溶菌酶的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)展綜述.doc

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1、溶菌酶的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)展摘要：溶菌酶是一種具有天然活性，安全無毒的生物酶，可專一作用于微生物的細(xì)胞壁，從而廣泛應(yīng)用于食品防腐，醫(yī)療制品，機(jī)體免疫等方面。本文介紹了溶菌酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。對(duì)其近年來其在食品工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：溶菌酶；分離純化；研究現(xiàn)狀；應(yīng)用前言：溶菌酶又稱脆壁質(zhì)酶或N一乙酰壁質(zhì)聚糖水解酶，是英國(guó)細(xì)菌學(xué)家弗萊明于1922年在鼻粘液中發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)力殺菌物質(zhì)，此后人們?cè)谌撕蛣?dòng)物的多種組織、分泌液及某些植物、微生物中也發(fā)現(xiàn)了溶菌酶的存在，自然界中,鳥類和家禽的蛋清溶菌酶含量最多,雞蛋清約含0.3%。由于溶菌酶本身是一種天然蛋白質(zhì)，抗

2、菌、抗病毒、抗腫瘤、無毒性的優(yōu)點(diǎn)，使得溶菌酶在乳制品、飲料、水產(chǎn)品、肉類制品和醫(yī)藥上都有廣泛的應(yīng)用。1溶菌酶作用機(jī)理：溶菌酶能有效地水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖，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(gè)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-乳酰羧基連在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(gè)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

3、，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。2溶菌酶的分類：溶菌酶的底物特異性很強(qiáng)，不同來源溶菌酶作用的底物不同。按溶菌酶的來源可分為動(dòng)物溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶和細(xì)菌噬菌體溶菌酶。按作用細(xì)胞壁不同分為細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶和真菌細(xì)胞壁溶菌酶。細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶又細(xì)分為兩種，一種是作用于β-1,4糖苷鍵的細(xì)胞壁溶解酶，另一種是作用于肽鏈“尾”端和酰胺部分的細(xì)胞壁溶解酶。3溶菌酶的結(jié)構(gòu)溶菌酶由129個(gè)氨基酸組成的單肽鏈蛋白質(zhì)，含有4對(duì)二硫鍵。溶菌酶分子近橢圓形。它的構(gòu)象比較復(fù)雜，α螺旋僅占25%，在分子的一些區(qū)域有伸展著的β片層構(gòu)象。不同來源的溶菌酶組成一級(jí)結(jié)構(gòu)

4、的氨基酸數(shù)量是相同的，但多肽鏈上某些個(gè)別氨基酸有差異，因此來源于不同種屬(如噬菌體、番木瓜、鳥類、雞、鼠、狗、人類)的溶菌酶或同一種屬不同臟器(如兔的肝、脾、鼠的脾、腎)的溶菌酶分子量各不相同。一級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈經(jīng)盤繞，折疊形成含有α—螺旋和β—片層狀的二級(jí)結(jié)構(gòu)。此酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)上在經(jīng)盤繞成緊密折疊的橢球結(jié)構(gòu)；在此結(jié)構(gòu)中含有三段α—螺旋，另有一部分自身回折成一段反平行的β—片層狀，其余肽鏈為無規(guī)線圈，在此酶橢球形結(jié)構(gòu)中，由于在二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈生成后，在無規(guī)線圈處自身折疊時(shí)，幾乎所有的氨基酸側(cè)鏈上的極性親水基團(tuán)都朝向外，處于球形分子的表面，而幾乎所有的疏水基團(tuán)

5、則避開水而聚集在分子的內(nèi)部。4溶菌酶的生產(chǎn)目前實(shí)際應(yīng)用的、已商品化的是雞蛋清溶菌酶。我國(guó)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(shí)還采用酶修飾法先后合成了溶菌酶-環(huán)糊精和溶菌酶一半乳甘露聚糖，經(jīng)過修飾后的溶菌酶不僅抗菌活性穩(wěn)定，而且具有良好的乳化性能，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(duì)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(duì)G-細(xì)菌的溶菌作用，在食品防腐中效果顯著。5在食品工業(yè)中的應(yīng)用由于溶菌酶本身是一種天然蛋白質(zhì)，無

6、毒副作用，因此被認(rèn)為是一種很安全的食品添加劑。由于其具有選擇性抑菌的特點(diǎn)，目前已被許多國(guó)家和組織批準(zhǔn)為食品防腐劑或保鮮劑使用。廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品、肉食品、蛋糕、清酒、料酒及飲料中的防腐;還可以添加入乳粉中，使牛乳人乳化，以抑制腸道中腐敗微生物的生存，同時(shí)直接或間接地促進(jìn)腸道中雙歧桿菌的增殖。5.1用于水產(chǎn)類制品的應(yīng)用溶菌酶本身是一種無毒、無害的蛋白質(zhì)，且具有一定的保健作用，可以選擇性地、有目的地殺滅微生物而不作用于食品中的其他物質(zhì)，保證食品原有營(yíng)養(yǎng)成分不受損失。對(duì)革蘭陽(yáng)性菌中的枯草桿菌、耐輻射微球菌有強(qiáng)力分解作用。對(duì)大腸埃希菌、普通變形菌和副溶血性弧菌等革蘭陰性菌也有一定程

7、度溶解作用。5.2在乳制品中的應(yīng)用溶菌酶是一種非特異性免疫因子，可對(duì)腸道中腐敗性微生物有特殊的殺滅作用，同時(shí)直接或間接地促進(jìn)腸道中雙歧桿菌的增殖，是嬰兒食品中的抗菌蛋白，是一種必需的添加因子。5.3在酒及飲料防腐中的應(yīng)用用溶菌酶代替水楊酸，用于日本清酒的防腐取得了很好的成效。清酒乙醇含量為15％～17％(體積分?jǐn)?shù))，大部分微生物不能生存，但有一種乳酸菌則能生長(zhǎng)，并引起產(chǎn)酸和產(chǎn)生臭味。以往通常加水楊酸作防腐劑，但因?yàn)樗畻钏嵊幸欢ǘ拘裕鋺?yīng)用受到了限制。5.4在保健功能性食品中的應(yīng)用?溶菌酶是一種無毒、無害的高鹽基蛋白質(zhì)，且具有一