溶菌酶在食品工業中的應用極其發展狀況

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溶菌酶在食品工業中的應用極其發展狀況

來源：中國食品產業網 2006-01-06 09:36

        溶菌酶(1ysozyme；EC3．2．1．17)是一種專門作用於微生物細胞壁的水解酶，又稱細胞壁溶解酶。人們對溶菌酶的研究始於本世紀初，英國細菌學家弗萊明發現人的唾液、眼淚中存在有溶解細菌細胞壁的酶，並將其命名為溶菌酶。此後，人們在動物、植物和微生物中都發現了溶菌酶的存在。  

        隨著研究的不斷深入，人們發現溶菌酶不僅對細菌細胞壁有作用，還可作用於真菌細胞壁。根據來源不同，溶菌酶可以分為以下三類：

        1)動物溶菌酶  

        雞蛋白中約含有3.5％的溶菌酶，可分解革蘭氏陽性菌，對革蘭氏陰性菌不起作用，其分子量為14000。此外，從其他鳥類蛋白、哺乳動物乳汁及體液中也分離到了溶菌酶。

        2)植物溶菌酶  

        研究人員對116科410種植物進行普查，發現168種植物中含有溶菌酶。其中木瓜、無花果，大麥等植物中均可分離出溶菌酶，其分子量較大，約為24000-29000，其對溶壁小球菌的溶菌活性不超過雞蛋白溶菌酶的1／3。

        3)微生物溶菌酶  人們從上世紀60年代發現微生物也產生溶菌酶，按其作用對象可分為兩大類，即細菌溶菌酶和真菌溶菌酶。

        溶菌酶的種類

        1)細菌溶菌酶  

        細菌溶菌酶通常可分為三大類：N-乙醯氨基己糖苷酶，它催化水解肽聚糖中糖骨架中的β(1→4)糖苷鍵；N-乙醯胞壁醯-丙氨酸醯胺酶，它催化裂解肽聚糖中糖基與肽基；內肽酶，它催化裂解肽聚糖肽橋中的肽鍵。研究發現，溶菌酶的抗菌活性不僅表現在其分解細菌細胞壁方面，當酶受到不可逆抑制後，它仍然顯示出抗菌效應，這可能與溶菌酶呈鹼性有關。不同來源的溶菌酶有不同的抗菌範圍，並對不同類型的肽聚糖有特異性，特別是它們對O-乙醯化肽聚糖的分解能力不同。由於革蘭氏陽性菌無外膜，所以溶菌酶對它們作用較強。溶菌酶與EDTA並用，可加強對革蘭氏陰性菌的抑制作用。用紫蘇醛處理溶菌酶，或將溶菌酶連接到半乳甘露聚糖上，可加強該酶穿過外膜進入靶細胞，從而增強其對革蘭氏陰性菌的作用。此外，溶菌酶與其他抗微生物酶(葡萄糖氧化酶、乳過氧化物酶)或與傳統的防腐措施(如山梨酸鹽、乙醇、溫度和低PH)聯用，可以提高食品微生物安全性。

        2)真菌溶菌酶  

        真菌溶菌酶主要包括幾丁質酶和-β葡聚糖酶。

        (1)幾丁質酶

        雖然一些外幾丁質酶(exochitinases；EC3．2．1．30)也表現出抗真菌的特性，但抗真菌的幾丁質酶主要是內幾丁質酶(endochitinases；EC3．2．1．14)。人們已經研究了許多來自於植物和微生物的幾丁質酶，並對有些幾丁質酶抑制真菌生長/裂解真菌細胞的作用進行了研究。科學家們首先在植物中發現了幾丁質酶的抗真菌作用，這類幾丁質酶可以對抗侵入植物體的真菌病原體。微生物幾丁質酶主要是由鏈黴菌屬、桿菌和大多數真菌產生的。細菌分泌幾丁質酶主要用於真菌細胞壁的降解和重組，但在大多數產幾丁質酶的真菌中，此酶主要用於真菌細胞壁的成型過程。只有在一些特定的寄生黴菌中，如  Trichoderma  harzianum、APhanocladium  album和Gliocladium  vixens中，胞外幾丁質酶和β-葡聚糖酶用來附著和降解目的菌絲。這些抗真菌的幾丁質酶與植物幾丁質酶相似，多為內幾丁質酶。由於肽聚糖和甲殼質的糖骨架具有相似的結構，因此，一些幾丁質酶也具有溶菌酶活性。

        (2)β-葡聚糖酶

        β-葡聚糖酶(β-glucanases；EC  3．2．1．39)具有抗真菌作用主要是因為它能水解β(1→3)糖苷鍵。研究表明：β(1→3)葡聚糖酶對幾丁質降解真菌細胞壁具有顯著的協同作用。如將純化的幾丁質酶和β-葡聚糖酶合用，抗灰色葡萄孢(Botrytis  cinera)的作用提高了10倍。內葡聚糖酶與外葡聚糖酶、不同內葡聚糖酶間也具有協同抗真菌作用。因為許多植物性食品中含有β-葡聚糖成分，它對維持產品的組織性、黏度和外觀都有重要作用，將β-葡聚糖酶加入這類食品，可能會引起不良影響。真菌的細胞壁主要組分為幾丁質和β-葡聚糖，但一些真菌和大多數酵母細胞壁含有其他類型的多糖(甘露聚糖、α-葡聚糖和纖維素)，因此，甘露聚糖酶、α-葡聚糖酶也可作為抗真菌的酶類應用於食品工業。

        溶菌酶在食品工業中的應用

        1)溶菌酶在乳製品中的應用

        人乳中含有大量的溶菌酶，而牛乳中則很少，將溶菌酶添加到牛乳及其製品中，可使牛乳人乳化；研究還表明，溶菌酶是雙歧桿菌增長因子，有防止腸炎和變態反應的作用，對嬰、幼兒的腸道菌群有平衡作用；在乾酪生產中添加溶菌酶可代替硝酸鹽等抑制丁酸菌的汙染，防止乾酪產氣，並對乾酪的感官質量有明顯改善作用。

        2)溶菌酶在新鮮海產品、肉類製品中的應用  

        研究表明，溶菌酶、氯化鈉和亞硝酸鹽聯合應用到肉製品中可延長肉製品的保質期，其防腐效果比單獨使用時效果更好。對於-些新鮮的海產品和水產品經溶菌酶處理後均可延長儲存期。

        3)溶菌酶在低度酒類和飲料中的應用

        在低度酒中添加20mg/kg的溶菌酶不僅對酒的風味無任何不良影響，還可防止產酸菌的生長，同時受酒類澄清劑的影響很小，是低度酒類較好的防腐劑，如日本就把溶菌酶用於清酒的防腐。此外，溶菌酶還可用於pH  6.0-7.5的飲料和果汁的防腐。

        4)溶菌酶在其他食品中的應用

        奶油蛋糕是容易腐敗變質的食品之一，在糕點中加入溶菌酶，可防止微生物的繁殖，起到防腐作用。章銀良研究了溶菌酶對草莓的保鮮作用，發現將溶菌酶與甘氨酸聯用，保鮮效果更佳。由於處於酵母細胞壁中的蛋白質利用率很低，所以利用溶菌酶破壞酵母細胞壁，可製成微生物蛋白質，提高酵母蛋白質的利用率。用含放線菌體的溶菌酶處理酵母液可生產出含有5'-肌苷酸、5'-鳥苷酸及其他呈味物質。

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