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1、溶菌酶在食品工业中的应用,什么是溶菌酶 溶菌酶的历史 溶菌酶的分类 溶菌酶都应用在什么食品工业中,什么是溶菌酶？,溶菌酶是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，又称细胞壁溶解酶。 它是由动物特定细胞内的核糖体上合成的一种蛋白酶，分泌到细胞外杀死细菌的。它存在于卵清、唾液等生物分泌液中，催化细菌细胞壁肽聚糖N-乙酰氨基葡糖与N-乙酰胞壁酸之间的1，4-糖苷键水解的酶。它可以溶解掉细菌的细胞壁，杀死细菌。,其一级结构为129个氨基酸残基组成的单一多肽链。它经盘绕折叠形成二级及三级结构,使得此酶具有一个椭球形的外形,其上的裂隙是该酶的活性部位。当底物(细菌细胞壁)结合在此处时,细菌即被溶解,说明了酶的
2、功能是由其结构决定的,溶菌酶的历史,人们对溶菌酶的研究始于本世纪初，英国细菌学家弗莱明发现人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶，并将其命名为溶菌酶。此后，人们在动物、植物和微生物中都发现了溶菌酶的存在。 随着研究的不断深入，人们发现溶菌酶不仅对细菌细胞壁有作用，还可作用于真菌细胞壁。,溶菌酶的分类,根据来源不同，溶菌酶可以分为以下三类 1)动物溶菌酶 2)植物溶菌酶 3)微生物溶菌酶细菌溶菌酶和真菌溶菌酶 ,溶菌酶都应用在什么食品工业中,1)溶菌酶在乳制品中的应用 溶菌酶是一种非特异性免疫因子,可对肠道中腐败性微生物有特殊的杀灭作用,同时直接或间接地促进肠道中双歧杆菌的增殖是婴儿食品中的抗
3、菌蛋白,是一种必需的添加因子。溶菌酶在婴儿体内可以直接或间接地促进婴儿肠道内双歧杆菌的增殖;可以促进婴儿胃肠内乳酪蛋白形成微细凝乳,延长在肠道停留时间,有利于婴儿消化吸收;可以促进人工喂养婴儿肠道细菌菌群的正常化;,它还能够强化血清灭菌蛋白、2球蛋白等体内防御因子,以增强对感染的抵抗力,特别是对早产婴儿有预防体重减轻和消化器官疾病及增加体重的功效,是婴儿食品及配方奶粉等的良好添加剂。溶菌酶特别适合于巴氏杀菌奶的防腐,一般在包装前加入300600ppm。另外,在奶酪加工中添加一定量的溶菌酶可以防止中后期奶酪的后期起泡、风味变差及不影响奶酪老化过程中奶酪基液的品质,同时,还能起到抑菌作用,不至引起
4、酪酸发酵 ,这是其他防腐剂所无法比拟的。,2)溶菌酶在新鲜海产品、肉类制品中的应用 溶菌酶本身是一种无毒、无害的蛋白质,且具有一定的保健作用,可以选择性地、有目的地杀灭微生物而不作用于食品中的其他物质,保证食品原有营养成分不受损失。,对革兰阳性菌中的枯草杆菌、耐辐射微球菌有强力分解作用。对大肠埃希菌、普通变形菌和副溶血性弧菌等革兰阴性菌也有一定程度溶解作用。其最适作用浓度为0.05%,与植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸等配合使用,能够有效提高其防腐效果,可用于水产类熟制品及肉制品的保鲜与防腐。,例子：张凤凯等成功研究了一种纯天然的冷却肉保鲜剂Hnsafety2008冷却肉保鲜剂。该保鲜剂完全采用安全、
5、无毒、天然的物质科学地配合组成,该保鲜剂的保质效果可以延长冷却肉的保质期14倍。该保鲜剂可以耐受95 以下的温度,并保持性质稳定。因此,可以将其添加到原料肉中,进行低温加热(80左右),使用浓度为肉重的0.05%0.01%,使用方法为在肉块进行滚揉或进行斩拌时加入,但是要注意的问题是在低温肉制品热加工中,加工的温度不要超过95。,3.在酒及饮料防腐中的应用 用溶菌酶代替水杨酸,用于日本清酒的防腐取得了很好的成效。清酒乙醇含量为15%17%(体积分数),大部分微生物不能生存,但有一种叫做火落菌的乳酸菌则能生长,并引起产酸和产生臭味。以往通常加水杨酸作防腐剂,但因为水杨酸有一定毒性,其应用受到了限
6、制。目前,日本已成功用鸡蛋清溶菌酶代替水杨酸作防腐剂,其加入量为15mg/kg。此外,溶菌酶还可应用于pH值为6.07.5的饮料的防腐。,4.在保健功能性食品中的应用 溶菌酶是一种无毒、无害的高盐基蛋白质,且具有一定的保健作用,有抗感染和增强抗生素作用效力,促进血液凝固及止血作用,有组织再生作用。因此,可以在保健食品中添加一定量以提高保健效果。,5. 在食品软包装中的应用,将溶菌酶固定化在食品包装材料上,生产出有抗菌功效的食品包装材料,以达到抗菌保鲜功能。目前许多肉制品软包装都需要经过高温灭菌处理。经过处理的肉制品脆性变差甚至产生蒸煮味。溶菌酶杀菌防腐,由于不经过加热,属于冷杀菌,因而避免了高
7、温杀菌对食品风味的破坏作用,尤其对热敏感的物质更具有重要意义。如果在产品真空包装前添加一定量的溶菌酶(1%3%),然后巴氏杀菌(80100,2530min),可获得很好的保鲜效果。,此外,溶菌酶对人体安全、无毒、无害,且具有一定的保健作用。同样,果蔬加工前添加一定量的溶菌酶,一般添加量为0.1%0.2%(拌料时添加)或1%3%(加热煮制时添加),都能起到很好的保鲜效果。,END,制作人：韩敬宇,鸡蛋白中约含有3.5的溶菌酶，可分解革兰氏阳性菌，对革兰氏阴性菌不起作用，其分子量为14000。此外，从其他鸟类蛋白、哺乳动物乳汁及体液中也分离到了溶菌酶。,研究人员对116科410种植物进行普查，发现
8、168种植物中含有溶菌酶。其中木瓜、无花果，大麦等植物中均可分离出溶菌酶，其分子量较大，约为24000-29000，其对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋白溶菌酶的13。,1)细菌溶菌酶 细菌溶菌酶通常可分为三大类：N-乙酰氨基己糖苷酶，它催化水解肽聚糖中糖骨架中的(14)糖苷键；N-乙酰胞壁酰-丙氨酸酰胺酶，它催化裂解肽聚糖中糖基与肽基；内肽酶，它催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键。,真菌溶菌酶主要包括几丁质酶和-葡聚糖酶。 (1)几丁质酶 虽然一些外几丁质酶(exochitinases；EC32130)也表现出抗真菌的特性，但抗真菌的几丁质酶主要是内几丁质酶(endochitinases；EC3211
9、4)。人们已经研究了许多来自于植物和微生物的几丁质酶，并对有些几丁质酶抑制真菌生长/裂解真菌细胞的作用进行了研究。科学家们首先在植物中发现了几丁质酶的抗真菌作用，这类几丁质酶可以对抗侵入植物体的真菌病原体。微生物几丁质酶主要是由链霉菌属、杆菌和大多数真菌产生的。细菌分泌几丁质酶主要用于真菌细胞壁的降解和重组，但在大多数产几丁质酶的真菌中，此酶主要用于真菌细胞壁的成型过程。只有在一些特定的寄生霉菌中，如 Trichoderma harzianum、APhanocladium album和Gliocladium vixens中，胞外几丁质酶和-葡聚糖酶用来附着和降解目的菌丝。这些抗真菌的几丁质酶与
10、植物几丁质酶相似，多为内几丁质酶。由于肽聚糖和甲壳质的糖骨架具有相似的结构，因此，一些几丁质酶也具有溶菌酶活性。 (2)-葡聚糖酶 -葡聚糖酶(-glucanases；EC 32139)具有抗真菌作用主要是因为它能水解(13)糖苷键。研究表明：(13)葡聚糖酶对几丁质降解真菌细胞壁具有显著的协同作用。如将纯化的几丁质酶和-葡聚糖酶合用，抗灰色葡萄孢(Botrytis cinera)的作用提高了10倍。内葡聚糖酶与外葡聚糖酶、不同内葡聚糖酶间也具有协同抗真菌作用。因为许多植物性食品中含有-葡聚糖成分，它对维持产品的组织性、黏度和外观都有重要作用，将-葡聚糖酶加入这类食品，可能会引起不良影响。真菌的细胞壁主要组分为几丁质和-葡聚糖，但一些真菌和大多数酵母细胞壁含有其他类型的多糖(甘露聚糖、-葡聚糖和纤维素)，因此，甘露聚糖酶、-葡聚糖酶也可作为抗真菌的酶类应用于食品工业。,
