第一节 乳酸链球菌素的简介
乳酸链球菌素亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，分子量约为3500 Da。由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，因此被作为食品防腐剂广泛应用于食品 行业 。食用后在人体的生理pH条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂（立项报告）。
第二节 乳酸链球菌素的生产技术
采用乳酸链球菌发酵生产乳酸链球菌，是唯一获得乳酸链球菌的途径。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乳酸链球菌发酵培养基，得到的乳酸链球菌最适发酵培养基(g/100mL)为：蔗糖2.93，大豆蛋白胨1.0，酵母膏0.43Na_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，确定了最适的乳酸链球菌发酵条件：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，乳酸链球菌发酵效价比自然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，考察补糖发酵对乳酸链球菌产量的影响。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、乳酸和乳酸链球菌的合成，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，确定了乳酸链球菌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 和预测乳酸链球菌发酵过程奠定了一定的理论基础。
第三节 乳酸链球菌素的发展现状
在国外，乳酸链球菌素很早就已应用于肉制品中，同时广泛应用于肉类、鱼类的防腐保鲜。据 研究 ，在不影响香肠、火腿色泽和防腐效果的情况下加入乳酸链球菌素，可使亚硝酸盐含量明显降低。在鱼类防腐方面，乳酸链球菌素还具有延迟熏制鱼中存在的肉毒梭菌芽孢毒素形成的作用。 研究 人员发现亚硝酸盐同乳酸链球菌素结合使用具有协同作用，乳酸链球菌可作为一种有效的替代物，减少火腿中发色剂的用量。乳酸链球菌能有效控制肉制品中微生物的生长，尤其是抑制产生毒素的肉毒梭状芽孢杆菌的活性，并且乳酸链球菌本身呈酸性，能降低周围介质的pH值，因而能降低残留的亚硝酸盐含量，减少亚硝胺的形成。
乳酸链球菌在加工过程中，过分的热处理会明显改变肉制品的质地及外观，加入乳酸链球菌后仅需45%的热处理即可延长其贮存期。在传统的香肠生产中，普遍使用亚硝酸盐等发色剂进行发色并抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长，随后亚硝酸盐与肉毒素反应产生腌制红色和腌制风味。但亚硝酸盐与体内的胺类物质作用会生成一种致癌物质——亚硝胺化合物。此外，在猪肉丝等肉干制品的生产中，采用乳酸链球菌素代替常用的山梨酸钾进行试验，其抑菌效果明显。
乳酸链球菌另外， 研究 人员为了适当地延长烤肉的货架期，考虑在烤肉中添加适量的乳酸链球菌，并进行了大量试验。从实验来看，在烤肉中添加适量的乳酸链球菌对抑制细菌生长繁殖、延长产品的保质期确实起到了一定作用。
乳酸链球菌 研究 表明，乳酸链球菌添加在牛肉冷却肉中，可用于牛肉的保鲜。因为乳酸链球菌与食品常用保鲜剂丙酸钙间无交互作用，与乳酸钠具有协同作用，与山梨酸钾具有拮抗作用。
乳酸链球菌有 研究 人员为了延长扒鸡的货架期，将乳酸链球菌添加于扒鸡生产中，这样可以降低杀菌温度，使扒鸡的食用品质得到改善。另外，火腿切片在加工过程一般是先熟化后再切片包装。为防止二次污染， 研究 人员在切片中添加乳酸链球菌，在无菌化包装条件下，延长了火腿切片的保质期。
乳酸链球菌 研究 人员应用乳酸链球菌进行红肠保鲜时发现，可有效降低细菌总数，在一定程度上能延长红肠的保质期，但单独使用效果不是很理想，最好能与其他办法结合使用。有试验表明，在冷藏条件下的真空包装鲜羊肉中加入乳酸链球菌，能够有效抑制鲜羊肉中细菌总数和pH值的上升，从而达到保鲜的目的，但同时发现，经乳酸链球菌处理的样品存在液汁流失过多和口味偏酸等特点，有待进一步 研究 解决。
乳酸链球菌以上众多应用表明，在肉制品加工过程中，添加乳酸链球菌都能有效延长产品的货架期，但要想使产品获得理想的保鲜效果，还必须与其他食品防腐剂进行科学合理的搭配。
乳酸链球菌在我国，对天然食品防腐剂的 研究 、开发虽比较晚，但从其发展来看，天然食品防腐剂取代化学合成防腐剂是一种趋势。乳酸链球菌素作为一种天然、高效、安全、无毒副作用的食品防腐剂，应用前景将更加广阔。 研究 认为，乳酸链球菌素在今后的 研究 方向是继续加强乳酸链球菌与其他食品防腐剂、栅栏因子和现代技术的协同效应 研究 。
第四节 乳酸链球菌素的发展现前景
肉制品因其营养丰富、风味独特而一直受到人们的喜爱，同时因其有较高的营养成分，为各种微生物的生长提供了一个适宜的场所，从而导致肉品容易腐败，货架期缩短。为了达到更长的货架期，有必要在肉制品中适当添加一些食品级的防腐保鲜剂。随着生物技术的不断发展，利用动植物或微生物的代谢产物等为原料，经提取、酶法转化或者发酵等技术生产的天然生物性食品防腐剂逐渐受到人们的重视，乳酸链球菌素（乳酸链球菌）就是其中的一种。它是一种可作为防腐剂应用于食品的细菌素。据了解，目前，已有包括美国、英国及我国在内的50多个国家和地区，将乳酸链球菌素作为一种天然食品防腐剂加以应用。
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