第五节食品的生物保藏技术ppt课件.ppt

第五节第五节 食食品的生物保藏技术品的生物保藏技术一、生物保藏技术的概一、生物保藏技术的概念念 生生物物保保藏藏技技术术是是将将某某些些具具有有抑抑菌菌或或杀杀菌菌活活性性的的天天然然物物质质配配制制成成适适当当浓浓度度的的溶溶液液，通通过过浸浸渍渍、喷喷淋淋或或涂涂抹抹等等方方式式应应用用于于食食品品中中，进进而而达达到到防防腐腐保保鲜鲜的的效效果果。机机理理包包括括抑抑制制或或杀杀灭灭食食品品中中的的微微生生物物、隔隔离离食食品品与与空空气气的的接接触触、延延缓缓氧氧化化作作用用、调节贮藏环境的气体组成以及相对湿度等。调节贮藏环境的气体组成以及相对湿度等。二、涂膜保鲜技术二、涂膜保鲜技术 涂涂膜膜保保鲜鲜技技术术是是在在食食品品表表面面人人工工涂涂上上一一层层特特殊殊的的薄薄膜膜使使食食品品保保鲜的方鲜的方法。法。1、涂、涂膜保鲜的发展历史膜保鲜的发展历史 早早在在1213世世纪纪，我我国国就就用用蜂蜂蜡蜡来来装装桔桔子子和和柠柠檬檬，16世世纪纪开开始始用用脂类涂膜保鲜水脂类涂膜保鲜水果。果。19世世纪纪，Harvard和和Harmony提提出出用用明明胶胶涂涂层层保保护护肉肉制制品品及及其其它它食品。食品。90年代，无污染易降解的可食用膜的应用越来越受到人们的关注。年代，无污染易降解的可食用膜的应用越来越受到人们的关注。目目前前，涂涂膜膜保保鲜鲜技技术术不不仅仅广广泛泛应应用用于于果果蔬蔬类类保保鲜鲜，而而且且在在肉肉类类、水产品等食品中的应用也日益增加水产品等食品中的应用也日益增加。2、涂、涂膜保鲜的机理膜保鲜的机理 形成有形成有一定阻隔性的膜一定阻隔性的膜，阻，阻止果蔬失止果蔬失水。水。果果蔬蔬的的呼呼吸吸作作用用使使膜膜内内O2浓浓度度下下降降，CO2浓浓度度上上升升。当当膜膜内内O2和和 CO2浓浓度度符符合合果果蔬蔬贮贮藏藏的的适适宜宜气气体体条条件件，可可起到自发气调作用，抑制果蔬呼吸延缓衰起到自发气调作用，抑制果蔬呼吸延缓衰老。老。涂涂膜膜对对气气体体的的通通透透性性是是影影响响涂涂膜膜保保鲜鲜效效果果的的主主要要因因素素之之一一。涂涂膜膜对对气气体体的的通通透透性性可可用用膜膜对对气气体体的的分分离离因因子子（）来表来表示：示：一一般般地地，含含有有羟羟基基的的分分子子所所形形成成的的涂涂膜膜，其其（CO2/O2）1，对对果果蔬蔬保保鲜鲜的的效效果果较较好好。对对于于(CO2/O2）1的的涂涂膜膜，其适宜保鲜的果蔬种类依其分离因子不同而异其适宜保鲜的果蔬种类依其分离因子不同而异。3、涂、涂膜保鲜的特点膜保鲜的特点发挥气调作用发挥气调作用 保水防蔫，改善食品的外观品质，提高食品的商品价值保水防蔫，改善食品的外观品质，提高食品的商品价值具有一定的抑菌性具有一定的抑菌性能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤可发挥保鲜增效作用可发挥保鲜增效作用 4、涂、涂膜的种类、特性及其保鲜效果膜的种类、特性及其保鲜效果 理理想的涂膜剂有以下要求：想的涂膜剂有以下要求：有一定的粘度，易于成膜有一定的粘度，易于成膜形成的膜均匀、连续，具有良好的保质保鲜作用，并形成的膜均匀、连续，具有良好的保质保鲜作用，并能提高果蔬的外观水平能提高果蔬的外观水平无毒、无异味，与食品接触不产生对人体有害的物质无毒、无异味，与食品接触不产生对人体有害的物质 （1 1）多糖类）多糖类 壳聚糖类壳聚糖类 甲甲壳壳素素的的脱脱乙乙酰酰产产物物，属属氨氨基基多多糖糖，有有良良好好的的成成膜膜性性、通通透透性性、保保湿湿性性和和广广谱谱抗抗菌菌性性，不不溶溶于于水水，溶溶于于稀稀酸。酸。影影响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素有：响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素有：酸酸：酒石酸和柠檬酸的效果较好：酒石酸和柠檬酸的效果较好表表面活性剂：可改善其黏附性面活性剂：可改善其黏附性脱脱乙酰度乙酰度 ：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差增增塑剂种类和浓度塑剂种类和浓度 ：浓度的增加，透氧性明显上升：浓度的增加，透氧性明显上升 ，对膜的透，对膜的透湿湿 性性无显著影响无显著影响 分子量分子量：相对分子质量为：相对分子质量为20万和万和1万左右防腐效果最好万左右防腐效果最好 衍生化反应：衍生化反应：N,O-羧甲基壳聚糖所形成的膜对气体具有选择通透性，特羧甲基壳聚糖所形成的膜对气体具有选择通透性，特 别适合于果蔬保鲜别适合于果蔬保鲜 金属离子金属离子：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜 纤纤维素类维素类 羧羧甲甲基基纤纤维维素素（CMC）、甲甲基基纤纤维维素素（MC）、羧羧丙丙基基甲甲基基纤纤维维素素（HPMC）、羧羧丙丙基基纤纤维维素素（HPC）均均溶溶于于水水并并具具有有良良好好的的成膜成膜性。性。纤维素类膜透湿性强，常与脂类复合以改善其性纤维素类膜透湿性强，常与脂类复合以改善其性能。能。制制MC膜时，溶剂种类和膜时，溶剂种类和MC的分子量对膜的阻氧的分子量对膜的阻氧性影响很大。性影响很大。环境的相对湿度对纤维素膜透氧性也有很大的影响，环境的相对湿度对纤维素膜透氧性也有很大的影响，当环境湿度升高时，纤维素膜的透氧性急速上升当环境湿度升高时，纤维素膜的透氧性急速上升。淀淀粉类粉类 直直链淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明状链淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明状 可可食膜成分中脂类和增塑剂对膜的透过性有显著影响食膜成分中脂类和增塑剂对膜的透过性有显著影响 淀淀粉粉经经改改性性生生成成的的羟羟丙丙基基淀淀粉粉所所成成膜膜阻阻氧氧性性非非常常强强，但阻湿性极低但阻湿性极低 魔魔芋葡甘聚糖芋葡甘聚糖 所成膜在冷热水及酸碱中均稳所成膜在冷热水及酸碱中均稳定。定。膜膜的的透透水水性性受受添添加加亲亲水水物物质质或或疏疏水水物物质质的的影影响响，添添加加亲亲水水性性物物质质，则则透透水水性性增增强强，添添加加疏疏水水性性物物质质，则则透透水性减水性减弱。弱。改改性后魔芋精粉的保鲜效果将得到明显改性后魔芋精粉的保鲜效果将得到明显改善。善。褐藻酸钠类褐藻酸钠类 具有良好的成膜性，但阻湿性有限；具有良好的成膜性，但阻湿性有限；膜膜厚厚度度对对抗抗拉拉强强度度影影响响不不大大，但但透透湿湿性性随随着着膜膜厚厚度的增加而减小；度的增加而减小；交交联联膜膜的的性性质质明明显显优优于于非非交交联联膜膜，环环氧氧丙丙烷烷和和钙钙双重交联膜的性能最好双重交联膜的性能最好；环境湿度高于环境湿度高于95%时，仍能显著地阻止果蔬失水；时，仍能显著地阻止果蔬失水；脂质可显著降低褐藻酸钠膜的透水性脂质可显著降低褐藻酸钠膜的透水性。微微生物多糖类生物多糖类 A.茁茁霉多糖霉多糖 具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鲜具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鲜剂；剂；不不同同分分子子量量的的茁茁霉霉多多糖糖都都有有较较好好的的保保水水作作用用，尤尤其其以以高分子量的茁霉多糖效果更高分子量的茁霉多糖效果更好；好；茁茁霉霉多多糖糖不不具具有有杀杀菌菌、抑抑菌菌作作用用，但但同同杀杀虫虫剂剂共共用用具有良好的杀菌、防病毒侵染和防腐防病作用具有良好的杀菌、防病毒侵染和防腐防病作用。B.NPS多多糖糖 用用半半野野生生植植物物为为原原料料,经经科科学学加加工工制制成成的的一一种种天天然然多多糖糖类类物物质质，pH微微酸酸性性，无无毒毒可可食食，有有营营养养，速速溶溶于于水水，最最大大吸吸水水量量可可达达原原重重的的100倍倍以以上上，吸吸涨涨后后的的体体积积相相当当于于原原体体积积的的1000倍倍以以上上。NPS多多糖糖具具有两性物质的特点并具极好的成膜性。有两性物质的特点并具极好的成膜性。在在果果蔬蔬表表面面成成膜膜后后无无色色、无无味味，肉肉眼眼很很难难看看出出，光光泽泽性性明明显显增增强，有打蜡的效果，是一种很好的果蔬涂膜保鲜强，有打蜡的效果，是一种很好的果蔬涂膜保鲜剂。剂。（2）蛋白质类）蛋白质类小麦面筋蛋白小麦面筋蛋白 小麦面筋蛋白膜柔韧、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性小麦面筋蛋白膜柔韧、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性差；差；当小麦面筋蛋白膜中脂类含量为干物质含量的当小麦面筋蛋白膜中脂类含量为干物质含量的20%时，透水率显著下时，透水率显著下降；降；小麦面筋蛋白制膜液的小麦面筋蛋白制膜液的pH值应控制在值应控制在5。大豆分离蛋白大豆分离蛋白 大豆分离蛋白制膜液的大豆分离蛋白制膜液的pH值应控制在值应控制在8；大豆分离蛋白膜的透氧率低、透水率高，因而常与糖类、脂类复合后使用。大豆分离蛋白膜的透氧率低、透水率高，因而常与糖类、脂类复合后使用。玉米醇溶蛋白玉米醇溶蛋白 所形成的膜具有良好的阻氧性和阻湿性所形成的膜具有良好的阻氧性和阻湿性。（3）脂质类）脂质类 蜡蜡类类 成成膜膜性性好好，对对水水分分有有较较好好的的阻阻隔隔性性。其其中中石石蜡蜡最最为为有有效，蜂蜡其效，蜂蜡其次；次；已已商商业业化化生生产产的的蜡蜡类类涂涂膜膜剂剂有有中中国国林林业业科科学学研研究究院院林林产产化化学学工工业业研研究究所所的的紫紫胶胶涂涂料料、中中国国农农业业科科学学院院的的京京2B系列膜剂、北京化工研究所的系列膜剂、北京化工研究所的CFW果果蜡。蜡。天天然树脂然树脂 醇醇溶溶性性虫虫胶胶成成膜膜性性好好、干干燥燥快快、有有光光泽泽、在在空空气气中中稳稳定定、不溶于水、溶于乙醇和碱性溶液，适合作为涂膜保鲜剂使不溶于水、溶于乙醇和碱性溶液，适合作为涂膜保鲜剂使用；用；我我国国云云南南玉玉溪溪产产的的虫虫胶胶品品质质好好，杂杂质质少少，易易溶溶解解，成成膜膜后后光泽自光泽自然。然。油油脂脂 油油脂脂具具有有油油腻腻性性，主主要要成成分分是是脂脂肪肪酸酸的的甘甘油油酯酯，不溶于不溶于水；水；借借助助乳乳化化剂剂和和机机械械力力作作用用，将将互互不不相相溶溶的的油油和和水水制制成乳状液体制剂，涂覆果实，可以达到长期保鲜的目成乳状液体制剂，涂覆果实，可以达到长期保鲜的目的。的。（4）复合膜类）复合膜类 复复合合膜膜是是由由多多糖糖类类、蛋蛋白白质质类类、脂脂质质类类中中的的两两种种或或两两种以上物质经一定处理而成的涂种以上物质经一定处理而成的涂膜；膜；由由HPMC与与棕棕榈榈酸酸和和硬硬脂脂酸酸组组成成的的双双层层膜膜，透透湿湿性性比比HPMC膜减少约膜减少约90%；由由多多糖糖与与蛋蛋白白质质组组成成的的复复合合天天然然植植物物保保鲜鲜剂剂膜膜具具有有良良好的保鲜效好的保鲜效果。果。TAL Pro-long（英国）：（英国）：由由蔗蔗糖糖脂脂肪肪酸酸酯酯、CMC-Na和和甘甘油油一一酯酯或或甘甘油油二二酯酯组组成成。Superfresh是是其其改改进进型型，含含60%的的蔗蔗糖糖酯酯、26%的的CMC-Na、14%的双乙酰脂肪酸单的双乙酰脂肪酸单酯。酯。OED（日本）：（日本）：由由10份蜂蜡、份蜂蜡、2份朊酪、份朊酪、1份蔗糖酯组份蔗糖酯组成。成。涂涂膜保鲜时必须注意以下几方面的问题：膜保鲜时必须注意以下几方面的问题：研研制出不同特性的膜以适用于不同品种食品的需制出不同特性的膜以适用于不同品种食品的需求；求；准准确测量膜的气体渗透特确测量膜的气体渗透特性；性；准准确测量目标果蔬的果皮与果肉的气体及水分扩散特确测量目标果蔬的果皮与果肉的气体及水分扩散特性；性；分析待贮果蔬内部气体组分；分析待贮果蔬内部气体组分；根根据据果果蔬蔬的的品品质质变变化化，对对涂涂膜膜的的性性质质进进行行适适当当调调整整，以以达到最佳保鲜效果。达到最佳保鲜效果。5、涂、涂膜保鲜的方法膜保鲜的方法（1）浸涂法）浸涂法 将将涂涂料料配配成成适适当当浓浓度度的的溶溶液液，将将果果实实浸浸入入，蘸蘸上上一一层层薄薄薄薄的的涂涂料料后后，取取出晾干即出晾干即成。成。（2）刷涂法）刷涂法 用用软软毛毛刷刷蘸蘸上上涂涂料料液液，在在果果实实上上辗辗转转涂涂刷刷，使使果果皮皮上上涂涂一一层层薄薄薄薄的的涂涂膜膜料。料。（3）喷涂法）喷涂法 用机器在果实表面喷上一层均匀而极薄的涂料。用机器在果实表面喷上一层均匀而极薄的涂料。目目前前普普遍遍用用涂涂膜膜机机（打打蜡蜡机机）涂涂膜膜，涂涂膜膜机机由由清清洗洗、擦擦吸吸干干燥燥、喷喷涂涂、低低温温干干燥燥、分分级级和和包包装装等等部分联合组部分联合组成。成。三、生物保鲜剂保鲜技术三、生物保鲜剂保鲜技术 生生物物保保鲜鲜剂剂保保鲜鲜是是通通过过浸浸渍渍、喷喷淋淋或或混混合合等等方方式式，将将生生物物保保鲜鲜剂剂与与食食品品充充分分接接触触，从从而而使使食食品品保保鲜鲜的的方方法。法。生生物物保保鲜鲜剂剂也也称称作作天天然然保保鲜鲜剂剂，是是直直接接来来源源于于生生物物体体自自身身组组成成成成分分或或其其代代谢谢产产物物，不不仅仅具具有有良良好好的的抑抑菌菌作作用用，而而且且一一般般都都可可被被生生物物降降解解，具具有有无无味味、无无毒毒、安安全等特全等特点。点。1、植、植物源生物保鲜剂物源生物保鲜剂 许许多多植植物物中中都都存存在在抗抗菌菌物物质质，主主要要是是醛醛类类、酮酮类类、酚类、酯类物酚类、酯类物质。质。（1）茶多酚）茶多酚 能抑制能抑制G+菌和菌和G-菌，属于广谱性的抗菌菌，属于广谱性的抗菌剂；剂；最最小小抑抑菌菌浓浓度度随随菌菌种种不不同同而而差差异异较较大大，大大多多在在50500mg/kg之间，符合食品添加剂用量的一般要求之间，符合食品添加剂用量的一般要求。（2）大蒜提取物）大蒜提取物 大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份。份。大大蒜蒜辣辣素素的的抗抗菌菌机机理理：分分子子中中的的氧氧原原子子与与细细菌菌中中半半胱胱氨氨结结合合使使之之不不能能转转变变为为胱胱氨氨酸酸，从从而而影影响响细细菌菌体体内内的的氧氧化还原反应的进化还原反应的进行。行。大大蒜蒜对对多多种种球球菌菌、霉霉菌菌有有明明显显的的抑抑制制和和杀杀菌菌作作用用，是目前发现的具有抗真菌作用植物中效力最强的一是目前发现的具有抗真菌作用植物中效力最强的一种。种。茶多酚茶多酚2、动、动物源生物保鲜剂物源生物保鲜剂（1）鱼精蛋白（）鱼精蛋白（protamine）鱼鱼精精蛋蛋白白是是一一种种特特殊殊的的抗抗菌菌肽肽，是是存存在在于于许许多多鱼鱼类类中中的的成成熟熟精精细细胞胞中中的的一一种种球球形形碱碱性性蛋蛋白白。相相对对分分子子质质量量较较小小，大大约约为为400010000，由由30个个左左右右的的氨氨基基酸酸组组成成，精精氨氨酸酸占占其其氨氨基基酸酸组组成成的的2/3以以上上，加加热热不不凝凝固固，等等电电点点在在1012之间，带正电荷之间，带正电荷。抑抑菌机理菌机理 A、鱼鱼精精蛋蛋白白作作用用于于微微生生物物细细胞胞壁壁，破破坏坏了了细细胞胞壁壁的的合合成成以达到其抑菌效以达到其抑菌效果。果。B、鱼鱼精精蛋蛋白白作作用用于于微微生生物物细细胞胞质质膜膜，通通过过破破坏坏细细胞胞对对营营养物质的吸收来起抑菌作养物质的吸收来起抑菌作用。用。制制备方法备方法 鱼鱼精精置置于于稀稀硫硫酸酸溶溶液液中中，抽抽取取出出鱼鱼精精蛋蛋白白和和混混杂杂蛋蛋白白，然然后后在在抽抽出出液液中中加加入入有有机机溶溶剂剂沉沉淀淀，将将沉沉淀淀溶溶于于温温水水中中，再再冷冷却却即即析析出出鱼鱼精精蛋蛋白白。或或用用聚聚膦膦酸酸盐盐使使硫硫酸酸或或盐盐酸酸抽抽出出液液中中的的鱼鱼精精蛋蛋白白以以磷磷酸酸盐盐形形式式沉沉淀淀出出来来，然然后后将沉淀溶解在高浓度的硫酸铵中，分解为精蛋白硫酸将沉淀溶解在高浓度的硫酸铵中，分解为精蛋白硫酸盐。盐。纯纯化方法一般采用葡聚糖凝胶柱色谱化方法一般采用葡聚糖凝胶柱色谱法。法。影影响鱼精蛋白抗菌活性的因素响鱼精蛋白抗菌活性的因素A、菌、菌种及其生长状况种及其生长状况 鱼精蛋白的抑菌性因其来源不同而存在差鱼精蛋白的抑菌性因其来源不同而存在差异；异；革革兰兰阳阳性性菌菌的的发发育育受受到到了了明明显显的的抑抑制制，而而革革兰兰阴阴性性菌菌几乎不受影几乎不受影响；响；鱼鱼精精蛋蛋白白对对新新鲜鲜鱼鱼贝贝类类和和肉肉食食品品中中所所含含的的多多数数细细菌菌起不到抑制作起不到抑制作用。用。鱼精蛋白对经过热处理后的食品具有较好的保存效鱼精蛋白对经过热处理后的食品具有较好的保存效果；果；鱼鱼精蛋白的精蛋白的最小抑菌浓度最小抑菌浓度因菌种不同而因菌种不同而异；异；对对于于同同一一种种菌菌类类来来说说，微微生生物物所所处处的的新新陈陈代代谢谢状状况况也也会影响鱼精蛋白的效会影响鱼精蛋白的效果。果。B、食品的、食品的pH 鱼精蛋白在鱼精蛋白在pH6.0以上时具有明显的抗菌活性。以上时具有明显的抗菌活性。C、所含盐类及其浓度、所含盐类及其浓度 食食品品中中各各种种盐盐类类浓浓度度的的提提高高，鱼鱼精精蛋蛋白白的的抑抑菌菌性性会会相相应应降降低低。同同等等浓浓度度条条件件下下二二价价盐盐类类比比一一价价盐盐类类对对细菌的保护作用更好。细菌的保护作用更好。D、环境温度、环境温度 大大多多数数食食品品加加工工时时采采用用的的温温度度对对鱼鱼精精蛋蛋白白的的抑抑菌菌作用影响不大作用影响不大。在在食品中应用需注意的问题食品中应用需注意的问题 应用中一般将鱼精蛋白与其它防腐剂或保鲜方法结合使应用中一般将鱼精蛋白与其它防腐剂或保鲜方法结合使用；用；鱼精蛋白与甘氨酸、醋酸钠、乙醇、单甘油酯混合使用时，鱼精蛋白与甘氨酸、醋酸钠、乙醇、单甘油酯混合使用时，抗菌作用有相乘的效抗菌作用有相乘的效果；果；使用大豆卵磷脂等乳化剂与鱼精蛋白复配，可解决鱼精蛋使用大豆卵磷脂等乳化剂与鱼精蛋白复配，可解决鱼精蛋白在食品介质中溶解性的问白在食品介质中溶解性的问题。题。鱼鱼精蛋白的安全性精蛋白的安全性 鱼鱼精精蛋蛋白白是是一一种种对对人人体体无无害害的的、高高度度安安全全的的、具具有有很很高高营营养性和功能性的新型食品防腐养性和功能性的新型食品防腐剂；剂；除除鱼鱼精精蛋蛋白白以以外外，昆昆虫虫抗抗菌菌肽肽、防防卫卫肽肽以以及及海海洋洋生生物物抗抗菌菌肽等也是常见的生物保鲜肽等也是常见的生物保鲜剂剂。（2）溶菌酶（）溶菌酶（lysozyme）溶溶菌菌酶酶，又又称称细细胞胞壁壁溶溶解解酶酶，是是一一种种专专门门作作用用于于微微生物细胞壁的水解生物细胞壁的水解酶。酶。溶菌酶的种类溶菌酶的种类 A、鸡、鸡蛋清溶菌酶蛋清溶菌酶 相相对对分分子子质质量量为为14307，等等电电点点为为11.1，最最适适溶溶菌菌温温度度为为50，最最适适pH为为7.0，一一级级结结构构由由129个个氨氨基基酸酸组组成成，其其高高级级结结构构的的稳稳定定性性由由4个个二二硫硫键键、氢氢键键和和疏疏水水键键来来维维持持。B、人、人和哺乳动物溶菌酶和哺乳动物溶菌酶 人和哺乳动物溶菌酶由人和哺乳动物溶菌酶由 130个氨基酸组个氨基酸组成；成；一级结构中的氨基酸排列顺序与鸡蛋清溶菌酶的差异较一级结构中的氨基酸排列顺序与鸡蛋清溶菌酶的差异较大；大；高级结构也存在四个二硫高级结构也存在四个二硫键；键；人溶菌酶的溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高人溶菌酶的溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高3倍。倍。C、植物溶菌酶、植物溶菌酶 植植物物溶溶菌菌酶酶对对小小球球菌菌的的溶溶菌菌活活性性较较鸡鸡蛋蛋清清溶溶菌菌酶酶低低，但但对对胶胶状状甲壳质的分解活性则为鸡蛋清溶菌酶的甲壳质的分解活性则为鸡蛋清溶菌酶的10倍左右。倍左右。D、微、微生物溶菌酶生物溶菌酶内内-N-乙酰己糖胺酶乙酰己糖胺酶：作：作用是分解构成细菌细胞壁骨架的多用是分解构成细菌细胞壁骨架的多糖；糖；酰酰胺酶：其作用是切断连接多糖和氨基酸之间的酰胺胺酶：其作用是切断连接多糖和氨基酸之间的酰胺键；键；内内-肽酶和蛋白酶：作用与酰胺酶相肽酶和蛋白酶：作用与酰胺酶相似；似；-1，3葡聚糖酶、葡聚糖酶、-1，6-葡聚糖酶、甘露糖酶：其作用是分解葡聚糖酶、甘露糖酶：其作用是分解细胞壁；细胞壁；磷酸甘露糖酶：与磷酸甘露糖酶：与-1，3葡聚糖酶、葡聚糖酶、-1，6-葡聚糖酶和甘露糖葡聚糖酶和甘露糖酶共同作用，分解细胞原生质；酶共同作用，分解细胞原生质；壳多糖酶：与葡聚糖酶共同作用，分解霉菌和酵母菌；壳多糖酶：与葡聚糖酶共同作用，分解霉菌和酵母菌；脱乙酰壳多糖酶：主要作用是分解毛霉和根霉脱乙酰壳多糖酶：主要作用是分解毛霉和根霉。溶溶菌酶提取分离的方法菌酶提取分离的方法 原料一般都用蛋清或蛋原料一般都用蛋清或蛋壳；壳；提提取取分分离离的的方方法法有有亲亲和和色色谱谱法法、离离子子交交换换法法、沉沉淀淀法法、沉淀与凝胶色谱结合法沉淀与凝胶色谱结合法等。等。溶溶菌酶的作用机理菌酶的作用机理 溶溶菌菌酶酶能能选选择择性性地地分分解解微微生生物物细细胞胞壁壁，主主要要是是分分解解细胞壁中的肽聚细胞壁中的肽聚糖。糖。溶溶菌酶水解球菌细胞壁的作用点菌酶水解球菌细胞壁的作用点是是N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸（NAM）与）与N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（NAG）之间的）之间的-1，4糖苷键断糖苷键断开；开；经经过溶菌酶作用后，微生物细胞因为渗透压受到过溶菌酶作用后，微生物细胞因为渗透压受到破破 坏坏而引而引起平衡破裂，从而使得微生物细胞的内溶物渗出导致细胞死亡起平衡破裂，从而使得微生物细胞的内溶物渗出导致细胞死亡。一一般般地地，溶溶菌菌酶酶对对G+菌菌均均有有较较强强的的分分解解作作用用，而而对对G-菌菌无分解作无分解作用；用；溶菌酶的溶菌酶的最适小分子底物最适小分子底物为为NAM-NAG交替组成的六交替组成的六糖；糖；在在溶溶菌菌酶酶分分子子中中存存在在一一个个狭狭长长的的凹凹穴穴，在在凹凹穴穴中中的的Glu35与与Asp52构成了活性中心，它们在水解糖苷键时起协同作构成了活性中心，它们在水解糖苷键时起协同作用。用。溶溶菌酶在食品中的应用菌酶在食品中的应用奶奶粉：有利于婴儿肠道菌群的正常粉：有利于婴儿肠道菌群的正常化；化；奶奶酪酪：防防止止中中后后期期奶奶酪酪的的后后期期起起泡泡、风风味味变变差差，具具有有抑抑菌作用，不至引起酪酸发菌作用，不至引起酪酸发酵；酵；日日本清酒本清酒：代替水杨酸用于防腐，加入量为：代替水杨酸用于防腐，加入量为l5mg/kg。肉肉制品制品、水果、水产品、面制品：防腐保、水果、水产品、面制品：防腐保鲜；鲜；酵酵母母：经经溶溶菌菌酶酶处处理理后后，在在培培养养过过程程中中氮氮核核蛋蛋白白质质的的释释放放量量增加，提高了酵母蛋白利用增加，提高了酵母蛋白利用率；率；壳壳聚糖：降解为低分子聚糖：降解为低分子量；量；单单独独使使用用溶溶菌菌酶酶作作为为防防腐腐保保鲜鲜剂剂使使用用有有一一定定的的局局限限性性，需需要要添添加加其其他他的的成成分分来来促促进进防防腐腐效效果果。在在实实际际应应用用时时，常常与与甘甘氨氨酸酸联联用。用。3、微、微生物源生物保鲜剂生物源生物保鲜剂 乳乳酸酸链链球球菌菌素素（Nisin）又又叫叫乳乳链链菌菌肽肽、乳乳球球菌菌肽肽，是是某某些些乳乳酸酸乳乳球球菌菌在在代代谢谢过过程程中中合合成成和和分分泌泌的的具具有有很很强强杀杀菌菌作作用的小分子用的小分子肽。肽。Nisin的分子结构的分子结构 Nisin是是一一种种含含有有34个个氨氨基基酸酸的的多多肽肽，N端端为为异异亮亮氨氨酸酸，C末端为赖氨酸，分子质量为末端为赖氨酸，分子质量为3510Da。单体中含有单体中含有5种异常氨基酸：种异常氨基酸：氨氨基基丁丁酸酸（ABA）、脱脱氢氢丙丙氨氨酸酸（DHA）、-甲甲基基脱脱氢氢丙丙氨氨酸酸（DHB）、羊羊毛毛硫硫氨氨酸酸（ALA-S-ALA）、-甲甲基基羊羊毛毛硫硫氨氨酸酸（ALA-S-ABA），通通过过硫硫醚醚键键形形成成5个个环。环。Nisin活活性性分分子子常常为为二二聚聚体体或或四四聚聚体体。二二聚聚体体分分子子量量为为7000，四聚体分子量为，四聚体分子量为14000；已已发发现现了了6种种类类型型的的Nisin，分分别别是是A、B、C、D、E和和Z；天天然然状状态态下下的的Nisin主主要要有有NisinA和和NisinZ两两种种形形式式。它它们们之之间间的的差差别别在在于于第第27位位的的氨氨基基酸酸不不同同，NisinA为为组组氨酸，氨酸，NisinZ为天冬氨为天冬氨酸。酸。Nisin的溶解性与稳定性的溶解性与稳定性 Nisin的的溶溶解解度度主主要要取取决决于于溶溶液液的的pH值值，在在pH值值较较低低的的情况下，溶解性较好。在中性和碱性条件下几乎不溶情况下，溶解性较好。在中性和碱性条件下几乎不溶解；解；Nisin的稳定性主要取决于温度、的稳定性主要取决于温度、pH值、基质等因值、基质等因素。素。Nisin的抑菌机理的抑菌机理 A、在在一一定定的的膜膜电电位位下下，疏疏水水性性的的、带带正正电电荷荷的的Nisin可可吸吸附附于于敏敏感感菌菌的的细细胞胞膜膜上上，并并通通过过其其C末末端端的的作用侵入膜内而形成通道；作用侵入膜内而形成通道；B、Nisin属属于于孔孔道道形形成成蛋蛋白白，由由于于其其分分子子特特殊殊的的三三级级结结构构，可可允允许许分分子子质质量量小小于于0.5 kDa的的亲亲水水分分子子通通过过，从从而而导导致致K+从从胞胞浆浆中中流流出出，细细胞胞膜膜去去极极化化及及ATP泄泄漏漏，细细胞胞外外水水分分子子流流入入，造造成成细细胞胞内内外外能能差差消消失失，细胞自溶而死亡。细胞自溶而死亡。Nisin主主要要杀杀灭灭或或抑抑制制G+菌菌及及其其芽芽孢孢，而而对对G-菌菌基基本本无影无影响；响；对对于于某某些些G-菌菌，如如将将Nisin与与冷冷冻冻、加加热热、调调节节pH和和EDTA处理等结合起来，可以被杀死或被抑处理等结合起来，可以被杀死或被抑制；制；pH、Mg2+浓浓度度、乳乳酸酸浓浓度度、氮氮源源种种类类等等均均可可影影响响Nisin对细胞膜的吸附作用，从而影响对细胞膜的吸附作用，从而影响Nisin的抑菌作的抑菌作用。用。Nisin在食品中的应用在食品中的应用 乳乳制品：延长保存期，缩短杀菌时制品：延长保存期，缩短杀菌时间；间；肉肉类类食食品品：代代替替部部分分硝硝酸酸盐盐和和亚亚硝硝酸酸盐盐，抑抑制制肉肉毒毒梭梭状状芽芽孢孢杆杆菌菌产产生生肉肉毒毒素素，还还可可以以降降低低亚亚硝硝胺胺对对人人体体的的危危害；害；啤啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精饮料酒、果酒、烈性乙醇等酒精饮料：抑制：抑制G+菌。菌。四、抗冻蛋白保鲜技术四、抗冻蛋白保鲜技术 抗抗冻冻蛋蛋白白（antifreeze protein，AFP）是是一一类类能能够够抑抑制制冰冰晶晶生生长长，能能以以非非依依数数形形式式降降低低水水溶溶液液的的冰冰点点，但但不不影影响响其其熔熔点的特殊蛋白点的特殊蛋白质。质。荧光抗冻蛋白荧光抗冻蛋白装饰的冰晶体装饰的冰晶体1、抗、抗冻蛋白的特性冻蛋白的特性（1）热滞活性）热滞活性 抗抗冻冻蛋蛋白白能能特特异异地地吸吸附附于于冰冰晶晶表表面面，阻阻止止冰冰晶晶生生长长，非非依依数数性性降降低低溶溶液液冰冰点点，但但不不影影响响其其熔熔点点，导导致致熔熔点点与与冰冰点点之之间间出出现现差差异异。冰冰点点和和熔熔点点的的差差值值称称为为热热滞滞值值，这这一现象称为抗冻蛋白的热滞活性（一现象称为抗冻蛋白的热滞活性（THA）。）。影响热滞活性的因素影响热滞活性的因素 抗抗冻蛋白的浓度：越高，热滞活性越大冻蛋白的浓度：越高，热滞活性越大 分子量：高分子量的糖肽比低分子量的糖肽热滞活性更强分子量：高分子量的糖肽比低分子量的糖肽热滞活性更强 小小分分子子量量溶溶质质：如如柠柠檬檬酸酸盐盐、甘甘油油和和山山梨梨醇醇能能显显著著阻阻止止冰冰核的形成，提高抗冻蛋白的热滞活性核的形成，提高抗冻蛋白的热滞活性 来来源源：鱼鱼类类的的热热滞滞值值为为0.71.5，植植物物为为0.20.5，昆昆虫虫为为510（2）改变冰晶的生长方式）改变冰晶的生长方式 在在纯纯水水中中，冰冰晶晶通通常常沿沿着着平平行行于于基基面面的的方方向向（a轴轴）伸展，而在晶格表面方向（伸展，而在晶格表面方向（c轴）伸展很轴）伸展很少；少；抗抗冻冻蛋蛋白白分分子子与与冰冰晶晶表表面面相相互互作作用用导导致致水水分分子子在在晶晶格格表表面面外外层层的的排排列列顺顺序序发发生生改改变变，冰冰核核会会变变得得沿沿着着c轴轴以以骨骨针形、纤维状生长，形成对称的双六面体金字塔形冰针形、纤维状生长，形成对称的双六面体金字塔形冰晶。晶。（3）抑制冰晶的重结晶）抑制冰晶的重结晶 重重结结晶晶是是指指环环境境温温度度在在冰冰点点以以下下较较高高温温度度波波动动时时，冰冰晶晶的的大小将发生变化，通常大冰晶越来越大，小冰晶越来越大小将发生变化，通常大冰晶越来越大，小冰晶越来越小；小；抗抗冻冻蛋蛋白白可可以以阻阻止止冰冰晶晶的的重重结结晶晶，所所形形成成的的晶晶粒粒体体积积小小而而且比较均匀，防止组织因冰晶增大而产生机械性损且比较均匀，防止组织因冰晶增大而产生机械性损伤。伤。2、抗冻蛋白的类型及其结构、抗冻蛋白的类型及其结构（1）鱼类中的抗冻蛋白及其结构）鱼类中的抗冻蛋白及其结构 抗冻糖蛋白（抗冻糖蛋白（AFGP）主主要要由由3肽肽糖糖单单位位-Ala-Ala-Thr（双双糖糖基基）-以以不不同同重重复复度度串联而成；串联而成；分子质量一般在分子质量一般在2.634kDa之间；之间；糖糖基基是是抗抗冻冻活活性性形形成成的的主主要要基基团团，且且活活性性与与分分子子质质量量有有关关，分子质量大，一般活性也高。分子质量大，一般活性也高。型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）由由11个个氨氨基基酸酸串串联联而而成成的的-螺螺旋旋单单体体结结构构，富富含含丙丙氨氨酸（占总氨基酸的酸（占总氨基酸的60%以上），且部分螺旋具有双嗜以上），且部分螺旋具有双嗜性；性；冬冬鲽鲽产产生生的的AFP-包包括括两两种种亚亚型型，即即肝肝脏脏型型和和皮皮肤肤型型，皮肤型的活性是肝脏型的皮肤型的活性是肝脏型的1/2。型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）与与C型型凝凝集集素素同同源源，有有2个个-螺螺旋旋、2个个-折折叠叠和和大大量量无无规规则则结结构；构；日日本本胡胡瓜瓜鱼鱼中中的的AFP-的的N端端的的氨氨基基酸酸序序列列与与鲱鲱鱼鱼有有75%的的同同源源性性且且核核苷苷酸酸顺顺序序85%相相同同，分分子子质质量量为为16.7kDa，结结构构上上含含有有至至少少一一个个Ca2+结结合合结结构构域域，但但去去除除Ca2+并并未未使使它它的的活活性性完全丧完全丧失。失。胡瓜鱼胡瓜鱼 型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）主主要存在于绵鳚亚科鱼类中，是一种要存在于绵鳚亚科鱼类中，是一种7kDa的球状蛋白的球状蛋白 二二级结构主要由级结构主要由9个个-折叠组成折叠组成 三三级级结结构构由由3个个-折折叠叠反反向向排排列列成成川川字字形形，两两个个川川字字形形结结构构互互相相垂垂直直排排列列成成三三级级结结构构的的主主体体部部分分，其其余余-折折叠叠则则处于连接位置上处于连接位置上 型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）存在于多棘床杜父鱼存在于多棘床杜父鱼 108个氨基酸残基，其中个氨基酸残基，其中Glu的含量高达的含量高达17%和膜载脂蛋白具有和膜载脂蛋白具有22%的同源性的同源性 有有较较高高的的-螺螺旋旋结结构构，其其中中4个个-螺螺旋旋反反向向平平行行排排列列，疏疏水水基团向内，亲水基团向外基团向内，亲水基团向外 杜父鱼杜父鱼 Hyperactive-AFP 从冬鲽中分离从冬鲽中分离出；出；分分子子量量大大于于来来源源于于同同一一生生物物中中的的AFP-，活活性性远远远远高于后高于后者。者。（2）昆虫中的抗冻蛋白）昆虫中的抗冻蛋白 昆昆虫虫抗抗冻冻蛋蛋白白结结构构与与鱼鱼类类的的不不同同，在在沿沿着着抗抗冻冻蛋蛋白白折折叠叠的的一一侧侧有有两两行行苏苏氨氨酸酸残残基基，能能够够与与冰冰晶晶表表面面的的棱棱柱和基面很好的匹配结柱和基面很好的匹配结合；合；含有比鱼类更多的亲水性氨基含有比鱼类更多的亲水性氨基酸。酸。甲甲虫抗冻蛋白虫抗冻蛋白 甲甲虫虫抗抗冻冻蛋蛋白白为为8.4 kDa的的右右手手-螺螺旋旋，即即螺螺旋旋本本身身是是-片层结构，每一圈由片层结构，每一圈由12个氨基酸组成，共个氨基酸组成，共7个螺个螺周；周；富含富含Thr和和Cys，8个二硫键分布在螺旋内个二硫键分布在螺旋内侧；侧；热滞活性比鱼的高得多，二聚体的活性更热滞活性比鱼的高得多，二聚体的活性更高。高。甲虫甲虫 云杉蚜虫抗云杉蚜虫抗冻冻蛋白蛋白 分分子子质质量量为为9.0 kDa左左右右，呈呈左左手手-螺螺旋旋，每每螺螺圈圈呈呈三三角角形形，包包括括15个个氨氨基基酸酸残残基基，Thr-X-Thr模模体体重重复复出出现现在每一螺圈当中，三角形的在每一螺圈当中，三角形的边边是是-折叠片折叠片层层；热热滞活性，滞活性，为鱼为鱼的的热热滞活性的滞活性的34倍；倍；云云杉杉蚜蚜虫虫抗抗冻冻蛋蛋白白的的同同型型中中有有一一种种分分子子质质量量为为12kDa的蛋白的蛋白质质的的热热滞活性比滞活性比鱼鱼的高出的高出10100倍。倍。毛毛虫抗冻蛋白虫抗冻蛋白 DAFP-1和和DAFP-2两类研究得较清楚两类研究得较清楚 分子质量约为分子质量约为8.7kDa，分别含，分别含83和和84个氨基酸残基个氨基酸残基 组组成成7个个含含12个个或或13个个氨氨基基酸酸残残基基的的重重复复单单元元。每每1个个重重复复单单元元中中第第1个个与与第第7个个半半胱胱氨氨酸酸都都形形成成二二硫硫键键，共共8对二硫键对二硫键（3）细菌中的抗冻蛋白）细菌中的抗冻蛋白 6种种来来源源于于南南极极洲洲的的细细菌菌可可以以产产生生抗抗冻冻蛋蛋白白，其其中中热热滞滞活活性性最最高高的的一一种种抗抗冻冻蛋蛋白白是是由由82号号菌菌株株（Mdraxella sp.）产产生生的的一一类类脂脂蛋蛋白白，N端端氨氨基基酸酸顺顺序序与与该该菌菌的的外外膜膜蛋蛋白白有有很高的相似很高的相似性。性。（4）植物中的抗冻蛋白）植物中的抗冻蛋白 冬冬黑麦中的抗冻蛋白黑麦中的抗冻蛋白 包包括括7种种类类型型，分分子子质质量量在在1136kDa，且且具具有有相相似似的的氨氨基基酸酸组组成成，均均富富含含Asp/Asn、Glu/Gln、Ser、Thr、Gly及及Ala，均缺少，均缺少His，Cys含量达含量达5%以以上。上。千千年不烂心的冬季枝条中的抗冻糖蛋白年不烂心的冬季枝条中的抗冻糖蛋白 分子质量为分子质量为67 kDa 富含甘氨酸残基（含量达富含甘氨酸残基（含量达23.7%）半乳糖是其抗冻活性的关键组成部分半乳糖是其抗冻活性的关键组成部分 沙沙冬青叶片中的抗冻蛋白冬青叶片中的抗冻蛋白 抗抗冻冻糖糖蛋蛋白白：分分子子质质量量为为40kDa，热热滞滞活活性性为为0.9（20mg/mL），与植物凝集素具有同源），与植物凝集素具有同源性；性；3种种 抗抗 冻冻 蛋蛋 白白：分分 子子 质质 量量 67kDa，热热 滞滞 活活 性性0.46（8mg/mL）；分分 子子 质质 量量 21kDa，热热 滞滞 活活 性性0.46（8mg/mL)；分分 子子 质质 量量 39.8kDa，热热 滞滞 活活 性性0.45（10mg/mL）。）。胡胡萝卜中的抗冻蛋白萝卜中的抗冻蛋白 分子质量为分子质量为36kDa，热滞活性为，热滞活性为0.35（1mg/mL)热滞活性比鱼类热滞活性比鱼类型抗冻蛋白的热滞活性高型抗冻蛋白的热滞活性高 去掉糖基不影响其抑制重结晶的活性去掉糖基不影响其抑制重结晶的活性 桃桃树树皮中的抗冻蛋白树树皮中的抗冻蛋白 是一种脱水素蛋白是一种脱水素蛋白PCA60 由由472个氨基酸组成，富含赖氨酸、甘氨酸，分子质个氨基酸组成，富含赖氨酸、甘氨酸，分子质量为量为50kDa 热滞活性为热滞活性为0.06，具有较强的修饰冰晶的能力，具有较强的修饰冰晶的能力 黑黑麦草中的抗冻蛋白麦草中的抗冻蛋白 由由118个个氨氨基基酸酸组组成成，分分子子质质量量为为11.77kDa，100时时仍仍稳稳定存在定存在 热热滞滞效效应应较较低低，但但对对冰冰晶晶重重结结晶晶抑抑制制效效应应是是鱼鱼类类型型抗抗冻冻蛋白的蛋白的200倍倍 黑麦草黑麦草