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乳球菌肽(NISIN)的研究进展


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F OOD SCI   ENCE  

乳球菌 
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的研究进展 3S2 f " ot  
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!日 旦 ! 邢 君 南 走 般 物系 天   。 ’ !   量 来 开 学生 津

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摘 要 对 N s 的分 子结构 、Ns 的抑菌 作用 的分子 基础以及 Nin in i in  ̄ s 生物合 成的遗传学研 究 的进 展进行了综  i 述介 绍 ,试 图较全 面地论述 Ni n s 研究 的现状 和前景  i

关 词翌  趣   究 垦 N5N, 童 食 哳 去 键 点 堕£   I ± 旦研 ! 工 蛹 矗,   露  
Ab t a t Th   ril n r u e   1 iole lrsr cur  n  h   sr e  ea tcejtod e so1] e ua  tu t e a dt emole a  a i  fN ii  a tro tssa dt e  1 e ulrb sso   snb ce i sa i.n  h  

p o rs   ng n t  e e rh o b0 o ia s n h s   f snwj   t rp t l g e s   e e i r s a c   f {1 g e ]3 te l o Ni . t at a t omo  o rh n te yd  ̄ u Bte O c , s i h e e r c mpe e s l  i 莒 h   v e
p e e t n  u u eof sn  rs n   d f t r  Nii. a

Ke   r   N ii  Ba tro tss Re e r hp o rs   ywo ds su ee isa i   s a c  r g e s

Nii (     乳球菌 肽 ,又称乳 链菌 肽 )是某些 乳酸乳球菌  破 。 sn 人们 已 注意到, i 被微生物吸附是其杀菌作用所必需的。 N  如 
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/. /  小丹子肽=  

磺国 研究 凡员 发现乳睫球菌  f : :   : lt)   aiT c 代谢物能抑制乳酸菌生长。 93 Wi e 提 出这种抑锚物  s l 1 年 ga 3 . d h 身本质是— 々 S   种多肽 1 7 M cATL ^ 乳酸链球菌发酵  9 年 枷 k ,1等 乩 4 . T   l 液中 制备出了这种多肽物质, 并指出它们是由血清学N 群中的— 些  乳酸菌所产生的抑菌物 质,并命名为 N SN ( 自N i iir II 取  h ty n bo   、- 、  s sn )。1 1 H  等 人 u tc " 9 年, i ba e 1 5 首先将N 用于食品防离, 曲 成功  地控制了 肉毒植菌弓起的埃氏 l 奶酪舶壤铘 瞅   从此弓起了世人    。 I 对Ns 做为食品防廊剂的重规, i】 i 【 有关研究也广 泛开展起来。 1 3 到9  5

肽 \R0  >   l 9 , 辟 LA
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果在体系中加  炭 等吸附剂 , 可以使杀菌时间显着延长。Rl i  a e mer 报道 Ns 对敏感菌有强烈吸跗作用 , i i n 并受  I 的髟响和很大,在  p6 H.  ̄ 附率达 1 % 在 p d 时仅为4 0 , Hj 0 ‰ 研究表明, i 可  N鲕 以引 起敏感萄绷 赶 质的释放, 厩芭成衄晦秘解  从 由子Ns带有正  i l n 电荷, 经它处理后的细菌细胞紫外吸收物质有泄嚣现象 。 因此有人  为Nt 中的D A和D B in , i H H  。 又因 

作用 , 因此也 ^ ^ N 的作甩机 与这两个脱水氨基酸有关  有 i为   制 1 另外, 1 3   1 还有人 提出N 1 面 . 的作用桃制  驱动力 ( 屺p   m   柏   蚺 N 对营养绷 的作用主 。 曲l   年,   的第一种商业化产品NSPN Ni n I I 在英国面世 ,99 英国  要是在细胞骥 匕 A 1 年, 6 ,它可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖辞的生物合成,   食品防廊 剂委员会 (A ) F O 和世界卫生 组织联合会食品 添加剂专家  委员会 ( 0 确认N 为食品胁腐剂, wH ) 蕊1 这也是第—十被批准用  胞裂解i1 。  6 。 于食品中的细菌素 。 1 0 到 9 年为止,已 9 有包括中国、 国、 美 英国等  近年来, —些研究 人 员提出了 —种  删蜘薹 ( 轴n 1” 成 p 雌 蜘 )   在内的5多十国家和地区 o 批准  由做为—种天然食品防廊剂使用  理论, 指出: 于N 是—个 由 嘶 疏珠的带正电荷的,肽, J 在一定的膜  、

电位存在下, 吸附于敏感菌的细胞膜 匕 井可通过其c , 末端的作用 
1 i 的分子结构   NB 侵八膜内而形成通透孔道 。因此有人认为 N  也属于孔道形成蛋  i

白, 由于其分子的特殊的三级结构可允i 疆 小于  0 曲 亲水    0l 5 通过, 致 K 从胞浆中流出, 丽导 + 细胞膜去极化及A P 丁 的泄漏,   N 是— 多肢耄细菌 ,   钟 素 成熟分  含有3个氟基  基, 分子 散 4 峨   细胞外水分子漉 ^, 造成细胞膜内外能整消失, 细胞 自 溶而死亡口 .   其分子量为31 a另外, 5D, a 其二聚 体和四聚体分子已 有报道, 分子  量丹别为 7 0 1 0。 O 和 4 0 对于N i 0 0   单体, n 含有  种稀有氮基酸, 丹  有人利用了脂单分子层体系, 研  别是 A A ( B 氨基丁酸 ) D A ( 、 H 脱氲丙氨酸) D B ( 甲基脱氢 、 H 日-   商I z 其N末端 (- ) ^ 瞻相中, I2 进 到 2 而C 末  丙氨酸) L --L 羊毛硫氨酸 ) L --B ( 甲基羊毛  究发现对于N r 来说, 、A A-A A( S 、A ASA A 日- 端或许与 N 的单体或寡聚体与阴离子膊类的离子相互作用有关    硫氨酸 ) 。通过硫醚键形成 5 个环 。   在转译水平上 ,   前体分子含 卯个氨基酸, Ni n 其中2个残基  3 通过对Ns 抑苗谱的研究, i  ̄ n 发现N 主要杀灭或抑制  菌及 曲   位于弓导区, 4 l 3 个残基 在结构区, 通过一系列的转译后修饰作用,   萁芽孢, 而对 。菌基本无影响。 比 菌的细胞壁, 对   可以发现  去}弓导区部分 , 卓f 结构区的 壁氨酸和苏氨酸在特 殊位点脱水, 形成  0菌厚得多, 而0的细胞壁组成比 较复杂,   主 D A和D B 脱水氨蓦酸和半胱氪酸间通过硫醚键形成羊毛硫氨  菌的肽聚糖层晚显 比 H H , 要包括礁脂, 蛋白和目劣糖 (P)   L S 等,十身致密,仅始  々 分子  酸和 日- 甲基羊毛硫氨酸  0D I  F的分子通过 , 而N醯1 分子量约为3 1D 50 钆所以无法  N 天然状态下主要有两种形式,  n 分别为N n 和 Ns Z 它  t ̄ 60 a   i   i n 毗 ,   就不能到达细胞膜而发挥作用。 N n 同时, te等  Sv en 们之间的差别在于氨基酸顺睁中第2位氨基醮不同, j 中是  通过 , 7 在N   报道说经过l碧嗬 趾 溅 0 菌的外壁的透过 拦撑睫 唇, : 0菌也) 醯】 0   j N 组氨酸. N 在 眦 中 是哭冬氨酸, 其基因核苷酸序列的 1  ̄ y 第 4 _ s    羊  螂 制或乐死 。 也证明了0筐对 N 不敏感 这 醯1   般而言, 在同样浓度  敏感,f 可【 是由于细胞壁的作用  碗n 在N 杀菌过程中, 其分子中所墙 楫  曹 有氨  下,N i 的溶解度和抑菌能力比Ns 要强p   iZ s n i 从 ¨日  
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2 u.n   ti抑菌作用的舟于  ̄ 基础 
抑菌作用的分子基础是近年来的研究热点之一, 并不断取得突 

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人们进一步 了解Nj『 作用机制 ,    以 
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◎ 基础研 究 

学舫腐剂 , 但是这些化学防 腐剂都对^体有或多或少的毒害作用 

对自 然界的生态环境也会产生不利影响  随着人民生活水平的提  高,健康食品、绿色食品的概念已经越来越被大众接受 .耐高效 、   综上所述 ,   对微生物的作用首 Ni n   在此过程中, s 能否通过细菌细胞壁是—个关键因素。同时, Ni i n 其  无毒的天然防腐剂的研究 和应用也越来越引起人们的重视。 s ̄  Ni i n N  能抑制大部分G+ 菌及其芽孢的  它如 p 、   浓度、 H — 乳酸浓度、 f 掘祸种类等均可影响 N  对 电 j 绷  


长和 殖, 括产 扦 耐 繁 包 芽孢 亩、 热腐败 产 梭菌 而   菌、 胞 等, 对酵 的吸附作用吲 带有正电荷的N     b 吸附在膜 匕 利甩爵子问相互 后,   生 和霉菌 等无作用。   还可和某些络台剂 ( D A 潆 酸 ) N 如E T 嘉    作用, 及其分子的C  ̄ 、 末端对骥结构产生作用, ; T N - 形成穿膜  孔  母 菌 等—起作用 , 可使音 0菌对之敏感 。  n 盼 N 也可与现有的化学防腐  道” 从而弓起胞内物质泄漏 , , l 细胞解体死亡  剂结合使用,可以降低化学防腐剂的用量。   N  本身具有许多优 良性质  易被 ^ in 体消化道中的—些蛋白   酶( 如魄蛋白酶) 所降解,不会在人体内蓄积而引起不良 反应;具  编码N  的遗f密码的确切位置有两种理论,一种认为它与  n 阜 并耐酸 、 耐热商败菌、 产咆梭菌等, 而对酵母菌和霉  质垃连锁, 另一种财认为是在染色体上。 支持自一观点的授 证据  有热稳定性, 睁 菌等无作用。 i 还可和某些络台剂 (   A Ns i n 如E l 或柠檬酸) r 等—起  有:1 7 ● 研究产N 菌株的突变现象时发现 , 9 年,   4 j   若先以原  可使部分0菌对之敏感。 i 也可与现有的化学防猎剂结合  Ns i n 黄索或溴乙锭诱变并j行高温处理,再 以  进行诱变,未检测  作用, 蛙 使用,可以 降醑比学防腐剂的用量。   到回复突 变林。 9  ̄ Ns基因可以位于质粒 E 进一步研  i l n 御。 Ns 本身具有许多优良性质  易被 ^ in i 体消化道中的—些蛋  究发现, s 的产生与—个 l. a Ni i n 7 MD 的质粒有  。 9 1 , a t  5 19年 K lt ea 白酶 ( 如姨蛋白 ) 酶 所降解 , 会 不 在^体内蓄积而引 起不良 反应:   和Ern 尊置 静幕 F 的质粒中 a,从 L韩 菌63 l a 成功克隆 了编码N n 结构  到  的 Ns 本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏;对食品的色、香、 in i   基 因fI ”。   味、口感等无不良影响:同时它的使用可以降低食品的杀菌温度 ,   近十几年来,通过对质粒消除和接台转移实验的研究 也证实  减步热处理时间, 从而保持了食品原有的营养价值和风味  可 说,   N  基因位于质粒 E 并认为N 产生基因 (  ) 蔗糖发酵基  i ,   N 、 j1 i 1 因 ( u. 和 Nh 抗性基因 ( sc) i n N ) 紧密连锁的『 站。 是 船 1 但是 , ~ 另  Ns 是—种比较理想的天然食品防腐剂  对食品工业来说, j 已 N  经作为一种非常重要的天然食品防   些研究瞢认为N萄 i 暗咽 位于染色体上, 并有— 些实验汪吁—  产   腐剂在国际上进行了广泛的应用, 应甩领 主 域 要包括牛 奶食品 ( 包  Ns 的菌株中 i i n 并不存在质粒  垌 ~ 。在接台转移实验 中, 虽然供体  括鲜牛奶、奶粉、酸奶、 奶酪等等) 、罐 食品、饮料、肉类食品、   菌的Ni、N  sc的性状可以向受体荫转穆,   i、 u + 但在接合子中井    未分离到质粒, 分离供体菌、 体菌和转移接合子染色体 D A 受 N 和  鱼类、以及酒精饮料等警  。 在牛奶 及 其产品 加工和罐头食品的生产中,   的应用特别 Ni   / D A 分  与 in  ̄ N . 和Ns 基周互补的 l寡拔苷酸探针杂交 , i 4 结果  有意义, 因为在这 些食品加工中, 往往需要采用巴氏消毒法进行消  显示磙探针与  菌和转 蚌 移接 抒 染色体 D A N  眷好   而    , 毒, 由于杀菌温度较低+ 虽可杀菌, 但往往残留有耐热性芽孢 . 如  与质粒  没有杂交带盯, 从以 t 实验可以 看 Ns 的产生与菌  i i n 长. 这些耐热性芽孢仍然会繁殖而出现  口 r  T 3 o   变质现象 。 in I而Ns 则对芽孢有很强的杀灭能力, i 只需把很f浓度  氐  ̄ Ni 基 因定位的研究最i 得了—些突破眭进展,—些研  s i n 瞰 的Ns ( 1/1 i IUm) i O n 加人到牛奶及其制品中, 使其经过较低的温度处  究者根据对染色体的缺失与杂交实验提出N 醯 i 目与; 体 上  构睡   理后就可以长时间存放而不变质删  由于用高温加热的方法处理鲜  自_ 可接合转移的转座子有   o 等 人则 出Ns 基因存  g卟 关B。Hr n 提 i i n 牛奶 , 台破坏其风味, 所以使用N  做为食品肪府剂加^到鲜牛乳  i n 在 ̄-t -" 划 、   的转座子T5 ̄ 中鲫, n3l 同时另—些研究者的工  中,   蚵 以有效延长饵质期 ,   黼 其风味。 而且 _ 国外到 目   作也证实了这个转 窿子的存在,目发理  前为止已经有很多关于乳制品中添加N i   来延长货架期的报道  n 这些发现可能提示我t Ns ̄ 位于—个可转座于质粒和染色  f in ] i 另外在酒精饮料生产中, 有时会被杂菌污染而影响产品的品   体上的转座子中, 在不同的菌株中  质,也可以通 ̄ I&Ni 来防止杂菌污染。在这种情况下,由于  ,L s i n 这样, 于位于 由 质粒和 嚓电体  Ns1 j1 i对酵母菌不起作用, 可在酒的发酵过程中加入. 以抑制天然乳  种选育工作显得十分重耍。   从而使由苹果酸转化为乳酸的发酵过瞽得到控制 。   18 ,   基因 9 年 N 8 首次教克隆出来删。 不同于大部分的 多肽  酸菌的生长 . 我国是—个 【 菌资源丰富的国家, 孚 激 但对乳酸菌素的研究起  类 抗生素. 商 亩体蛋白 N n{ 『 是由榴 昏 舍成 , 卜 系歹 耐 脱水、 渖悼 鲣壳 ! 舌     步较晚, 以 所 要大力进行乳艘 菌素的基础研究和开发应用研究  相  硫环形成等一系 列复杂的翻译后加工过程, 最终形成有活性的成熟  信, 在二十—世纪, 作为—类具有广阔开发应用前景的天然食品防  Ns 分子。E   等则进  研究了  in i n 腐剂和饲料掭加剂 .  n N 将对人类健康发挥巨大作用。   因. 出 提 这些基周与 N } b 结构基因 n 是紧密连锁的   岍 对Ns  。 i [ n 遗传学研 的深入. 究 将使托们有可能定向改变N  的溶解度、 i n 稳定 




参考文赫  4 咀8n i 的应用前景  在食品工业中  要问题  据估计, 全世界每年约有 1 2%的食物损失于各种腐  O   0
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败。 为了延长食品的保藏期限  人们在食 品 加工过程中 一方面采    取消毒处理  另一方面是添加防腐剂 。 最初,^r f普遍使 胃的是化  】

T y SM. eJ o Po   L 9 S 89 9 9 2 a ̄  ̄ l.  ̄ 『伦d  F 18 4 :4 ~ 5.  

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◎ 基础研究 
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错流微滤处理葡萄酒及微滤膜 的污染 阻力分析 


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— 正     境 能 工 学   京 10  与 源 程 院 北  02 02

刘霄春

高以垣

岳春娟

姚仕伸 刘淑秀 钱 英 

T  2 6 5  . z  

摘 要 研究 了国产平扳式微滤膜及错流 徽滤膜组件 和 日 本旭化成株式会社 的 中空纤维错 漉徽滤膜组件处理半  干红葡萄酒 的教果 。 考察 了不 同膜 材料 、 同孔径 的平板式徽滤膜 组件及 中空纤维精流微 滤膜组件 的透水性 能、 不  

抗污染性舷及其膜的清洗效果, 并对平板式错漉徽滤膜组件和中空纤维错漉徽滤膜组件处理葡萄酒的浊度、 色  度及主要理化指标进行了分析和对 比. 证实了采用错流徽滤膜处理半干红葡萄酒的可行性 。 同时采用D r 定  ay c 律对膜柯染阻 力进行 了半定 量分析 ,确定 了膜污染 阻力 的主要来 源 

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采用膜分离技术处理酒类, - 0 e  ̄7 年代束 , o   O MP ? 8f   a 操作温度为 2 ℃,O   m的膜不论在过滤  3 0 . 2   代就已开始工业应用。西欧应用膜技术最早 ,近十年  通量上还是微生物 、细菌等的截 留效果上均为最佳 : aq 《I7 ) 来日 本的发展也极为迅速 ,此外,美 、澳、加拿大等  B su 9 4得 出由于酒石酸氧钾徽晶桉的存在可减  0 0 国也随之而上 ,并已取得 良 好效果… 。据文献【 2 ] , 少葡萄酒冷稳时间的 5% ̄7%的结论,使冷冻处理  报道   el v 等  Pi r or 等研究了0 \ 51    i e . 。 \, p m三种孔径的氧化铝膜  葡萄酒工艺获得新转机 ,针对蛋白质浑浊,We i 2. 2

1 )利用固定化单宁酸衍生物去豫酒中蛋白质  8 过滤葡萄酒 的效果,表面流速为 4   s . ,操作压力为  人 (94 7
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兰  l g1 食品   J g? 9 2 科学


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