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如今,食品安全越來越受到消費(fèi)者的關(guān)注，所以它也是民生問題；由此，國家這幾年的治理力度也在逐漸加大！在這種形勢下，一些新興品類開始受到研究和應(yīng)用者的關(guān)注！諸如生物天然藥物白介素、防御素、抗菌肽和溶菌酶等，植物天然藥物大蒜素、大蒜精油、牛至油、牛至精油等，基因工程類的天然藥物抗體、轉(zhuǎn)移因子和膽酸等。在這些類別里面，目前從研究到應(yīng)用比較成熟的，或者說因為被使用者認(rèn)可，市場前景發(fā)展好的，溶菌酶可以說是排在市場前幾位的。
那么，溶菌酶是什么樣的一種功效成分呢？
溶菌酶(Lysozyme)是一種糖苷水解酶，由18種129個氨基酸殘基組成，具有4個S-S鍵，分子量為14307，專門作用于微生物細(xì)胞壁的水解酶，又稱細(xì)胞壁溶解酶。溶菌酶作用底物的特異性很強(qiáng)，不同來源的溶菌酶作用的底物不同。 溶菌酶普遍存在于人和動物的多種組織、分泌液及某些植物、微生物中，可以溶解革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁，對其有較強(qiáng)的殺滅作用，用于食品保鮮（特別是奶酪、清酒生產(chǎn)）、醫(yī)藥（藥片、膠囊、眼藥水、潤喉液）、及科學(xué)研究中有著廣泛的前景。
一、成分特點(diǎn)
1、溶菌酶為淡黃色或白色固體粉末，醫(yī)藥級2萬u/mg。具有抗菌性強(qiáng)、安全無毒、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等獨(dú)特優(yōu)勢。
2、溶菌酶是一種蛋白質(zhì)，對pH值變化較穩(wěn)定，酸性條件下對熱穩(wěn)定。通過采用生物工程技術(shù),調(diào)節(jié)蛋白pH值及用離子交換樹脂吸附分離而制得精酶，酶活力大于1.8萬u/g，達(dá)到醫(yī)藥級的標(biāo)準(zhǔn)。
3、溶菌酶可溶解細(xì)菌細(xì)胞，特別是對G+菌（革蘭氏陽性菌）有較強(qiáng)作用，具有抗菌素的各種性質(zhì)，這是因為它對細(xì)胞膜壁的糖蛋白質(zhì)（類粘蛋白）的多糖類，具有分解作用，可分解幾丁質(zhì)和乙二醇幾丁質(zhì)，得到碳酸鹽、鹽酸鹽和硝酸鹽結(jié)晶等。
二、成分來源
按其來源不同可分為：蛋清溶菌酶、動物溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶和噬菌體溶菌酶。按其作用的微生物不同分為兩大類，即細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶和真菌細(xì)胞壁溶菌酶。細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶有兩種，一種是作用于β-1，4糖苷鍵的細(xì)胞壁溶菌酶，另一種是作用于肽“尾”和酰胺部分的細(xì)胞壁溶菌酶。真菌細(xì)胞壁溶菌酶包括酵母菌細(xì)胞壁溶解和霉菌細(xì)胞壁溶菌酶。
1、雞蛋清溶菌酶
雞蛋清溶菌酶占蛋清總蛋白的3.4%~3.5%，是動植物中溶菌酶的典型代表，也是目前了解最清楚的溶菌酶之一?？煞纸馊鼙谛∏蚓?、黃色八迭球菌和巨大芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌，但對革蘭氏陰性菌無效。
當(dāng)有二乙烯三胺存在時，某些G-細(xì)菌也可被該酶分解。雞蛋清中的溶菌酶分子量為14000，等電點(diǎn)為11.1，最適溫度為$2，最適pH值為6~7，其化學(xué)性非常穩(wěn)定，pH值在1.2~11.3范圍內(nèi)劇烈變化時，結(jié)構(gòu)仍然穩(wěn)定。
其在酸性環(huán)境下，是一種熱穩(wěn)定的堿性蛋白質(zhì)，但在堿性環(huán)境中對熱穩(wěn)定性較差；在pH值4~7范圍內(nèi)，$2處理1分鐘，仍保持原酶活性。其一級結(jié)構(gòu)由129個氨基酸組成，維持其結(jié)構(gòu)的主要使用力為二硫鍵、氫鍵和疏水鍵。
雞蛋清溶菌酶作為溶菌酶類的典型代表，是一種穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，其最適pH6.5，最適溫度為35℃，溶菌酶制劑的飼料最適添加量須按照不同動物及具體生產(chǎn)要求而定。
2、人和哺R動物的溶菌酶
在人和許多哺R動物的組織和分泌液中均發(fā)現(xiàn)有該酶存在。已知在人的眼淚、鼻黏液、唾液、R汁等分泌液中及肝、腎、淋巴組織含有此酶。人體溶菌酶與雞蛋清溶菌酶的高級結(jié)構(gòu)卻十分相似，人溶菌酶活性比雞蛋清溶菌酶活性高3倍。
目前，從牛馬等的R汁中已分離出了溶菌酶，其理化性質(zhì)與人溶菌酶基本相似，但結(jié)構(gòu)尚不清楚，其溶菌活性也遠(yuǎn)低于人溶菌酶約3000倍。
3、植物中的溶菌酶
目前已從木瓜、蕪菁、大麥、無花果和卷心菜等植物中分離出溶菌酶，其分子量較大，約為24000~29000。植物溶菌酶對溶壁小球菌活性不超過雞蛋清溶菌酶的1/3，但對膠體狀甲殼質(zhì)的分解活性則是雞蛋清溶菌酶的10倍。
4、微生物產(chǎn)生的溶菌酶
細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶有3類：
?。?）內(nèi)N-乙酰已糖胺酶：破壞細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中的，β-1，4糖苷鍵，與雞蛋清溶菌酶作用相似。
?。?）酰胺酶：切斷細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中N-乙酰胞壁酸肽“尾”之間的N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸鍵。
?。?）內(nèi)肽酶：能使肽“尾”及肽“橋”內(nèi)的肽鍵斷裂；現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞溶菌酶的抗菌活性不僅表現(xiàn)在其分解細(xì)菌細(xì)胞壁方面，當(dāng)酶受到不可逆抑制后，它仍然顯示出抗菌效應(yīng)；不同來源的細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶有不同的抗菌范圍，并對不同類型的肽聚糖有特異性。
真菌細(xì)胞壁溶菌酶有4種：
?。?）β-1，3、β-1，6葡聚糖酶和甘露聚糖酶：能分解酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁。
?。?）殼聚糖酶：與葡聚糖酶共同作用，可分解霉菌和酵母。
?。?)磷酸甘露糖酶：與葡甘露糖酶共同作用，可分解原生質(zhì)。
?。?）脫乙酰殼多糖酶，主要分解毛霉和根霉。
5、噬菌體產(chǎn)生的溶菌酶
該酶是一種特異性的酶，由噬菌體感染、誘導(dǎo)產(chǎn)生，但未被感染的宿主細(xì)胞內(nèi)不存在該酶。
6、基因工程溶菌酶
一些動物和微生物來源的溶菌酶已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的溶菌酶主要是蛋清溶菌酶。已有利用DNA重組技術(shù)將人等物種的溶菌酶基因克隆到原核或真核生物中進(jìn)行表達(dá)的報道。
三、作用機(jī)理
溶菌酶能有效地水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖，其水解位點(diǎn)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位碳原子間的β-1.4糖苷鍵。肽聚糖是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成份，它是由NAM、NAG和肽“尾”(一般是4個氨基酸)組成，NAM與NAG通過β-1.4糖苷鍵相連，肽“尾”則是通過D-R酰羧基連在NAM的第3位碳原子上，肽尾之間通過肽“橋”(肽鍵或少數(shù)幾個氨基酸)連接，NAM、NAG、肽“尾”與肽“橋”共同組成了肽聚糖的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作為細(xì)胞壁的骨架，上述結(jié)構(gòu)中的任何化學(xué)鍵斷裂，皆能導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁的損傷。
對于革蘭氏陽性菌（G+），如藤黃微球菌、枯草桿菌或溶壁微球菌等，與革蘭氏陰性菌(G-)，如大腸桿菌、變形桿菌、痢疾桿菌、肺炎桿菌等，其細(xì)胞壁中肽聚糖含量不同，G+細(xì)菌細(xì)胞壁幾乎全部由肽聚糖組成，而G-細(xì)菌只有內(nèi)壁層為肽聚糖，因此，溶菌酶對于破壞G+細(xì)菌的細(xì)胞壁較G-細(xì)菌強(qiáng)。
四、臨床應(yīng)用
溶菌酶具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤的功效，目前日本已生產(chǎn)出醫(yī)用溶菌酶，適應(yīng)癥為出血、血尿、血痰和鼻炎等。
溶菌酶具有破壞細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的功能，以此酶處理G+細(xì)菌得到原生質(zhì)體，因此，溶菌酶是基因工程、細(xì)胞工程中細(xì)胞融合操作必不可少的工具酶。
溶菌酶是一種無毒、無副作用的蛋白質(zhì)，又具有一定的溶菌作用，因此可用作食品防腐劑。如添入R粉中，使牛R人R化，以抑制腸道中腐敗微生物的生存，同時直接或間接地促進(jìn)腸道中雙歧桿菌的增殖。
目前，實際應(yīng)用的、業(yè)已商品化的其實是：雞蛋清溶菌酶。我國是采用蛋廠雞蛋殼中殘留的蛋清為原料生產(chǎn)的，為白色、無臭結(jié)晶粉末，味甜。
近年來，人們正研究用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)溶菌酶，同時還采用酶修飾法先后合成了溶菌酶-環(huán)糊精 和溶菌酶-半R甘露聚糖，經(jīng)過修飾后的溶菌酶不僅抗菌活性穩(wěn)定，而且具有良好的R化性能，應(yīng)用于發(fā)酵飲料中防腐效果較好。
此外，由于溶菌酶抗菌譜較窄，只對G+細(xì)菌起作用，為了加強(qiáng)其溶菌作用，人們常與甘氨酸、植酸、聚合磷酸鹽等物質(zhì)配合使用，以增強(qiáng)對G-細(xì)菌的溶菌作用，在食品防腐中效果顯著。
編輯：姚紅
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