乳酸鏈球菌素

乳酸鏈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確認乳酸鏈球菌素可作為食品防腐劑。1992年3月中國衛生部批准實施的文件指出：“可以科學地認為乳酸鏈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，溶血鏈球菌，利斯特氏菌，嗜熱脂肪芽抱桿菌的生長和繁殖，尤其對產生孢子的革蘭氏陽性細菌有特效。乳酸鏈球菌素的抗菌作用是通過干擾細胞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，從而導致致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。現已廣泛應用於乳製品、罐頭製品、魚類製品和酒精飲料中。

英文名稱:nisin from streptococcus lactis

是乳酸鏈球菌分泌的多肽抗菌素，由34個氨基酸組成。在水中溶解度依賴於Ph值,Ph值2.5時溶解度為12%,Ph值5.0時下降到4%,在中性和鹼性條件下不溶於水。Ph值為2時耐熱性好,Ph值大於5時，耐熱性下降。

應用於肉製品、乳製品、罐頭、海產品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋製品、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：

乳鏈菌素大於1000IU/Mg（大於2.5%）

氯化鈉大於50%

分子式：C143H228N42O37S7存貯：

4-15℃下陰涼、乾燥、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

採用乳酸鏈球菌發酵生產Nisin，是唯一獲得Nisin的途徑。本文對本實驗室保存的乳酸鏈球菌MEN105菌株進行了培養基和發酵條件優化。首先採用單因素試驗方法，找到了碳源、氮源、磷源和無機鹽等種類的較適因素水平，運用均勻設計進一步優化Nisin發酵培養基，得到的Nisin最適發酵培養基(g/100mL)為：蔗糖2.93，大豆蛋白腖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%。採用單因素實驗方法對培養條件進行了優化，確定了最適的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分批發酵和恆pH 6.5分批發酵。通過控制pH發酵，削弱了發酵過程中產生乳酸導致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鏈球菌發酵產生底物抑制作用，並且延長發酵周期。因此，確定對乳酸鏈球菌進行補糖發酵，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產量的影響。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，提高了發酵產量，其中分2次等量補加蔗糖的模式比恆速連續流加蔗糖模式，效價提高了175IU，比恆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係的深層次了解。利用Logistic等模型描述，恆pH條件下，乳酸鏈球菌ATCC11454的菌體生長、乳酸和Nisin的合成，以及蔗糖消耗的動力學。並使用遺傳演演算法(Genetic Algorithm，GA)對模型參數進行估算，確定了Nisin發酵過程的動力學數學模型，並通過實驗數據驗證了此模型的正確性。這將為進一步研究和預測Nisin發酵過程奠定了一定的理論基礎。

【應用範圍】

可廣泛應用於肉製品、乳製品、罐頭、海產品、飲料、果汁飲料、液體蛋及蛋製品、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在肉製品中的應用；

適用範圍相當廣泛，適合於各類中、西式、高中低檔產品。如，烤肉、火腿、三文治、香腸、法蘭克福腸、高溫火腿腸、雞肉類產品及醬滷製品。乳酸鏈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的乳酸鏈球菌素複合少量其它防腐劑可使低溫肉製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，且產品色、香、味不受影響，還可降低硝酸鹽或亞硝酸鹽的用量；豬肉絲產品生產中可取代山梨酸鉀作防腐劑，並能提高產品質量和貨架期。

◆西式火腿 西式火腿是一類低溫肉製品，其加工過程營養損失少，且產品較嫩，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。加入適量nisin、乳酸鈉，再加亞硝酸鹽可有效延長產品貨架期，並且降低亞硝酸鹽的使用量。

◆即食臘肉製品 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，且在小範圍內也有輔助殺菌作用，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，有近百年的歷史，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，宰殺后經蜜水澆灌，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，但與手工製作的散裝扒雞比較，有肉質過於軟爛，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對牛肉冷卻肉有顯著的抑菌作用，細菌總數明顯降低，且保鮮效果隨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製品，其加工工藝獨特，產品濃香味厚，持久不變。使用復配后的nisin防腐液能有效降低醬牛肉的細菌總數，延長產品保質期，提高產品品質。

◆泡鳳爪製品 泡鳳爪屬於動物性泡菜，是將發酵工藝成功用於肉製品生產的新食品。雖然其生產歷史較短，由於其獨特的風味，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。但由於水份活性高，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、較顯著的作用。

◆烤肉 烤肉常採用優質黃牛後腿肉，經過若干工序製作而成的低溫肉製品。產品表層粘有辣椒或咖喱粉，外表乾爽，口感鮮嫩，風味獨特，深受消費者喜愛。由於未經高溫滅菌，因此在常溫下不能長期保存。加入nisin后能有效地抑制細菌生長繁殖，28℃下產品保質期從4～5天延長到了20天。

2.Nisin在乳製品中的應用；

◆ 在 pH4 左右的酸奶、果奶中添加 0.05g/kg 乳酸鏈球菌素，經90℃、20分鐘滅菌產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乳酸鏈球菌素產品變白率由0.04%降低0。 ◆ 添加0.08g/kg--0.1g/kg乳酸鏈球菌素於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 乳酸鏈球菌素，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，調味乳放置於40℃下，仍能保存至六周。 ◆ 在乾酪中，添加0.05g/kg—0.1g/kg的乳酸鏈球菌素可解決在乾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、保加利亞乳桿菌等）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，如嗜熱脂肪芽孢桿菌和熱解糖梭菌的芽孢，一旦條件適宜，它們就會生長，引起產氣、產酸腐敗. 0.1g/kg的乳酸鏈球菌素添加於罐頭食品中，可以使罐頭食品在炎熱的條件下保存2年。並能減少熱處理強度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，保持產品品質、延長食品保質期，其效果優於山梨酸鉀。

4.Nisin在海產品中的應用；

魚、鮮蝦等海鮮製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-肉毒桿菌的污染，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，延長產品的新鮮度和貨架期。以生蝦肉為主料，加工的蝦肉糜，一般只有2d的保質期，加入nisin后可使保質期達到60~70天。

5.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鏈球菌素0.1g/kg—0.15g/kg，保質期延長3倍以上。 ◆內酯豆腐中添加 0.1g/kg 的乳酸鏈球菌素，能使保質期延長5倍以上。◆ 豆乾中添加0.1g/kg的乳酸鏈球菌素、複合少量其它防腐劑，經合適的滅菌，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桿菌，該菌是一種耐酸且耐熱的產芽孢桿狀細菌。它是適於25℃-60℃，pH2.5-6.0 的環境下生長繁殖，在飲料生產和用水過程中均有酸土芽孢桿菌的存在，很容易被帶入果汁和果汁飲料的產品中引起果汁類產品的腐敗。添加0.05—0.1g/kg 乳酸鏈球菌素，經巴氏滅菌可以阻止存活的酸土芽孢桿菌孢子的生長和繁殖，防止產品的腐敗，達保質要求。

7.Nisin在液體蛋及蛋製品中的應用；

0.05g/kg—0.1g/kg 乳酸鏈球菌素添加到蛋製品中，可有效抑制引起產品腐敗的耐熱性孢子，將原來保存期 7 天的蛋製品的保質期延長到1個月以上。

8.Nisin在調味品中的應用；

0.05g/kg—0.2g/kg 的乳酸鏈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，使低脂低鹽產品的腐敗性降低，延長保存期 3 倍以上。

9.Nisin在釀酒工藝中的應用；

由於乳酸鏈球菌素不能抑制酵母菌，因而可用於啤酒、果酒及其它酒類產品來防止乳酸菌引起的腐敗。◆ 洗滌酵母：乳酸鏈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的乳酸鏈球菌素於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：在巴氏滅菌后，加入0.01g/kg—0.05g/kg乳酸鏈球菌素到成品中。◆ 抑制細菌：發酵前加入0.025g/kg—0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，成品酒中殘留0.01g/kg—0.05g/kg即可。在葡萄酒的主發酵和后發酵中，加入0.1g/kg的乳酸鏈球菌素，可防止發酵過程中短乳桿菌、葡萄明串珠菌、乾酪乳桿菌引起的污染。

10.Nisin在烘焙食品中的應用；

在發麵烤餅、甜麵包和煎餅等中添加Nisin，對引起產品腐敗的耐熱蠟狀芽孢桿菌有很強的抑制作用，可延長製品的保質期。添加0.2g/Kg的乳酸鏈球菌素於產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，大腸菌群超標等，本品能有效防止微生物的生長，提高產品品質，延長產品保持期。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 的乳酸鏈球菌素，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，能有效殺死或抑制產品中各種有害微生物，如對細菌、大腸桿菌、革蘭氏陰性菌、李斯特氏菌等都有較強的抑制作用，延長產品保質期，提高產品品質。在膏狀香精中添加0.2g/Kg的乳酸鏈球菌素、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。在製造過程、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。使用本產品，可使化妝品免受微生物污染，延長產品的貨架壽命和使用壽命，確保產品的安全性，防止消費者因使用受微生物污染的產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，在這些成品製劑中加入適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 乳及乳製品（ 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 其他雜糧製品（僅限雜糧灌腸製品）0.25

06.07 方便米面製品 0.25

08.02 預製肉製品0.5

08.03 熟肉製品0.5

09.04 熟制水產品（可直接食用） 0.5

10.03 蛋製品（改變其物理性狀） 0.25

12.03 醋0.15

12.04 醬油0.2

12.05 醬及醬製品0.2

12.10 複合調味料0.2

14.0 飲料類（14.01 包裝飲用水類除外）0.2 固體飲料按沖調 倍數增加使用量

乳酸鏈球菌素NISIN作為防腐劑的優點

乳酸鏈球菌素的毒性可以忽略

乳酸鏈球菌素的穩定性極高

乳酸鏈球菌素可被人體消化吸收

乳酸鏈球菌素天然、綠色

安全性極好

乳酸鏈球菌素具有不可逆的殺菌作用，在人的消化道中可被蛋白酶水解所消化成氨基酸，對健康無害而且在低濃度下有生物活性，是一種比較安全的防腐劑，不會改變腸道正常菌群，不會引起藥性，更不會產生於其他抗生素交叉的抗性。對乳酸鏈球菌素的微生物毒性研究表明，無微生物獨自難過或致病作用，比較安全無副作用。

溶解性

乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種淺棕色固體粉末，使用時需溶於水或液體中，且於不同pH值下溶解度不同。如在水中（pH=7），溶解度為49.0mg/ml（Nisin）；若在0.02M 鹽酸中，溶解度為118.0mg/ml（Nisin）；在鹼性條件下，幾乎不溶解。

穩定性

乳酸鏈球菌素（Nisin）的穩定性也與溶液的PH值有關。如溶於PH=6.5的脫脂牛奶中，經85℃ 巴氏滅菌15分鐘后，活性僅損失15%，當溶於PH=3的稀鹽酸中，經121℃15分鐘高壓滅菌仍保持100%的活性，其耐酸耐熱性能優良。

抑菌性

乳酸鏈球菌素（Nisin）能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細菌，如乳桿菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特別是對產芽孢的細菌如芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌有很強的抑制作用。通常，產芽孢的細菌耐熱性很強，如鮮乳採用135℃、2秒鐘超高溫瞬時滅菌，非芽孢細菌的死亡率為100%，芽孢細菌的死亡率90%，還有10%的芽孢細菌不能殺滅。若鮮乳中添加0.03-0.05g/kg Nisin就可抑制芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌孢子的發芽和繁殖。

安全性

通過病理學家研究以及毒理學試驗都證明乳酸鏈球菌素（Nisin）是完全無毒的。乳酸鏈球菌素（Nisin）可被消化道蛋白酶降解為氨基酸，無殘留，不影響人體益生菌，不產生抗藥性，不與其它抗生素產生交叉抗性。世界上有不少國家如英、法、澳大利亞等，在包裝食品中添加乳酸鏈球菌素（Nisin），通過此法可以降低滅菌溫度，縮短滅菌時間，降低熱加工溫度，減少營養成份的損失，改進食品的品質和節省能源，並能有效地延長食品的保藏時間。還可以取代或部分取代化學防腐劑、發色劑（如亞硝酸鹽），以滿足生產保健食品、綠色食品的需要。