简介
乳酸链球菌素（Nisin）亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，分子量约为3500 Da。由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，因此被作为食品防腐剂广泛应用于食品行业。[1]食用后在人体的生理pH条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。
基本物化信息
中文名称:乳酸链球菌素
英文名称:nisin from streptococcus lactis[2]
英文别名:Nisin
CAS:1414-45-5
EINECS:215-807-5
分子式:C143H230N42O37S7
分子量:3354.0705
应用范围：
应用于肉制品、乳制品、罐头、海产品、饮料、果汁饮料、液体蛋及蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妆品等领域中。
外观性状：
白色至淡黄色粉末。
生物效价≥1000IU/mg。
成分：
Nisin由以下成分组成：
乳链菌素大于1000IU/Mg（大于2.5%）
氯化钠大于50%
分子式：C143H228N42O37S7
存贮：
4-15℃下阴凉、干燥、密封条件下贮藏，避免阳光直射。保质期2年。
包装 ：
500 克/密封袋/塑料瓶；1*20 瓶/箱
特性
溶解性
乳酸链球菌素（Nisin）是一种浅棕色固体粉末，使用时需溶于水或液体中，且于不同pH值下溶解度不同。如在水中（pH=7），溶解度为49.0mg/ml（Nisin）；若在0.02M 盐酸中，溶解度为118.0mg/ml（Nisin）；在碱性条件下，几乎不溶解。
稳定性
乳酸链球菌素（Nisin）的稳定性也与溶液的PH值有关。如溶于PH=6.5的脱脂牛奶中，经85℃ 巴氏灭菌15分钟后，活性仅损失15%，当溶于PH=3的 稀盐酸中，经121℃15分钟高压灭菌仍保持100%的活性，其耐酸耐热性能优良。[3]
抑菌性
乳酸链球菌素（Nisin）能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如乳杆菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特别是对产芽孢的细菌如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用。通常，产芽孢的细菌耐热性很强，如鲜乳采用135℃、2秒钟超高温瞬时灭菌，非芽孢细菌的死亡率为100%，芽孢细菌的死亡率90%，还有10%的芽孢细菌不能杀灭。若鲜乳中添加0.03-0.05g/kg Nisin就可抑制芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌孢子的发芽和繁殖。
安全性
通过病理学家研究以及毒理学试验都证明乳酸链球菌素（Nisin）是完全无毒的。乳酸链球菌素（Nisin）可被消化道蛋白酶降解为氨基酸，无残留，不影响人体益生菌，不产生抗药性，不与其它抗生素产生交叉抗性。世界上有不少国家如英、法、澳大利亚等，在包装食品中添加乳酸链球菌素（Nisin），通过此法可以降低灭菌温度，缩短灭菌时间，降低热加工温度，减少营养成份的损失，改进食品的品质和节省能源，并能有效地延长食品的保藏时间。还可以取代或部分取代化学防腐剂、发色剂（如亚硝酸盐），以满足生产保健食品、绿色食品的需要。
生产工艺
采用乳酸链球菌发酵生产Nisin，是现在唯一获得Nisin的途径。本文对本实验室保存的乳酸链球菌MELN105菌株进行了培养基和发酵条件优化。首先采用单因素试验方法，找到了碳源、氮源、磷源和无机盐等种类的较适因素水平，运用均匀设计进一步优化Nisin发酵培养基，得到的Nisin最适发酵培养基(g/100mL)为：蔗糖2.93，大豆蛋白胨1.0，酵母膏0.43，Na_2HPO_4为1.89，MgSO_4·7H_2O 0.02。比出发培养基效价提高了35.8%。采用单因素实验方法对培养条件进行了优化，确定了最适的Nisin发酵条件：灭菌前培养基pH调至7.5，150mL三角瓶装20mL，30℃培养24h。 在3L自动控制发酵罐中，比较了自然pH分批发酵和恒pH 6.5分批发酵。通过控制pH发酵，削弱了发酵过程中产生乳酸导致pH下降对发酵的抑制作用，Nisin发酵效价比自然pH发酵提高了21.9%。
通过不同初始糖浓度发酵过程的比较，发现高糖浓度会对乳酸链球菌发酵产生底物抑制作用，并且延长发酵周期。因此，确定对乳酸链球菌进行补糖发酵，以1%蔗糖浓度作为初始糖浓度，在以上基础上，考察补糖发酵对Nisin产量的影响。对数中期的两种补料方式显示，2种模式均有效得缩短了发酵周期，提高了发酵产量，其中分2次等量补加蔗糖的模式比恒速连续流加蔗糖模式，效价提高了175IU，比恒pH分批发酵效价提高了19.2%，达到4673IU/mL。
发酵动力学的研究是对微生物发酵参数之间关系的深层次了解。利用Logistic等模型描述，恒pH条件下，乳酸链球菌ATCC11454的菌体生长、乳酸和Nisin的合成，以及蔗糖消耗的动力学。并使用遗传算法(Genetic Algorithm，GA)对模型参数进行估算，确定了Nisin发酵过程的动力学数学模型，并通过实验数据验证了此模型的正确性。这将为进一步研究和预测Nisin发酵过程奠定了一定的理论基础。[1]
使用范围
【限量】
GB2760-2011规定: 单位：g/kg
01.0 乳及乳制品（ 01.01.01 、01.01.02、13.0 涉及品种除外）0.5
04.03.02.04 食用菌和藻类罐头0.2
06.04.02.01 八宝粥罐头0.2
06.04.02.02 其他杂粮制品（仅限杂粮灌肠制品）0.25
06.07 方便米面制品 0.25
08.02 预制肉制品0.5
08.03 熟肉制品0.5
09.04 熟制水产品（可直接食用） 0.5
10.03 蛋制品（改变其物理性状） 0.25
12.03 醋0.15
12.04 酱油0.2
12.05 酱及酱制品0.2
12.10 复合调味料0.2
14.0 饮料类（14.01 包装饮用水类除外）0.2 固体饮料按冲调 倍数增加使用量
乳酸链球菌素NISIN作为防腐剂的优点
乳酸链球菌素的毒性可以忽略
乳酸链球菌素的稳定性极高
乳酸链球菌素可被人体消化吸收
乳酸链球菌素天然、绿色
安全性极好