第十四章 溶菌酶

将纯化的几丁质酶和β-葡聚糖酶合用，其抗灰色 葡萄孢(Botrytis cinera)作用能够提高10倍
5、噬菌体产生的溶菌酶
一种特异性的酶，由噬菌体感染、 诱导产生，但未被感染的宿主细胞 上不存在该酶。
四、溶菌酶的应用过程中体现的 优点
（1）溶菌酶是很稳定的蛋白质，有较强的抗热性。 蛋清溶菌酶是已知的最耐热的酶；
如清酒酒精含量 15~17%，大多数微生 物不能生长，但乳酸菌--火落菌，可以生长产 生不良风味。
水杨酸作为防腐 剂，但过多会损 害人的胃和肝脏。
加入15mg/kg 的溶菌酶，起到 防腐作用
（4）乳制品的保鲜与强化
Fresh milk含有13mg/ml Human milk含有40mg/ml
溶菌酶的研究最早是从尼科尔(Nicoile)1907年 发表枯草杆菌溶解因子的报告开始的。
两年后，Laschtschenko指出：鸡卵白强烈抑 菌作用是酶作用的结果。
1922年英国细菌学家A. Fleming发现人的唾液、 眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶，因其具有
溶菌作用，故命名为溶菌酶。Lysozyme （LZM）
（7）溶菌酶作为防腐剂安全性高。
溶菌酶是一种天然蛋白质，1992年 FAO/WTO 的食品添加剂协会已经认定溶 菌酶在食品中应用是安全的。
五、溶菌酶的应用
溶解微生物细胞壁，对人体细胞无影响。 广泛应用医药、食品的灭菌领域。 消除炎症，清除坏死组织等。 食品的防腐保鲜---非加热的方法。
（1）干酪保鲜
在干酪生产中添 加一定量的溶菌 酶，可以防止微 生物污染引起的 酪酸发酵，保证 干酪的质量。
（2）水产品保鲜
鱼虾等，易腐变质。
冷冻或盐腌的方法保鲜，但设备要 求高，或者盐腌风味改变。
把一定浓度的溶菌酶喷洒在水产品 上，起到防腐保鲜的作用。
（3）低浓度酿造酒的保鲜
酿造酒的酒精含量低， 微生物可以生长，引起 变质。
同时还研究了萝卜溶菌酶对白菜软腐病菌、柑 橘溃疡病菌、番茄青枯病菌、水稻细条病菌、 水稻白叶枯病菌及烟草青枯病菌6种植物病原 细菌的抑菌效果。
试验证明：萝卜溶菌酶对上述参试的菌种都有 不同程度的抑菌作用。
4、微生物产生的溶菌酶
根据其作用对象分为两类： 细菌细胞壁溶菌酶 真菌细胞壁溶菌酶
细菌细胞壁溶菌酶可分为三大类： N-乙酰氨基己糖苷酶：破坏细菌细胞壁肽
聚糖中β-(1，4)糖苷键 酰胺酶：催化裂解细菌细胞壁肽聚糖中N-
乙酰胞壁酸与肽“尾”之间的N-乙酰胞壁 酸-L-丙氨酸键 内肽：催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键
现在研究发现，细菌细胞壁溶菌酶的抗菌活性 不仅表现在其分解细菌细胞壁方面，当酶受到 不可逆抑制后，它仍然显示出抗菌效应；不同 来源的细菌细胞壁溶菌酶有不同的抗菌范围， 并对不同类型的肽聚糖有特异性。
溶菌酶的功能图示
LZM
肽链中Glu35和Asp52所构成的活性中心
专一地作用于细菌细胞壁肽多糖分子中NAM与 NAG之间的β-1,4键，从而催化细菌细胞壁中的 肽多糖水解，破坏细菌的细胞壁，使细菌溶解死 亡
溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与 DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失 活。
用含放线菌体的溶菌酶处理酵母液可生产出含 有5'-肌苷酸、5'-鸟苷酸及其他呈味物质。
（6）在食品包装工业中的应用
将溶菌酶固定化在食品包装材料上，生产有抗菌 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。如 果在产品真空包装前添加一定量溶菌酶(1%～ 3%)，然后巴氏杀菌(80～100℃，25～30min)， 可获得很好的保鲜效果。
四条多肽链组成。
相对分子量14000
等电点为10.8
最适温度为50℃，最适pH值为6～7。
化学性质非常稳定，在pH1.2 ～ 11.3范 围内剧烈变化时，结构仍稳定不变。遇热 也很稳定，在pH4～7、100℃处理1min 不失活，是一种稳定的碱性蛋白质，但在 碱性条件下对热稳定性较差。
分解G+细菌，但对G-细菌不起作用
真菌细胞壁溶菌酶： 几丁质酶 和β-葡聚糖酶
几丁质酶 几丁质酶主要用于真菌细胞壁的降解和重组，但
大多数产几丁质酶的真菌中，主要用于真菌细胞 壁的成型过程， 由于肽聚糖和甲壳质的糖骨架具有相似的结构， 一些几丁质酶也具有溶菌酶活性
β-葡聚糖酶
β-葡聚糖酶主要用于分解酵母细胞的细胞壁。如 β-(1，3)葡聚糖酶主要作用是它能水解β-(1，3) 糖苷键，还可以对几丁质降解真菌细胞壁起到显 著的协同作用
菜心溶菌酶在较宽的温度和pH植范围内均有活性， 最适温度为60℃，最适pH值为5.8。
高向阳（2019）研究了萝卜溶菌酶对白色葡萄 球菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆3种革兰氏阳 性菌和变形菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、 多杀巴斯德氏杆菌、雏白痢沙门氏菌、产气杆 菌6种革兰氏阴性菌及酿酒酵母、总状毛霉、 黑根霉、黑曲霉、青霉5种真菌的抑菌效果。
其它鸟类如鹌鹑、珍珠鸡、火鸡等的蛋 清中也分离纯化出溶菌酶；
与鸡蛋清溶菌酶活性非常相似，也由129 个氨基酸组成，虽排列顺序有所不同， 活性部位也不相同，但活性部位的氨基 酸排列则大体相同 。
2、人及哺乳动物溶菌酶
人溶菌酶存在于眼泪、唾液、鼻粘液、乳汁等分泌液以及 淋巴腺、白血球、肝、肾、淋巴组织中，1ml眼泪中含7mg 溶菌酶，1ml乳汁中含0.1～0.5mg。
抗菌机理
细菌的细胞壁由胞壁质组成，胞壁 质是由N-乙酰氨基葡萄糖(NacetylglucosamineNAG)及N-乙酰胞 壁酸(N-acetylmuramic acidNAM)交 替组成的多聚物，胞壁酸残基上可 以连接多肽，称为肽聚糖 (Peptidoycan)。
肽聚糖是由NAM、NAG和肽“尾”(一般 是4个氨基酸)组成，NAM与NAG通过β-l， 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。
3、植物溶菌酶
目前已从木瓜、无花果、芜菁、大麦等植物中分离 出溶菌酶，其分子量较大，约为24 000~29 000。
植物溶菌酶对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋清 溶菌酶的1/3，但对胶体状甲壳质的分解活性则是 鸡蛋清溶菌酶的10倍。
周泽文（1994）从菜心分离溶菌酶表明，酶比活力 达3 414. 6U/mg，纯化倍数为197.4。
（7）在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。
注意
酶的专一性：对于 酵母、霉菌、G-引 起的腐败变质效果 不理想。
酶的稳定性与有效 期。
国内溶菌酶防腐剂产品较少，而日本Q.P.公司于 2000年就将其注册产品LYSOPOWDER P-2推向了 市场。
溶菌酶 制剂
白色晶体。 碱性蛋白质，等电点 PH10.5~11.0 。 溶菌酶产品活力≥ 2.0 万 u/mg 。 溶于稀盐水，在丙酮和乙醇作用下生成沉淀。 酸性溶液比较稳定，加热至 55 ℃ 也不会受到
人溶菌酶由130个氨基酸残基组成，有4个S-S键，分子量为 14 600，其溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高2倍。
对于哺乳动物溶菌酶，目前已从牛、猪、猫、兔、猴、马、 羊等动物的乳汁中分离出溶菌酶，其化学性质与人溶菌酶 相似，但结构尚不清楚，其溶菌活性也远低于人溶菌酶约 3 000倍。
曾林（2019）采用琼脂平板法测定家兔初乳溶菌酶含量。 结果表明：初乳溶菌酶含量为（7.96±2.01）μg/ml，常乳 溶菌酶含量(5.01±1.32)μg/ml。人及哺乳动物溶菌酶的作 用机制与鸡蛋清溶菌酶相同。
来源不同的溶菌酶，活性不同。其中，以 人溶菌酶的活性最高，分别是蛋清溶菌酶的3 倍，牛乳溶菌酶的3000倍（K.J.Losnedahl，2019） 。
二、性质及作用机理
性质：
溶菌酶纯品为白色或微黄、黄色的结晶 体或无定型粉末；无异味，微甜；易溶 于水；遇碱易被破坏；在酸性pH下稳定， 此时100℃的加热对溶菌酶仅有很小的活 性损；，不溶于乙醚。
医学上应用
一种具有杀菌作用的天然抗感染物质。 有抗菌、抗病毒、止血、消肿止痛及加
快组织恢复功能等作用。 临床用于慢性鼻炎、急慢性咽喉炎、口
腔溃疡、水痘、带状疱疹和扁平疣等。 也可与抗菌药物合用治疗各种细菌和病
毒感染。 口服和肌注均有效。
口服，3～5片/次(肠溶片含10mg)，3次/ 日。口含，1片/次(口含片含20mg)，4～ 6次/日。
第十四章 溶菌酶
问题的提出
食品的防腐保鲜始终是食品领域一个亟待 解决的重要问题
微生物是导致食品腐烂变质的罪魁祸首 最有效的解决办法——添加食品防腐剂 目前使用最多的——化学防腐剂 天然食品防腐剂——溶菌酶的研发名为：N-乙酰胞壁质 聚糖水解酶 简称胞壁质酶
一、溶菌酶的来源于分布
广泛存在于人体多种组织中，鸟类和 家禽的蛋清；
哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳 汁等体液；
微生物； 以蛋清含量最为丰富。
溶菌酶的含量比较
蛋清， 植物， 微生物 发酵
鸡蛋清 人乳 人眼泪 牛乳 无花果
3mg/ml 0.1-0.5mg/ml
7mg/ml 0.13mg/ml 1.0-1.1mg/g
影响，其水溶液在 62.5 ℃ ， 30 分钟会完全 失活，而 15% 乙醇溶液在 62.5 ℃， 60 分钟， 20.5% 乙醇溶液在 62.5 ℃， 20分钟也不失活。
外用：以1%～2%溶液滴注、涂擦或直 接喷粉。
肌注，50mg～100mg/次，1～2次/日。