乳酸链球菌素(Nisin)是乳酸乳球菌的次级代谢产物,是一种由34 个氨基酸残基组成的阳离子多肽,具有良好的抑菌活性,能有效抑制大多数革兰氏阳性细菌以及产芽孢的枯草芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌的生长,是世界卫生组织公认安全的天然生物食品防腐剂,因此,Nisin可以作为一种理想的抑菌剂应用于食品中。
浙江工商大学食品与生物工程学院的付 咪、俞佳丽、孟岳成*等人以大豆卵磷脂为壁材,采用薄膜-超声法将Nisin包裹在脂质体中,制备Nisin脂质体,研究其结构特性,并考察不同pH值条件下Nisin脂质体包埋率、缓释率及其贮藏稳定性;分析经高温灭菌后pH值对Nisin脂质体抑菌性的影响;通过抑菌圈直径、动力学杀菌曲线测定,探究不同pH值下Nisin脂质体对金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的持续性杀菌效果。
1、Nisin脂质体的傅里叶变换红外光谱分析结果
Nisin在3 401 cm-1处观察到O—H和N—H的轴向拉伸,在2 964 cm-1处观察到C—H键的伸缩振动。卵磷脂在1 738 cm-1处为COO-中C=O的伸展振动。Nisin脂质体在3 406 cm-1处有较强吸收峰,与Nisin的N—H拉伸以及卵磷脂的伸缩振动有关,说明Nisin脂质体的形成使得卵磷脂与Nisin间形成了氢键,从而使吸收峰左移。而Nisin脂质体在2 926 cm-1处存在吸收峰则说明Nisin中C—H伸缩振动因为结合而向低波数方向移动。
2、pH值对Nisin脂质体稳定性的影响
pH值对Nisin脂质体平均粒径的影响
相同贮藏条件下,pH 2.0的样品粒径最大,在贮藏末期其粒径明显增大,达到521.60 nm,与其他pH值条件下所得样品具有显着性差异(P<0.05),说明在静置贮藏过程中,pH 2.0的Nisin脂质体体系逐渐趋向于不稳定状态,使其粒径增大。pH 3.0的样品在贮藏末期粒径达到155.97 nm,与pH>3.0组的样品具有显着性差异(P<0.05)。
pH值对Nisin脂质体多分散指数的影响
贮藏过程中,p H<4.0的样品其多分散指数较高,在贮藏的第3天,pH 3.0的样品与其他样品产生显着性差异(P<0.05)。而pH≥6的样品在贮藏期间分散性在一定范围内维持较好的水平。
pH值对Nisin脂质体ζ-电位的影响
在同一pH值条件下,随着贮藏时间的变化,Nisin脂质体的ζ-电位绝对值呈逐渐减小的趋势。随着pH值的降低,Nisin脂质体的ζ-电位绝对值逐渐减小,说明pH值越低,Nisin脂质体越不稳定,越容易发生絮凝和沉淀。在贮藏过程中,pH 7.0的样品ζ-电位始终维持在-50 mV左右,表明Nisin脂质体在高pH值下的贮存稳定性较高。
3、pH值对Nisin脂质体包埋率的影响
pH值对Nisin脂质体的包埋率具有一定影响,包埋率总体上随pH值升高而增加。当pH值为2.0时,Nisin脂质体的包埋率仅为32.69%;当pH值达到6.0和7.0时,Nisin脂质体的包埋率显着增大(P<0.05),分别达到82.99%和82.26%,且两者的包埋率无显着性差异。这与Nisin脂质体在不同pH值条件下的稳定性有关。
4、pH值对Nisin脂质体缓释率的影响
不同pH值条件制得的Nisin脂质体的缓释效果总体趋势相近,但是缓释能力不同。贮藏时间相同时,pH 6.0和pH 7.0样品有较好的缓释能力,在贮藏末期两者的缓释率分别达到96.49%和93.49%;pH 2.0样品的缓释能力最弱,在贮藏末期缓释率仅达到66.07%,与pH 6.0和pH 7.0样品具有显着性差异(P<0.05)。
5、Nisin脂质体的抑菌特性及影响因素分析
Nisin脂质体的MIC和MBC分析
当Nisin溶液经过高温灭菌处理后,其活性受到明显影响,失去原有的抑菌特性,但Nisin脂质体仍保有良好的抑菌能力,说明Nisin脂质体的结构可以保护Nisin单体不受高温环境的影响,维持其抑菌活性,因此Nisin脂质体具有较好的耐高温性质。
Nisin脂质体持续性杀菌效果分析
Nisin溶液虽然在初期显示出良好的抑菌性,但是随着时间的延长,其抑菌效果减弱,而不同pH值条件下的Nisin脂质体具有良好的缓释效果,随着时间的延长显示出一定的持续性抑菌性能,低pH值会促进其抑菌作用的发挥。
结 论
在pH 6.0和pH 7.0条件下制备的Nisin脂质体有较好的缓释性和贮藏稳定性,在此pH值范围内的Nisin脂质体在高温灭菌后仍然有较好的和持续性的杀菌效果,因此可以选择pH 6.0~7.0条件下制备Nisin脂质体进行生产化。在实际应用中,可根据食品基质的不同pH值和其食品特性来选择不同的pH值条件制备Nisin脂质体。