1、毕业论文(设计)任务书课题名称 生物杀菌素在食品防腐中的应用研究进展所 在 系专业班级学 号姓 名年 月 日至 年 月 日共 周毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保
2、存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 一、毕业论文（设计）的内容文章阐述生物杀菌素的基本概念及特点，生物杀菌素在食品防腐中的应用研究概况, 并对生物杀菌素的发展趋势进行展望。二、毕业论文（设计）的要求与数据收集生物杀菌素相关资料，论文书写有明确的中心，论述充分并有一定的逻辑性，重点突出，内容应充实完整，格式规范。三、毕业论文（设计）应完成的工
3、作1. 文献浏览2. 确定提纲3. 撰写初稿4. 修改定稿四、毕业论文（设计）进程安排序 号 论文（设计）各阶段名称 日 期1 收集资料 2008.92 拟定提纲 2008.103 撰写论文 2008.11-2009.34 按要求格式修改论文 2009.45 再次修改 2009.56 定稿打印 2009.5五、应收集的资料及主要参考文献查阅中国期刊网、万方数据库、超星数据库中的相关文献，并参考其他网络资源和图书等纸质资源。摘要:生物防腐剂是一类新型的安全高效的天然防腐剂，该文阐述生物杀菌素的特点及在食品防腐中应用研究，并介绍了几种主要的生物防腐剂在食品工业中生物杀菌素发展趋势进行展望。关键词:
4、生物杀菌素;生物防腐剂；食品防腐;食品安全；应用；动向Abstraet:Biological preservation have the natural secure and highly efficient natures. The character and the application of microbial to food preservation are introduced,and introduction about the application of main kinds of biological preservatives and their developmenta
5、l tendency .Key Words:Microbial antibiotic,biological preservative,food preservation,food safety,development tendency.目录第 1章生物杀菌素概述1.1生物杀菌素基本概念1.2生物杀菌素特点第 2章生物杀菌素的来源2.1植物来源2.2动物来源2.3微生物来源第 3章食品中常用生物杀菌素3.1细菌素类3.1.1 乳酸菌属细菌素3.1.2 双歧杆菌素3.2 放线菌素类3.2.1 溶菌酶3.2.2 那他霉素3.2.3 泰乐菌素3.2.4 聚溶素3.4 霉菌素3.5抗生素类3.6曲酸3.
6、7鱼精蛋白第 4章生物杀菌素在食品中的具体应用4.1乳酸菌用于肉制品的防腐4.2Nisin在食品防腐中的应用4.3溶菌酶在食品防腐中的应用4.4NatamyC加在食品中的应用第 5章新型食品生物杀菌素5.1肠球菌素5.2苦瓜水提物5.4大蒜素5.5食用菌抑制物质第 6章生物杀菌素在食品中的前景及展望谢辞参考文献第 1章生物杀菌素概述1.1生物杀菌素基本概念据估计,全世界每年有 1020%的食物损失于各种腐败变质。腐败变质的原因包括物理、化学、酶及微生物四大因素。其中微生物作用最严重 1，采用防腐剂抑制微生物，延缓腐败是当今食品保鲜的重要技术之一。防腐剂是食品工业中最重要的食品添加剂之一，对于延
7、长食品保存期，报纸食品品质具有极其重要的作用。防腐剂根据其来源和特性主要分为化学防腐剂和生物防腐剂两大类。传统的防腐剂主要是化学合成品，由于在使用过程中，人类逐渐发现不少化学防腐剂存在毒性和致癌的问题,在许多国家已被逐步禁止或限制使用。随着国际上食品添加剂潮安全、无毒、天然方向研究的深入,被认识的天然抗菌物质越来越多。根据来源,可分为三类:天然植物中提取,来源于动物的天然防腐剂,微生物类。自然界天然植物中存在许多生理活性物质,具有抗菌作用,这为开展植物性天然防腐剂的研究提供了宝贵资源。生物杀菌素具有高效、无毒、适用性广、性能稳定等优点，逐渐成为食品行业研究的新领域。生物杀菌素是由微生物代谢产生
8、的抗菌物质，主要是一些有机酸、多肽或前体多肽，分子量小，结构高度紧密，其作用机制主要是在细胞膜上形成微孔，导致膜通透性增加和能量产生系统破坏，由于这些物质很容易进入微生物细胞，因而能迅速地抑制微生物的生长。1.2生物杀菌素特点不少微生物在其代谢过程中都能产生抑菌物质,但作为食品防腐剂,必须符合:生物杀菌素本身对人体完全无害,在消化道内降解为食物的正常成分,对食品进行热处理时降解为无害成分,不影响消化道菌群,不影响药用抗菌素的使用。目前已被批准并在全球广泛应用的微生物防腐剂有乳酸菌素、纳他霉素和曲酸,这些都是发酵工程的重要产品 2。目前，生物杀菌素在食品中的应用方法主要归纳为以下几点：(1)在使
9、用时可将生产抑菌物质的微生物直接作为生产菌种或配合菌种加入到食品中；(2)把抗菌基因转入发酵菌株，使其在生产过程中释放出抗菌物质；(3)将抑菌物质直接加入到食品中，或共用几种生物杀菌素；(4)将生物杀菌素与来自动植物或矿物的天然防腐剂配合使用，利用它们的协同效应增强效果；(5)将其与某些络合剂、化学防腐剂结合使用，以增强其抑菌谱和降低化学防腐剂的用量。第2章生物杀菌素的来源2.1植物来源食用香辛植物用在食品中原本是用来调味增香作用。近些年的研究表明,这些物质也具有抗菌防腐作用,能够抑制传染性微生物的生长,延长食品的货价期。这些香辛料包括大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香等。对香精
10、油抑制微生物的报道有不少。例如吴传茂等研究发现:丁香油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母、黑曲霉、青霉等食品常见污染菌有广谱抑菌作用,且在100以内对热稳定。丁香油的突出优点是抑制真菌作用强4。一般来说,香精油的组成成分、结构及功能性基团决定了它们的抗菌能力的大小,通常含有石炭酸结构的香精油具有良好的抗菌能力。例如具有抗菌能力的香精油主要来源于丁香、牛至、迷迭香、百里香、红根草和香兰素,它们的香精油里都含有石炭酸结构,并且它们抗革兰氏阳性菌的能力要高于革兰氏阴性菌。另外,也有一些香精油不含石炭酸结构,但含烯丙醇异硫氰酸盐或是大蒜油成分对革兰氏阴性菌也具有较好的抑制性。此外,含烯丙醇
11、异硫氰酸盐的香精油对许多真菌也具有良好的抗菌能力5。香精油一般是多种成分的混合物。混合物中丁香酚含量很大程度也决定了其抗菌能力,丁香酚成分越高,抗菌能力越高。如多香果、丁香花蕾及丁香叶、月桂叶及肉桂叶中的丁香酚成分高,它们的抗菌能力就很强。另外,含柠檬醛高的抗菌能力也强。而红根草和迷迭香的抗菌功能与其萜类含有冰片和石炭酸有关。牛至、百里香和香芹油的抗菌能力可能因其含有萜类香芹酚,及 p-对异丙基甲苯有关6。这些香辛料以精油浸提液的形式添加在西式火腿、香肠、点心等食品中,不仅起到防腐作用,而且还有增加食品风味的效果5。果胶是一种水溶性天然聚合物。主要存在于苹果、葡萄、柑橘等水果和蔬菜中。有研究报
12、道以酶分解果胶得到的果胶对食品具有很强的抗菌作用,特别是对大肠杆菌有显著的抑制增殖作用。20世纪90年代中期,日本一家公司将果77胶分解物作为天然防腐剂开发成功。目前,国外以果胶分解物为主要成分,加入其它一些天然防腐剂,已广泛应用于酸菜、咸鱼、牛肉等食品的防腐7。此外,马蹄皮的提取物、竹叶的醇提取物、苦瓜汁、欧亚甘草根部的萃取物,柠檬草粉等作为食品加工中的天然防腐剂的研究均有报道810。2.2动物来源目前研究报道较多来源动物的生物防腐剂又昆虫抗菌肽、壳聚糖以及鱼精蛋白，下面对其功能及其在食品中的应用一一介绍。昆虫抗菌肽是昆虫血淋巴细胞中形成的一类小分子肽,在昆虫受到外界微生物的刺激时,可大量迅
13、速地合成。迄今为止,已发现的昆虫抗菌肽多达100多种。昆虫抗菌肽分子量比较小, 4 kD 左右。一般热稳定性强,具有强碱性,广谱抗菌性。不仅可抗革兰氏阳性菌,也可抗革兰氏阴性菌,甚至对病毒和肿瘤细胞均具抗性。一般认为抗菌肽的抗菌机理是由于它能影响细胞膜的通透性,使细胞膜通透性增强或是在细胞膜上形成通道,引起细胞质溢流导致细胞的死亡。由于昆虫抗菌肽具有水溶性好,无免疫原形,对人体无78食品安全与检测 2006年第1期副作用,生物活性广泛等特点,在食品工业领域中逐渐显示出广泛的应用前景。作为一种抗菌肽,它可以降低杀菌温度,减少热处理时间,保持食品的营养价值与风味。另外其酸性,热稳定性和低温贮藏稳定
14、性,使其具有独特的使用性。在肉制品加工过程中只需添加很少剂量(mol/g 级)的抗菌肽,就可以控制细菌的生长,保持食品的风味及色泽。同时还可以降低其中亚硝酸盐的含量,减少产生危害人们健康的亚硝胺19, 20。壳聚糖又名乙酰几丁质,是由虾蟹壳废料加工而成的,属于高分子多糖。目前,将壳聚糖用于香梨、柑橘、草莓、猕猴桃、黄瓜、青椒、番茄的保鲜均有报道,一般只需0. 7% 2%的壳聚糖溶液喷洒在果蔬的表面即可在果实表面形成一层薄膜,可阻止果实吸收 O2与 CO2的排出,从而延缓果实的熟化,达到保鲜的目的22。鱼精蛋白是在鱼类精子细胞中发现的一种细小而简单的碱性球形蛋白质,鱼精蛋白有广谱抑菌活性,能抑制
15、枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣型芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌等的生长。研究发现,鱼精蛋白可与细胞膜中营养合成系统的蛋白质作用,使这些蛋白的功能受损,从而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。在牛奶、奶蛋、布丁中加入鱼精蛋白可延长其保存期23。2.3微生物来源微生物来源的生物防腐剂是由微生物代谢产生的抗菌物质,主要是一些有机酸、多肽或前体肽。其作用机制主要是在细胞膜上形成微孔,导致细胞膜通透性增加和能量产生系统破坏,从而抑制微生物的生长。2.3微生物来源（1）乳酸链球菌肽(Nisin)是经乳酸链球菌发酵产生的一种由34个氨基酸残基组成的小肽,对许多革兰氏阳性菌具有抗菌活性,尤
16、其是对梭菌和芽孢杆菌等主要食品腐败菌的抗菌活性,使其在食品防腐中具有重要价值。又因其无毒、用量少,使用方便防腐效果好,价格低廉等特点,在奶制品、干酪制品、罐头食品、肉制品、饮料等食品产品的防腐保鲜中普遍应用。例如在巴氏灭菌精制乳酪糊状食品时添加的乳酸链球菌素可以有效地抑制 A、B 型肉毒杆菌菌株的生长及毒素的产生。在熏肉、火腿、香肠等肉制品的加工过程中添加一定剂量的 Nisin不仅可以控制细菌的生长,保持良好的风味及色泽,还可减少产生危害健康的亚硝胺1113。（2）曲酸是由米曲霉、黄曲霉、白色曲霉等多种霉菌在生长过程中经糖代谢产生的一种弱酸性化合物。曲酸具有抗菌作用、抗氧化作用、护色作用以及安
17、全无毒性的优点,可广泛应用于肉食的护色、防止熏制品的致癌物的形成以及果蔬保鲜、生食品杀菌防腐等。曲酸作为食品防腐剂具备了对酪氨酸酶的抑制能力以及对多种金属离子的螯合作用14。（3）纳他霉素是纳他尔链霉菌产生的一种具有活性的环状四烯化合物,它能有效抑制和杀死酵母、霉菌及其它丝状真菌。作用机理在于麦角固醇与真菌的细胞壁和细胞膜的反应导致细胞破裂。对于细胞中不存在类似固醇化合物的微生物,那他霉素对其无效,如细菌和病毒。因此可将那他霉素直接加入到酸奶等发酵制品中,抑制霉菌和酵母菌,却不杀死有益细菌。酸奶中添加那他霉素可以高效、低成本地抑制真菌,延长其货架期,保证加工产品的质量。果蔬汁中添加那他霉素可以
18、有效防止因真菌而引起的变质。在肉类保鲜方面可采用浸泡或喷涂肉类食品来达到防止霉菌生长的目的。那他霉素在罐装食品、啤酒酿造、方便食品、焙烤食品等许多领域也具有良好的应用前景15。自然界有一类嗜杀酵母(kill yeast)能向体外分泌一种毒蛋白(也称嗜杀毒素),杀死同族及亲缘酵母。这种杀菌活性物质是1963年从酿酒酵母中首次发现的。以后又发现了假丝酵母属、隐球菌属、德巴利酵母属、汉逊氏酵母属、克鲁维氏酵母属、毕赤酵母属和圆酵母属也能分泌杀菌物质。目前,研究最深入的是来自酿酒酵母的 K1毒素。K1毒素作用机制是:首先是毒素快速吸附到酵母细胞壁上的 -1. 6-D-葡聚糖受体上,此步不需要能量。然后,一个需能过程把毒素转移到细胞膜上,形成不需膜电位的阴离子通道。受 K1毒素作用的细胞表现出:细胞膜上氢离子浓度下降,细胞质酸化和 K+的泄漏。细胞质膜的离子泄漏大概是毒素致死的主要原因16。第3章食品中常用生物杀菌素3.1 细菌素类细菌素是由某些细菌通过核糖体合成机制产生的一类具有抑菌活性的蛋白
