溶菌酶的研究现状及应用进展综述.doc

溶菌酶的研究现状及应用进展摘要：溶菌酶是一种具有天然活性，安全无毒的生物酶，可专一作用于微生物的细胞壁，从而广泛应用于食品防腐，医疗制品，机体免疫等方面。本文介绍了溶菌酶的结构、性质。对其近年来其在食品工业上的应用进行了综述，并对其应用前景进行了展望。关键词：溶菌酶；分离纯化；研究现状；应用前言：溶菌酶又称脆壁质酶或N一乙酰壁质聚糖水解酶，是英国细菌学家弗莱明于1922年在鼻粘液中发现的强力杀菌物质，此后人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了溶菌酶的存在，自然界中,鸟类和家禽的蛋清溶菌酶含量最多,鸡蛋清约含0.3%。由于溶菌酶本身是一种天然蛋白质，抗菌、抗病毒、抗肿瘤、无毒性的优点，使得溶菌酶在乳制品、饮料、水产品、肉类制品和医药上都有广泛的应用。1溶菌酶作用机理：溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的1位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的-1.4糖苷键。肽聚糖是细菌细胞壁的主要成份，它是由NAM、NAG和肽“尾”(一般是4个氨基酸)组成，NAM与NAG通过-1.4糖苷键相连，肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在NAM的第3位碳原子上，肽尾之间通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接，NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构，作为细胞壁的骨架，上述结构中的任何化学键断裂，皆能导致细菌细胞壁的损伤。2溶菌酶的分类：溶菌酶的底物特异性很强，不同来源溶菌酶作用的底物不同。按溶菌酶的来源可分为动物溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶和细菌噬菌体溶菌酶。按作用细胞壁不同分为细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。细菌细胞壁溶菌酶又细分为两种，一种是作用于-1,4糖苷键的细胞壁溶解酶，另一种是作用于肽链“尾”端和酰胺部分的细胞壁溶解酶。3溶菌酶的结构溶菌酶由129个氨基酸组成的单肽链蛋白质，含有4对二硫键。溶菌酶分子近椭圆形。它的构象比较复杂，螺旋仅占25%，在分子的一些区域有伸展着的片层构象。不同来源的溶菌酶组成一级结构的氨基酸数量是相同的，但多肽链上某些个别氨基酸有差异，因此来源于不同种属(如噬菌体、番木瓜、鸟类、鸡、鼠、狗、人类)的溶菌酶或同一种属不同脏器(如兔的肝、脾、鼠的脾、肾)的溶菌酶分子量各不相同。一级结构多肽链经盘绕，折叠形成含有螺旋和片层状的二级结构。此酶的三级结构是在二级结构单元的基础上在经盘绕成紧密折叠的椭球结构；在此结构中含有三段螺旋，另有一部分自身回折成一段反平行的片层状，其余肽链为无规线圈，在此酶椭球形结构中，由于在二级结构的肽链生成后，在无规线圈处自身折叠时，几乎所有的氨基酸侧链上的极性亲水基团都朝向外，处于球形分子的表面，而几乎所有的疏水基团则避开水而聚集在分子的内部。4溶菌酶的生产目前实际应用的、已商品化的是鸡蛋清溶菌酶。我国是采用蛋厂鸡蛋壳中残留的蛋清为原料生产的，为白色、无臭结晶粉末，味甜。近年来，人们正研究用微生物发酵法生产溶菌酶，同时还采用酶修饰法先后合成了溶菌酶-环糊精和溶菌酶一半乳甘露聚糖，经过修饰后的溶菌酶不仅抗菌活性稳定，而且具有良好的乳化性能，应用于发酵饮料中防腐效果较好。此外，由于溶菌酶抗菌谱较窄，只对G+细菌起作用，为了加强其溶菌作用，人们常与甘氨酸、植酸、聚合磷酸盐等物质配合使用，以增强对G-细菌的溶菌作用，在食品防腐中效果显著。5在食品工业中的应用由于溶菌酶本身是一种天然蛋白质，无毒副作用，因此被认为是一种很安全的食品添加剂。由于其具有选择性抑菌的特点，目前已被许多国家和组织批准为食品防腐剂或保鲜剂使用。广泛应用于水产品、肉食品、蛋糕、清酒、料酒及饮料中的防腐;还可以添加入乳粉中，使牛乳人乳化，以抑制肠道中腐败微生物的生存，同时直接或间接地促进肠道中双歧杆菌的增殖。5.1用于水产类制品的应用溶菌酶本身是一种无毒、无害的蛋白质，且具有一定的保健作用，可以选择性地、有目的地杀灭微生物而不作用于食品中的其他物质，保证食品原有营养成分不受损失。对革兰阳性菌中的枯草杆菌、耐辐射微球菌有强力分解作用。对大肠埃希菌、普通变形菌和副溶血性弧菌等革兰阴性菌也有一定程度溶解作用。5.2在乳制品中的应用溶菌酶是一种非特异性免疫因子，可对肠道中腐败性微生物有特殊的杀灭作用，同时直接或间接地促进肠道中双歧杆菌的增殖，是婴儿食品中的抗菌蛋白，是一种必需的添加因子。5.3在酒及饮料防腐中的应用用溶菌酶代替水杨酸，用于日本清酒的防腐取得了很好的成效。清酒乙醇含量为1517(体积分数)，大部分微生物不能生存，但有一种乳酸菌则能生长，并引起产酸和产生臭味。以往通常加水杨酸作防腐剂，但因为水杨酸有一定毒性，其应用受到了限制。5.4在保健功能性食品中的应用溶菌酶是一种无毒、无害的高盐基蛋白质，且具有一定的保健作用，有抗感染和增强抗生素作用效力，促进血液凝固及止血作用，有组织再生作用。因此，可以在保健食品中添加一定量以提高保健效果。5.5溶菌酶在其他食品中的应用奶油蛋糕是容易腐败变质的食品之一，在糕点中加入溶菌酶，可防止微生物的繁殖，起到防腐作用。将溶菌酶应用于食物的保鲜中，其效果也极为明显。同时根据溶菌酶无毒无害且有保健作用!有抗感染和增强抗生素的效力。以及促进血液凝固及止血和组织再生作用。4.6在食品软包装中的应用将溶菌酶固定化在食品包装材料上，生产出有抗菌功效的食品包装材料，以达到抗菌保鲜功能。目前许多肉制品软包装都需要经过高温灭菌处理。经过处理的肉制品脆性变差甚至产生蒸煮味。溶菌酶杀菌防腐，由于不经过加热，属于冷杀菌，因而避免了高温杀菌对食品风味的破坏作用，尤其对热敏感的物质更具有重要意义。5溶菌酶的应用前景溶菌酶的研究与发展蕴藏着巨大的潜力，溶菌酶以其较强的溶菌性正引起各国科研人员的重视，作为一种天然蛋白质，能在胃肠内作为营养物质被消化