乳酸鏈球菌素(別名：乳酸鏈球菌肽或尼，Nisin)是從乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)物中提取的一種 多肽類(lèi)抗菌物質(zhì)，是一種世界公認的安全、天然生物食品防腐劑和抗菌劑。早在 1928 年， Rogers 和 Whittier 就發(fā)現乳酸鏈球菌的代謝產(chǎn)物能夠抑制部分革蘭氏陽(yáng)性菌的生長(cháng)。1944 年 Mattick 和 Hirsch 發(fā)現血清學(xué) N 群中的一些乳酸鏈球菌能產(chǎn)生蛋白類(lèi)抑菌物質(zhì)，命名為Ｎ _inhibitory Substance 即Ｎ群抑菌物質(zhì)，簡(jiǎn)稱(chēng)為 Nisin。1951 年，Hirsch 等人應用乳酸鏈球菌 素到食品保藏中，成功的抑制了由產(chǎn)氣梭狀芽孢桿菌引起的奶酪腐敗，極大改善了奶酪的品 質(zhì)。1953 年由英國的阿普林和巴雷特公司首次以商品的形式出售了這種新的防腐劑——乳酸鏈球菌素。1969 年，FAO/WHO 食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì )批準乳酸鏈球菌素作為一種 生物型防腐劑應用于食品工業(yè)。1988 年美國國家食品和藥物管理局(FDA)正式批準將乳酸鏈 球菌素應用于食品中。我國在 GB2760-86 中批準乳酸鏈球菌素可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品中。
迄今為止，乳酸鏈球菌素已在全世界 70 多個(gè)國家和地區被用作 防腐劑。
1 分子結構
乳酸鏈球菌素分子由 34 個(gè)氨基酸殘基組成，分子式為 C143H228N42O37S7，分子量為 3510。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，人們已發(fā)現乳酸鏈球菌素分子有 6 種類(lèi)型，它 們分別是 A、B、C、D、E、Z，其中以 NisinA 和 Z 兩種類(lèi)型的研究最為活躍。NisinA 與 NisinZ 的差異僅在于氨基酸順序上第 27 位氨基酸的種類(lèi)不同。NisinA 是組氨酸(His)，而 NisinZ 是天門(mén)冬酰胺(Asn)。資料表明，同樣濃度下 NisinZ 的溶解度和抗菌能力都比 NisinA 強。
2 溶解性
乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種白色至淺棕色固體粉末，使用時(shí)需溶于水或液體中，要 取決于溶液的 pH 值，在 pH 值較低的情況下，溶解性較好。如在水中（pH=7），溶解度為 49.0mg/mL（乳酸鏈球菌素）；若在 0.02M 鹽酸中，溶解度為 118.0mg/mL（乳酸鏈球菌素）； 在堿性條件下，幾乎不溶解，所以在應用時(shí)，一般先用 0.02Ｍ鹽酸溶解，再加入到食品中。
3 穩定性
乳酸鏈球菌素（Nisin）的穩定性主要取決于溫度、pＨ值、酶、基質(zhì)等因素。在酸性條件下呈現最大的穩定性，隨著(zhù) pH 的升高其穩定性大大降低。在 pH2.0 的條件下耐受 121℃ 長(cháng)達 30min。pH 值越高，本品表現越不穩定，同是在 121℃下加熱 15min，pH4.0 條件下活 性降低 29%，到 pH 值變?yōu)?7.0 時(shí)，喪失掉 99.7％的抑菌活性。在一定溫度范圍內，隨著(zhù)溫 度的升高，它的活性喪失增加。對α-凝乳蛋白酶、胰腺酶、消化酶、唾液酶等很敏感，但 對粗制凝乳蛋白酶、脂酶、淀粉酶不敏感。當乳酸鏈球菌素加入到食品中，則受到介質(zhì)的保 護，一些大分子食物如牛奶，肉湯等可使其穩定性大大增強。此外本品的穩定性還與熱處理 條件以及貨架期長(cháng)短等因素有關(guān)。
4 有效性
4.1 抗菌譜
乳酸鏈球菌素對許多革蘭氏陽(yáng)性菌及其芽孢有強烈的抑制作用，如葡萄球菌 (Staphylooccus)、鏈球菌(Streptococcus)、微球菌(Micrococcus)、分枝桿菌(Mycobacterium)、 李斯特氏菌(Listeria)和乳桿菌(Lactobacillus)等。早期的研究認為本品對革蘭氏陰性菌無(wú)抑制 作用，但近期研究表明，在螯合劑如 EDTA 存在下可以抑制沙門(mén)氏菌(Salmonellasp spp.)，大 腸桿菌(Escherichia coli)和銅綠假單胞菌(Pseudomonsa aeruginosa)等革蘭氏陰性菌。新型的食 品冷凍防腐技術(shù)如經(jīng)超高流體靜壓力(Ultra high hydrostatic pressure，UHP)和脈沖電場(chǎng)技術(shù) (Pulsed electric field，EP)也可以使大腸桿菌和鼠傷寒沙門(mén)氏菌對本品敏感。本品對霉菌、酵 母沒(méi)有抑制作用，但對利用酵母代謝產(chǎn)物的細菌卻有很好的抑制作用。
4.2 作用機理
乳酸鏈球菌素可以引起敏感菌細胞質(zhì)的釋放，從而造成細胞裂解。乳酸鏈球菌素對微生 物的作用首先是乳酸鏈球菌素對細胞膜的吸附，在此過(guò)程中，乳酸鏈球菌素能否通過(guò)細菌細 胞壁是一個(gè)關(guān)鍵因素。同時(shí)，其它如 pH、Mg2+濃度、乳酸濃度、氮源種類(lèi)等均可影響乳酸 鏈球菌素對細胞的吸附作用。帶有正電荷的乳酸鏈球菌素吸附在膜上后，利用離子間相互作 用，及其分子的 C 末端、N 末端對膜結構產(chǎn)生作用，形成穿膜“孔道”，從而引起胞內物質(zhì) 泄漏，細胞解體死亡。
4.3 改善食品品質(zhì) 鮮乳采用 135℃、2 秒鐘超高溫瞬時(shí)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 乳酸鏈球菌素就 可抑制芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌孢子的發(fā)芽和繁殖。世界上有不少?lài)胰缬?、法、澳大利?等，在包裝食品中添加乳酸鏈球菌素（Nisin），通過(guò)此法可以降低滅菌溫度，縮短滅菌時(shí)間， 降低熱加工溫度，減少營(yíng)養成份的損失，改進(jìn)食品的品質(zhì)和節省能源，并能有效地延長(cháng)食品 的保藏時(shí)間。
5 安全性
乳酸鏈球菌素是一種多肽，可被人體內的胰凝乳蛋白酶降解成氨基酸，因而不會(huì )在體內 殘留，也不會(huì )改變腸道正常菌群或造成體內致病菌的抗藥性?？咕亟徊婵剐匝芯勘砻鞅酒?與其他抗菌素如青霉素、鏈霉素、紅霉素等無(wú)交叉抗性。目前已進(jìn)行的生物學(xué)特性研究包括 毒性、致癌性、存活性、再生性、血液化學(xué)、腎功能、腦功能、應激反應及動(dòng)物器官病毒學(xué) 等，都證明是安全的。
可以取代或部分取代化學(xué)防腐劑、發(fā)色劑（如亞硝酸鹽），以滿(mǎn)足生產(chǎn)保健食品、綠色 食品的需要。
6 主要應用領(lǐng)域
可廣泛應用于肉制品、乳制品、罐頭、海產(chǎn)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(lǐng)域等中。
