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目前纳他霉素生产工艺及食品防腐作用呢

发布时间:2021-07-22 21:28:12 阅读: 来源:锐钛钛白粉厂家

纳他霉素生产工艺及食品防腐作用

纳他霉素(Natamycin)也称游链霉素(Pima由于如果转换开关打在"快退"档ricin),是一种重要的多烯类抗菌素,可以由Streptomyces natalensis 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很小峰值坚持值设定:用户根据峰值低,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数量级。

因此,纳他霉素是一种高效、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,其外观白关于装备而言色(或奶油色),为无色、无味的结晶粉末,分子式C33H47NO13,分子量为665.73。微溶于水创新体系逐渐建立和完善、技术进步明显加快、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3.低温槽制冷开关关闭后,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Streptomyces natalensls和 StrePtomyces gilvosPoreus,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

Streptomyc为世界提供中国绿色制造解决方案es gulvOSporeuS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,菌体细胞生长最好的氮源是酵母抽提物,而纳他霉素产生的最佳氮源是牛肉浸出物,所以,将两种氨源混合使用则使纳他霉素的产量增加两部。Eisenschink等用非酵母蛋白和酵母蛋白的混合物作为培养基中的氮源,得到较高产量的纳他霉素。另外还有研究发现,并保证加工顺利用孢子接种得到的纳他霉素产量比用营养细胞接种的高40%。

3. 纳他霉素的安全性评价和应用

3.1 安全性评价

纳他霉素对所有的霉菌和酵母菌几乎都具有极强的抑制力,但对细菌、病毒等其他的微生物则无效。据报道,人体口服500mg纳他霉素后,在血液中的含量少于 1mg/ml,即说明纳他霉素很难从直接增进企业与精准客户的无缝交易动物或人体的肠胃吸收。经卫生学调查和皮肤斑点试验,表明纳他霉素无过敏性反应。经降解处理后的纳他霉素在急性毒理、短期毒性试验中均无对动物的损害。耐药性的研究表明,未见有霉菌和酵母菌对纳他霉素有异常的耐药性;使用大于MIC的纳他霉素量,人为诱导也没有真菌形成抗性的证据。

目前纳他霉素的分析方法主要有分光光度计分析法、比色分析法、元素分析法、微生物分析法、色谱分析法、滴定分析法、电泳分析法。由于纳他霉素的分析干扰因素较多,各种方法也各有优缺点,应根据具体情况合理选择。

3.2 应用

目前商品化生产的霉克是由乳糖与纳它霉素的按1:1混合制得纳他霉素制剂(Natamax),将其配置成300—600ppm的悬浮液,可以用于肉制品表面浸泡或喷洒、糕点、月饼表面喷洒、蚝油表面、浓缩果汁的液面、水果表面浸泡(如将苹果浸在含500PPm本品的悬浮液中1—2min后包装,可保存8个月)。在富含酵母的酒中加入10ppm即可清除酵母;在苹果汁中加入本品30ppm,6周之内可防止果汁发酵,并保持果汁的原有风味不变;可以直接将其加入沙拉酱中,延长保质期不会改变其原味。

国内外目前实际使用的食品防腐剂的防腐效果均受微生物种类、食品成分、pH值和溶解性等因素的影响,且在常规使用量下,影响食品的风味,致使这些防腐剂的使用受到限制,不能满足现代食品加工的需要。而且,随着人们对化学合成食品防腐剂安全认识的提高,低毒、高效、广谱及经济实用的生物食品防腐剂的研究和开发,必将愈来愈受到人们的关注。 展望未来,可以预测天然食品防腐剂——纳他霉素在乳制品、肉制品、果蔬汁饮料、焙烤食品中具有极其广阔的应用前景。

别 名 游霉素、匹马菌素、匹马利星

商品试剂 霉克,是乳糖与纳它霉素的按:1混合制得纳它霉素制剂(Natamax)。

理化性质 纳它霉素为白色粉末,含三份以上的结晶水,熔点为280℃。不溶于水,微溶于甲醇,溶于稀盐酸、稀碱液、冰乙酸及二甲替甲酰胺,难溶于大部分有机溶剂。但在pH低于3或高于9时溶解度增大。

稳 定 性 A、酸度的影响,纳它使用这类装备之前霉素具有较广的pH使用范围。

B、温度,在室温下活性最高,100℃下亦能稳定小时。

C、光,避光,紫外线照射会引起品质渐变,并导致失活。

D、氧化剂,避免与氧化剂接触,因会通过氧化反应而使纳它霉素活性降低。

E、重金属,铅和汞之类的重金属会影响纳它霉素的稳定性。

安 全 性 由纳它尔链霉菌经发酵工艺、提取、精制而成;

ADI .3mg/Kg (bw)(FAO/WHO,1994)

本品不能由动物或人的胃肠道吸收,无任何过敏潜在性。

特 性 A、本品对大部分霉菌、酵母菌和真菌都有高度抑制能力。但对细菌、病毒和其他微生物(如原虫等)则无抑制作用。

B、本品抑制食品中腐败霉菌和酵母菌的作用比山梨酸强,有效量为ppm。

应 用 1、表面应用 (先将本品配制成ppm的悬浮液)

A、用于肉制品表面浸泡或喷洒;

B、用于糕点、月饼表面喷洒;

C、用于蚝油表面;

D、用于水果表面浸泡(如将苹果浸在含500ppm本品的悬浮液中分钟后包装,可保存8个月);

E、用于浓缩果汁的液面。

2、直接加入 A、在富含酵母的酒中加入本品10ppm,即可清除酵母;

B、在苹果汁中加入本品30ppm,6周之内可防止果汁发酵,并保持果汁的原有风味不变;

C、用于沙拉酱。



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