的质量就显得十分重要。随着人们对健康、食品安全意识的逐渐提高，对乳制品的品质要求也日益提高了，安全、无毒、抑菌效果明显的生物防腐剂是消费者对防腐和保鲜的追求。天然的生物防腐剂乳酸链球菌素（Nisin）是乳制品防腐的好伴侣。

1 乳酸链球菌素的常识介绍

1.1 乳酸链球菌素的基本介绍

乳酸链球菌素（Nisin）也被称为乳酸链球菌肽，音译为尼辛，是由牛奶和奶酪中天然存在的乳酸链球菌发酵产生的一种天然生物抗菌肽，由34个氨基酸残基组成，为白色偏淡黄的粉末。Nisin能有效抑制大部分革兰阳性菌及其芽孢的生长和繁殖，特别是对常见的肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌等细菌有明显的抑制作用。中国食品添加剂协会第三届会员代表大会暨第九届中国国际食品添加剂和配料展览会就指出“当乳酸链球菌素浓度为100ppm时就可以杀死大多数的引起食物腐败的革兰氏阳性菌”。只要极少量的乳酸链球菌素即能够杀死杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢。

在第十届中国国际食品添加剂和配料展览会提到“乳酸链球菌素抗菌谱比较窄，仅能杀死或抑制革兰氏阳性菌，而对于革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌抑制作用不够明显”，因此在日常的应用受到一定的限制。为了突破这种限制，日常中常常会把乳酸链球菌素和其他生物防腐剂一起联合应用，扩宽乳酸链球菌素的抗菌谱。

1.2 安全性

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。在实验中，对食物样品添加超过食品应用量的乳酸链球菌素的毒性进行研究，结果表明是无毒的。蛋白水解酶(α-胰蛋白酶)特别容易分解乳酸链球菌素，食用后在消化道内马上就被蛋白水解酶水解成氨基酸，最终被人体吸收。从1953年至今，世界上已经有50多个国家批准允许使用乳酸链球菌素，在1990年我国卫生部食品监督部门就签发了乳酸链球菌素在中国的使用合格证明书。

1.3 用途

乳酸链球菌素对食品有明显的防腐和保鲜作用，因此在日常生活和工业生产中得到广泛的应用，例如在肉制品、乳制品、海产品、各种饮料、调味品和化妆品等。

2 乳酸链球菌素在乳制品的应用

在鲜乳及乳制品中使用Nisin的方法是很简便，可以先将Nisin用水或者用浓度为0.02M的盐酸，配成5%-6%的水悬液，然后按预先设定的比例直接加入乳中搅拌均匀即可使用。

2.1 鲜乳中的应用

国际新标准GB5408.2-1999规定，对超高温灭菌乳和二次灭菌乳，均不得添加食品防腐剂。为此，必须提高原料乳（鲜乳）的质量，严格控制原料乳中的微生物指标，要在源头上保证鲜乳的质量。按农业部颁布的无公害食品标准，每毫升鲜乳中，菌落总数应小于50万个。

首先要保证奶源的质量。乳牛的乳房因为长期的人工挤奶，很容易受感染，而得乳房炎。在乳牛的养殖过程中，通常会把抗生素直接注射到牛乳房中或添加在饲料中来防治奶牛的乳房炎，这样采集到的鲜奶同样会含有残留抗生素，长期食用这种奶源制作成的食品对身体健康会有不好的影响，也不适宜用来作为制作酸乳的原材料。为了保证鲜乳不含抗生素，可以直接用乳酸链球菌素代替抗生素来预防奶牛的乳房炎，效果良好，可以杜绝鲜奶中抗生素的残留，从根本上保证奶源的健康安全。

其次在鲜奶的保存上，常温的条件下，在每千克的鲜奶中加入50mg乳酸链球菌素，可以减缓鲜奶的变质速度，使鲜奶的保质期延长1倍。经过巴氏灭菌消毒过的奶，添加30～50mg/kg乳酸链球菌素，保质期即可延长2倍。经过高温（121℃高温，灭菌13.5分钟后）灭菌后的奶，在55℃的条件下，每天还是会以10%的速率腐败；如果加入适量的乳酸链球菌素，在同等条件下，可以杜绝奶腐败。南京农业大学曾做过这样的实验：在高温灭菌奶中添加乳酸链球菌素，结果表明当乳酸链球菌素的添加量为0.1g/kg，经过115℃灭菌10分钟后，高温灭菌奶的合格率可以达到为100%。

2.2 酸乳中的应用

在酸乳的保质有效期内，因酸乳含有的活性乳酸菌在一般的温度下还能进行缓慢发酵，时间越久，酸乳的酸度会越来越高，口感变差，一般的消费者不能接受。如果在酸乳中添加乳酸链球菌素，可以有效抑制酸乳继续发酵，使酸乳保持相当稳定的酸度，使口感不会有太大的变化。添加乳酸链球菌素可以在酸奶主发酵前或主发酵后。由于乳酸链球菌素对制备酸乳的菌种有抑制作用，菌种会变得不活跃，发酵速度会变慢，发酵时间会延长，因此在主发酵前添加乳酸链球菌素，就必须严格控制添加量。

2.3 其他乳制品中的应用
乳酸链球菌素最开始的应用就是用于干乳酪的防腐，目前主要应用于硬质的干乳酪和经过巴氏灭菌的干酪。乳酸链球菌素是干乳酪加工过程中最好的保护剂了。一般情况下干酪原料经过80-100℃巴氏消毒后，还有存活的梭菌芽，并能产生毒素。在同样的条件下，在巴氏灭菌处理后的干酪中加入适量的乳酸链球菌素，就有效阻止梭菌生长和毒素的形成。

在生产奶油巧克力中加入少量的乳酸链球菌素，就能降低热消耗的80%，大大延长货架时间。

3 结束语

现代生活中已经难以离开防腐剂的使用了，人们对其关注度也会越来越高，寻找健康安全的防腐剂是食品工业的一个重要课题。如何利用乳酸链球菌素天然、无毒、安全、能被人体消化的特性，深度挖掘与其他生物防腐剂结合，使其应用的领域更广、更健康、更安全、更便捷将会成为目前研究的重点。乳酸链球菌素的应用和开发有着更广阔的发展前景。

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