吴 涛 辛松林 王绍胜 杜俊贵

(1.烟台市旅游信息服务中心，山东 烟台 300300;2.四川烹饪高等专科学校，四川 成都 610100; 3.上海高榕食品有限公司，上海 201411;4.安泰生物工程股份有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161031)

食品安全越来越为人们所重视，传统的化学保鲜剂在不当使用情况下，易对人体健康产生潜在的危害，因此，天然生物保鲜剂如今受到前所未有的重视。Nisin(乳酸链球菌素)是一种新型的天然生物保鲜剂，对动物非常安全，无任何毒副作用，符合当今社会对天然食品的追求。［1］Nisin最早发现于1928年，是从乳酸链球菌发酵产物中提取的一种多肽类物质。Nisin用作于食品防腐剂可以回溯到半个世纪前，Nisin是唯一被FDA确认为GRAS的细菌素产品。后来，随着食品工业的不断发展，Nisin作为一种无毒、高效、安全的天然生物食品防腐剂和抗菌剂受到了广泛的关注和认可。［2－3］在当今食品安全问题受到广泛关注的特殊时期，食品保鲜剂和防腐剂的天然化已成为一种不可逆转的发展趋势，安全的、天然的食品才会备受青睐。目前，Nisin已被50多个国家和地区广泛使用于食品防腐并表现出良好的应用前景，有关Nisin抗菌作用的机制和Nisin抑菌效力影响因子的研究也在迅速发展。

Nisin的分子式为 C143H228N42O37S7，含有34个氨基酸残基，分子量为3510Da。NisinA和NisinZ是Nisin在天然状态下主要的两种形式，其主要区别在于氨基酸顺序中第27位氨基酸不同。另外，在其基因结构上的第148位脱氧核苷酸不同是造成差别的根本原因。一般而言，在同样浓度下，NisinZ的溶解度和抑菌能力强于NisinA。Nisin的溶解性、稳定性都与溶液的pH值密切相关，Nisin的溶解度随pH值的降低而升高，pH值2.5时溶解度为12%，pH值为5.0时则下降到4%，在中性及碱性条件下几乎不溶解。［5］一些酶类物质和肽类会降低Nisin的活性，Nisin在α－胰蛋白酶、胰酶制剂和枯草杆菌肽作用下会失去活性，但羧肽酶A、羧肽酶E、肠肽酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶不会对Nisin产生作用。Nisin对α－凝乳蛋白酶、胰酶、消化酶、唾液酶等敏感，但对粗制凝乳酶、脂酶、淀粉酶不敏感。［6］Nisin在食品防腐中的重要价值在于它对耐热芽孢杆菌的抑菌活性。Nisin可有效抑制肉毒杆菌的发芽。一些产孢子的革兰氏阳性芽孢杆菌对Nisin很敏感，而且它的孢子比营养体更敏感，这一特性，显示了Nisin在灭菌食品特别是低温灭菌食品中的重要商业价值。［7］

生菜，又称叶用莴苣、莴菜、千金菜、千层剥，原产地中海沿岸。生菜为菊科莴苣属一、二年生蔬菜(草本)植物，世界各国普遍栽培，我国栽培多分布在华南地区，台湾种植尤为普遍。生菜的叶片和叶球均可食用，质脆嫩味甜，含有多种营养物质，富含各种维生素和矿物质，含氮物质丰富，具有催眠镇痛、降低胆固醇、治疗神经衰弱等功效，是一种低热量、富含营养的蔬菜。［11］除传统的炒食外，新鲜生菜采摘后，经筛选、洗涤、切割、包装等步骤加工后可直接食用或供应西式快餐店及其他各类西餐饮食的需求。随着人们消费水平的提高和生活节奏的加快，切割生菜的需求量也越来越大，但切割生菜加工后容易发生褐变使品质迅速下降或完全失去商品价值。生菜广泛用于鲜食，是各类中西快餐中最主要的配菜之一，鲜食生菜的品质要求比传统的炒食方式更严格［12］。本试验通过一种无毒、无害的天然保鲜剂来延长生菜的贮藏时间，提高生菜的食用品质［13－15］，从而满足人们不断增长的对绿色产品的需要。

蔬菜采收后，基本上不再吸收水分和合成营养物质，相反，需通过呼吸作用，消耗营养物质，提供多种合成中间产物和能量来维持生命。储藏保鲜技术就是采取有效措施，抑制微生物活动，降低呼吸作用，延缓蔬菜的生理衰老，减少营养物质的消耗，最大程度保持蔬菜的新鲜状态。Nisin已经被证明具有一定的抑制微生物生长的作用。曾友明等［8］认为Nisin和溶菌酶通过合理的复配获得的复合保鲜剂，可以大大延长低温肉制品的保值期。姜元荣［9］研究了纳他霉素与Nisin复合剂在酱菜防霉中的应用，结果表明，纳他霉素与Nisin复合使用，可以有效地降低抑菌浓度［10］。Nisin被广泛应用在乳制品、肉制品、罐头制品、果酱、饮料、啤酒、酱菜等多种食品中，而用在绿叶蔬菜方面的研究还微乎其微。因此，本试验对Nisin用于绿叶蔬菜类(生菜)的保鲜效果进行初步研究，为绿叶蔬菜类的长期贮藏提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验原料：

生菜(实验当天清晨采摘)

1.1.2 主要药剂

Nisin(乳酸链球菌素)：安泰生物工程股份有限公司提供

Ba(OH)2、无水乙醇、草酸、石英沙、碳酸钙粉等

1.1.3 仪器设备

色差计(SC－80全自动色差计)：北京康光仪器有限公司

离心机(金怡：80－1TABLE TOPLOW SPEED CENTRIFUGE)：江苏省金坛市医疗仪器厂

电子天平(sartorius)：北京赛多利斯仪器系统有限公司

UNICO－7200分光光度计：尤尼科仪器有限公司

干燥器、研钵、酸式滴定管、滤纸、棕色容量瓶、微量滴定管、滤架等

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组

生菜去除腐烂、损伤及萎蔫的叶片，挑选大小、嫩度、脆度基本一致的叶片作为实验对象进行分组，用喷雾器将配制好的保鲜剂(保鲜剂浓度见表1)均匀喷洒于叶片表面，放置晾干，准备试验测定。

表1 Nisin保鲜剂的浓度

1.2.2 保鲜处理

保鲜处理流程：

操作要点：清洗生菜时不能损伤叶面组织;要挑选组织完好、没有破损、生长期一致的叶片;在分组时，每组叶片的大小要适当，便于后期观察分析;喷液时，要使液体喷洒均匀。

1.2.3 项目及方法

1.2.3.1 感观评定：感观评定采用评分法［16］

分别对生菜的颜色、褐变程度、萎蔫程度进行评价：

9分：新鲜脆嫩、无褐变腐烂，品质完好

7分：较脆嫩，无褐变腐烂，品质较好

5分：轻微萎蔫，颜色稍深，尚可食用

3分：萎蔫，颜色变深，局部腐烂、褐变，不可食

1分：严重萎蔫，腐烂，褐变严重，不可食

1.2.3.2 失水率：失水率的测定采用称重法

计算公式：失水率(%)=(入贮时重量－测定当天重量)×100%/入贮时重量

1.2.3.3 呼吸强度：静置法［3］

吸取20mL氢氧化钡溶液置于真空干燥器底部，将生菜放在干燥器搁板上，用0.1mol/L的氢氧化钡溶液20mL吸收生菜呼吸放出的CO2，以不放生菜的真空干燥器作为空白对照。30min后用1/44mol/L的草酸溶液滴定剩余的碱液，用二者消耗草酸溶液之差计算出呼吸过程中释放的CO2的量。每毫升1/44mol/L的草酸相当于1mg CO2。

计算公式：呼吸强度［mg/(g·h)］=(AB)/(W×t)

式中：A——空白滴定用去的草酸量(mL)

B——生菜滴定用去的草酸量(mL)

W——生菜鲜重(g)

t——测定时间(h)

1.2.3.4 叶绿素含量测定：采用分光光度比色法

计算公式：Chla=13.95A665－6.88A649

Chlb=24.96A649－7.32A665

叶绿素总量=Chla+Chlb

式中：A的质量分数(mg/g)=n·C·N·W－1

A——绿体色素

n——提取液体的体积(mL)

C——色素的质量浓度(mg/L)

N——稀释倍数

W——样品的鲜重(g)

注：①该操作要在弱光下操作，避免叶绿素的

分解

②提取液应该澄清，不能浑浊

1.2.3.5 生菜叶片颜色的测定：利用色差计法

将生菜叶片正面向上放入色差计中，选取L *a*b*表色系统，并读取a*值，在L*a*b*表色系统中，a*值的正负值表示红绿度，正值越大颜色越红，负值越大颜色越绿。

2 结果与分析

2.1 Nisin保鲜剂对生菜感官品质的影响

图1是用不同浓度的Nisin溶液处理贮藏72h后生菜感官品质的变化。由图可知，贮藏72h后，蒸馏水处理的明显不可以食用，用Nisin溶液处理的依然可以食用。用蒸馏水处理的对照组腐败变化速率明显高于用Nisin溶液的处理组，而在不同Nisin溶液的处理中20mg/g处理组的腐败速率又明显快于其他4组，随着Nisin溶液浓度的增加，贮藏期间生菜的感官品质没有明显的变化。在保鲜剂处理后的24h内，能保持较好的外观品质，对照组在8h后感官品质就开始明显下降。总的来看，利用Nisin溶液处理后，对生菜的感官品质和食用性有很大的提高。

图1 Nisin浓度对生菜感观品质的影响

2.2 Nisin保鲜剂对生菜失水率的影响

图2是用不同浓度的Nisin溶液处理贮藏72h后生菜失水率的变化。在贮藏过程中，对照组(蒸馏水处理)的失水率明显高于用Nisin溶液处理组，而随着Nisin溶液浓度的增加失水率逐渐降低，但是这种浓度的变化对失水率的影响并不明显。从而，利用Nisin溶液处理能够有效地控制在贮藏期间生菜水分的散失，提高商品价值。

图2 Nisin浓度对生菜失水率的影响

2.3 Nisin保鲜剂对生菜呼吸强度的影响

图3是用不同浓度的Nisin溶液处理贮藏72h后生菜呼吸强度的变化。实验各组生菜的呼吸强度都呈现规律性变化，即白天呼吸强度高，夜晚呼吸强度低，这也与植物生理变化活动相一致，Nisin溶液处理后的生菜的呼吸强度明显降低，且变化趋势比较缓慢，从而有利于减少呼吸作用对生菜体内积累的营养物质的消耗［21－22］。随着Nisin溶液浓度的提高呼吸强度的变化并不显著，从图中可以看出基本是成直线的变化趋势。

图3 Nisin浓度对生菜呼吸强度的影响

2.4 Nisin保鲜剂对生菜叶绿素含量的影响

图4是用不同浓度的Nisin溶液处理贮藏72h后生菜叶绿素含量的变化。对照组和较低浓度(20mg/g)的Nisin溶液的处理组，叶绿素含量的变化幅度明显大于中高浓度(40、60、80、100mg/g)的Nisin溶液的处理组，且对照组在24h后，其叶绿素含量明显降低。贮藏期间无论对照组还是不同浓度Nisin处理的生菜叶绿素含量都有不同程度的下降，对照组的叶绿素含量在处理24h后明显降低，而经过Nisin处理的生菜叶绿素含量下降幅度比较小，变化趋势较缓慢，且随着浓度的增加，没有明显的变化。

图4 Nisin浓度对生菜叶绿素含量的影响

2.5 Nisin保鲜剂对生菜色差的影响

图5 Nisin浓度对生菜色差的影响

图5是用不同浓度的Nisin溶液处理贮藏72h后生菜色差的变化。前12h 6个组的色差变化趋势基本一致，但是12h后对照组和20mg/gNisin溶液处理组的色差变化较大，中高浓度Nisin溶液处理组的变化趋势较平缓。在不同浓度的处理中，生菜对中高浓度Nisin溶液的敏感性变化差不多，其变化不是很明显。当浓度≥40mg/g后，变化差别不显著。

3 结论与讨论

生菜等植物采收后，在运输、贮藏和销售过程中仍然是有生命的有机体，与采前一样进行着旺盛的新陈代谢活动，这表现为呼吸作用的进行和物质的消耗［17］。生菜采收后不再从土壤中吸收水分和养分，光合作用基本上不再进行，其生命活动是以呼吸作用为主导的新陈代谢［18］。生菜在不同采收期对呼吸速率及贮藏失重也有一定的影响。新鲜果蔬在贮藏和运输过程中衰老变质的原因主要有采后生理衰老和失水2个方面［19］，本试验通过对生菜用Nisin处理后对其感官品质、失水率、呼吸强度、叶绿素含量、色度等的综合测量，分析出Nisin对生菜采后的一系列品质的提升有良好的效果。对生菜的储藏主要是抑制它的呼吸作用和水分的散失［20］。由于呼吸作用等引发的生理衰老、失水现象，贮藏期间微生物的侵染会使生菜的叶片发生腐烂，导致感官品质严重下降［23］，不利于生菜的长时间贮藏。通过实验中的观察发现，发生腐烂的部位主要是在切口部或叶片表面细微的创口，在生菜采摘过程中一些微小的创伤不可避免，如果对这些微小创口的病菌繁殖滋生有很好的抑制，那么生菜的保鲜期便可以延长。而Nisin的抗菌效果可以降低生菜表面一些微小创口被微生物侵染的机会，延长生菜的货架期，使其贮藏品质得以提升。

不同的Nisin浓度的处理对生菜有不同的作用和效果，通过本试验发现，Nisin作为一种无毒、高效、安全的天然生物性食品防腐剂和抗菌剂，当其浓度达到40mg/g时，随着浓度的进一步增加，其保鲜效果增加不明显。因此可以确定Nisin用于生菜保鲜适宜浓度为40mg/g。

［1］刘毅，宁正祥.天然食品防腐剂一抗茵肽［J］.食品科学，1999(11)：31－34.

［2］刘清斌，吴士业，钟世荣.食品中Nisin抗菌效果影响因素的研究［J］.食品工业科技，2000，21(3)：24－26.

［3］李增利.Nisin抗菌作用机制及抑菌效力［J］.食品科技，2004(10)：59－62.

［4］Gireesb T，et a1.Biosyntbesis of tbe Lantibiotic Nisin：Genomic Organization and Membrane Localization of theNisB Protein［J］.Appl Environ Microbiol，1998，58：1670.

［5］江芸，周光宏，高峰，等.国产Nisin部分特性的研究［J］.食品科学，2001，22(4)：18－21.

［6］Virginia S O，Aida A P，Maria E N.Cbaracterization of abacteriocin－like substance produced by a vaginal lacto－bacillus salivarius strain［J］.Appl Environ Microbiol，1999(65)：5631－5635.

［7］范悠然.乳酸链球菌素与食品品质［C］//中国食品添加剂协会第三届会员代表大会暨第九届中国国际食品添加剂和配料展览会论文集，2005：181－187.

［8］曾友明，马小明，丁泉水，林煜.天然保鲜剂延长低温肉制品货架期的研究［J］.肉类工业，2002(11)：21－24.

［9］姜元荣，钱海峰，孟德奇.纳他霉素与乳酸链球菌素复合防腐剂在酱油防霉中的应用［J］.无锡轻工大学学报：食品与生物技术，2002(21)，2：170－172.

［10］李书华，蒲彪.Nisin及其在果蔬制品中的应用［J］.食品研究与开发，2005，26(4)：22－24.

［11］刘宜生，等.蔬菜生产技术大全［M］.北京：中国农业出版社，2000：256.

［12］王伯恭.中国百科大辞典(第8卷)［M］.北京：中国大百科全书出版社，1999.

［13］王宏，董大远.清洗剂对生菜贮藏保鲜效果的影响［J］.食品研究与开发，2006，27(8)：153－155.

［14］辛松林，秦文，王艳，刘冬梅.乳酸链球菌素在生菜保鲜中的应用［J］.中国食品添加剂，2007(2)：174－176.

［15］王宏，韩永斌，陆兆新，郁志芳，顾振新.超市销售条件下贮藏温度对洁净生菜保鲜效果的影响［J］.食品研究与开发，2006，27(5)：138－140.

［16］King A D，Magnuson J.Microbial flora and storage quality of partially processed lettuce［J］.Food Sci.，1991，56(2)：459－461.

［17］余挺，席屿芳.温度对白菜采后乙烯释放和活性氧代谢的影响［J］.浙江农业学报，1997，9(6)：290－294.

［18］胡永光.温室生菜的光合特性及环境参数优化的试验研究［J］.江苏理工大学学报，1999，20(3)：1－3.

［19］顾振新，陆兆新，韩永斌，等.光线照射下芫荽和蕹菜常温贮藏效果比较［J］.食品科学，2003，24(11)：145－148.

［20］彭丽桃，蒋跃明，杨书珍.适度加工果蔬生理特性及质量控制措施［J］.农业工程学报，2002，18(3)：178－180.

［21］Breuer B，Radler F.Iducible Resistance Against Nisin in Lactobacilus Casei［J］.Arch Microbiol，1996(165)：114－118.

［22］Jastimi R E，Edwards K，Lafleur M.Characterization of permeability and morphological perturbations induced by Nisin on phosphatidylcholine membranes［J］.Biophysical Journal，1999，77(2)：842－845.

［23］Martinez J A.Artes F.Effect of packaging treatments and vacuum－cooling on quality of winter harvested iceberg lettuce［J］.Food Research Intemation，1999，(32)：621－627.

［24］薛彦斌.储藏姿势对果蔬品质的影响(综述)［J］.农产品保鲜与加工，1989(4)：5－6.