新型天然食品防腐剂纳他霉素的研究进展

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1、新型天然食品防腐剂纳他霉素的研究进展广东食品工业研究所陈晓雨吕振岳黄东东王庆华纳他霉素（Natamycin）也称游链霉素（Pimaricin），是一种重要的多烯类抗菌素，可以由Streptomycesnatalensis和Streptomyceschatanoogensis等链霉菌发酵生成的。该抗菌素是一种很强的抗真菌试剂，能有效地抑制酵母菌和霉菌的生长，阻止丝状真菌中黄曲霉毒素的形成。与其它抗菌成分相比，纳他霉素对哺乳动物细胞的毒性极低，可以广泛应用于由真菌引起的疾病。除此之外，由于纳他霉素的溶解度低，可用其对食品表面进行处理以增加食品的保质期，却不影响食

2、品的风味和口感。目前，纳他霉素作为一种天然的食品防腐剂已被批准应用于某些乳制品、肉类、水果、饮料等许多食品工业中。美国FDA建议纳他霉素作为食品添加剂使用的抗生素，还被归类为GRAS产品之列。我国1996年中食品添加剂委员会对纳他霉素进行评价并建议批准使用，现已列入食品添加剂使用标准，其商品名称为霉克（NatamaxinTM）。美国CFR编码：21CFR172.155，其中对纳他霉素的DAI值是0.3mg／kg，根据我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760）规定，食物中最大残留量是10mg／kg，而纳他霉素在实际应用中的使用量为10-6数量级。因此，纳他

3、霉素是一种高效、安全的新型生物防腐剂。1.纳他霉素的性质1．1理化性质纳他霉素是一种多烯烃大环内酯类抗真菌剂，其分子是一种具有活性的环状四烯化合物，含3个以上的结晶水，其外观白色（或奶油色），为无色、无味的结晶粉末，分子式C33H47NO13，分子量为665.73。微溶于水、甲醇，溶于稀酸、冰醋酸及二甲苯甲酰胺，难溶于大部分有机溶剂。在pH值高于9或低于3时，其溶解度会有所提高，在大多数食品的PH范围内非常稳定。纳他霉素具有一定的抗热处理能力，在干燥状态下相对稳定，能耐受短暂高温（100℃）；但由于它具有环状化学结构、对紫外线较为敏感，故不宜与阳光接触。纳他

4、霉素活性的稳定性受PH值、温度、光照强度和氧化剂及重金属的影响，所以产品应该避免与氧化物及硫氢化合物等接触。1．2特点纳他霉素对真菌极为敏感，微量使用即可起作用，作为防腐剂的用量仅为山梨酸钾的1／50--1／100。而且其适用的PH范围更广，在PH3—9具有活性。由于纳他霉素是白色、无气味、无味道的粉状物，故对产品的口感物性无任何影响，更适合作为食品的防腐剂，可以直接添加到酸奶等发酵制品中，只抑制其中的霉菌和酵母菌，却不作用于酸奶中的细菌（双歧杆菌），而其它防腐剂则不具备这一功能。1．3抑菌机理纳他霉素是一种高效、广谱的真菌抑制剂，它是26种多烯烃大环内酯类

5、抗真菌剂的1种，多烯是一平面大环内酯环状结构，能与甾醇化合物相互作用且具有高度亲和性，对真菌有抑制活性，其抗菌机理在于它能与细胞膜上的甾醇化合物反应，由此引发细胞膜结构改变而破裂，导致细胞内容物的渗漏，使细胞死亡。但有些微生物如细菌的细胞壁及细胞质膜不存在这些类甾醇化合物，所以纳他霉素对细菌没有作用。2.纳他霉素的生产工艺2.1菌种纳他霉素的生产菌为Streptomycesnatalensls和StrePtomycesgilvosPoreus，其中后者的产率可达8.5g／L。2.2原材料发酵所采用的原材料主要为大豆蛋白抽提物，酵母抽提物，葡萄糖，原料的质量标

6、准为通用发酵用（药用）标准，实验表明，原材料的产地和质量对发酵有较大影响，原材料的确定除了其他化验指标外，摇瓶实验结果是极为重要的依据。2.3生产StreptomycesgulvOSporeuS菌经发酵罐放大培养总发酵周期为250h，发酵在好氧条件下进行，搅拌速度在不同时期有所不同，在发酵第1阶段的搅拌速度为500rpm，到发酵第2阶段，由于产物及代谢物的积累，产物的产生速率有所下降，故应适当增加搅拌速度以保持发酵罐内足够的溶解氧水平；同时还要持续地抽去发酵罐中的旧培养液，并以与之相同的速率向发酵罐中添加新培养液，这样就避免有害代谢物在发酵罐中过度积累，及时

7、补充新鲜的营养成分。另外，在发酵后期，添加的新鲜培养液各营养成分的浓度比原来的培养液都有所增加，这也有利于产物的生成，进一步提高产量。在发酵过程中，培养液中各成分的浓度和类型都会影响纳他霉素的生物合成，其中碳氮比是最关键的因素之一，氮源促进菌体的生长繁殖，同时要在发酵中流加补充适当的碳源（葡萄糖）。纳他霉素在以葡萄糖作为碳源时产量最高，这是因为葡萄糖能渗入纳他霉素的分子中去。在发酵前期葡萄糖的浓度为40g／L，到发酵后期则为20g／L，此时菌体生长和纳他霉素的产量均达到最佳值。该生产工艺中所用的氮源是在豆蛋白抽提物与酵母抽提物的混合物。有资料表明，氮源的类型

8、对菌体生长和纳他霉素的产量有较大影响，菌体细胞生长最