我国纳他霉素生产技术现状及行业发展前景分析的可行性研究

第一节 纳他霉素的概述

纳他霉素——近白色或奶油黄色结晶粉末。是一种无臭、无味，低剂量且安全性高的食品防腐剂。纳他霉素(Natamycin)，是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡。在焙烤食品用纳他霉素对面团进行表面处理，有明显的延长保质期作用（可行性研究）。
 

第二节 纳他霉素的用途

一、食品用途

纳他霉素是一种天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂，它不仅能够抑制真菌，还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素对人体无害，很难被人体消化道吸收，而且微生物很难对其产生抗性，同时因为其溶解度很低等特点，通常用于食品的表面防腐。生物防腐剂。

（一）乳酪

纳他霉素可防止乳酪在成熟时发霉，以限制霉菌毒素的形成。因它很难透入乳酪，只停留在乳酪表面，所以在控制乳酪表面霉菌生长很有优势，而且不影响乳酪的成熟过程。具体的应用方法有三种：1). 0.05%～0.28%纳他霉素喷于乳酪制品的表面2). 把盐渍后的乳酪在0.05%～0.28%浓度悬浮液中浸泡2～4分钟. 3 把 0.05%纳他霉素加到覆盖乳酪的涂层中。

（二）广式月饼

月饼营养丰富，饼皮饼馅以及咸蛋黄都常会发生霉变。纳他霉素对月饼有良好的防霉效果。 使用时一般采用喷洒法: 将纳他霉素产品配制成0.02% ～0.04%的悬浮液，月饼烘烤后冷却至常温时，将 Natamycin的悬浮液喷涂在月饼的表面四周及底部，即可完成外部防霉。生咸蛋黄入炉烤至七八成熟，取出冷却后浸泡于Natamycin悬浮液中约2 分钟，即可防止蛋黄馅的霉变。

（三）面包糕点

将100~500ppm纳他霉素溶液喷在烘焙食品如蛋糕、白面包、酥饼的表面，或将纳他霉素喷洒在未烘烤的生面团的表面，其防霉保鲜效果是非常理想，对产品的口感不产生任何影响。

（四）肉制品

采用浸泡或喷洒肉类食品的方法，使用4mg/cm2 纳他霉素时即可达到安全而又有效的防霉目的。以0.05%~ 0.2% (w/v)浓度的纳他霉素悬浮液浸泡肠衣，或用来浸泡或喷洒已经填好馅料的香肠表面，都可有效地防止香肠表面长霉。烤肉、烤鸭等烤制品、鱼干制品，亦可通过喷洒 0.05%~0.1% (w/v) 浓度纳他霉素悬浮液，延长产品的货架期。

（五）沙拉酱

沙拉酱是一种高脂肪食品，每年入夏以后品常有霉变发生。文献报道沙拉酱中加入10ppm纳他霉素，试验期间未发现变质现象，微生物数量无显著变化。沙拉酱与乳酪相似，脂肪含量较高，试验说明纳他霉素对高脂肪食品抑菌效果确切。

（六）酱油

在室温较高的夏季，在酱油中添加 15ppm的纳他霉素，可有效抑制酵母菌的生长与繁殖，防止白花的出现。将纳他霉素和乳酸链球菌素结合起来应用于酱油防霉，可以更有效的抑菌，并降低抑菌浓度。

（七）饮料

由于各种果汁中含糖量、有机酸的含量均较高，很适合酵母菌的生长繁殖，引起果汁的腐败变质。使用纳他霉素可以增加非酒精饮料的贮存稳定性。葡萄汁 应用20ppm的纳他霉素即可防止因酵母的污染而导致的果汁发酵，添加100 ppm可完全终止发酵活性。橙汁 由于在自然条件下受到真菌的污染，橙汁一般放置一周便会变坏，加入纳他霉素后，即使其剂量低至1.25ppm，存放在2℃～4℃下，保质期可长达8周。纳他霉素的抑菌效果与存放温度有一定的关系，10℃存放的浓缩橙汁，10ppm即可抑制其中的酵母生长；存放在室温下，则需 20ppm纳他霉素才有抑菌作用。 苹果汁 30ppm的纳他霉素，其防止苹果汁发酵的时间可长达6周之久，且果汁的原有风味绝无改变。番茄汁70 mg/kg浓度的 纳他霉素对番茄汁有很好的防霉保鲜效果。

（八）其他

在年糕和馒头中的使用，可防止霉变，有效地延长货架期。在食醋等调味品中，使用的纳他霉素，可防止霉菌和酵母菌引起的变质。在啤酒、葡萄酒中，2.5mg/kg的纳他霉素可使保质期大大延长。此外,在酸奶中添加5～10ppm的纳他霉素，可以使产品的货架期延长4周以上。

二、医药用途

纳他霉素被用于治疗真菌感染，包括假丝酵母、曲霉菌、镰刀霉等，也被用作眼药水或者口腔药剂中，在这些应用中，人体对纳他霉素的吸收较少。口服时，基本没有从胃肠道被吸收，因此使它不适用为系统传染的药物。纳他霉素在眼药水中也有应用，其5%的纳他霉素含量适用于治疗微生物引起的真菌性睑炎、结膜炎和角膜炎，包括腐皮镰刀菌角膜炎。

第三节 纳他霉素生产的技术现状

纳他霉素是由恰塔努加链霉菌、纳塔尔链霉菌和褐黄孢链霉菌等链霉菌发酵生成，在经过化学和物理的提取分离过程，定向获取纳他霉素而不改变其分子结构的产品。对于生产企业而言，该产品的品质和产量，主要取决于菌种选育、发酵工艺以及分离纯化技术。目前，国内生产企业在菌种选育和发酵工艺方面已日趋成熟，发酵产量平均达到8.0-10g/L，已达到国际同类先进水平。而相比之下，在分离纯化技术方面，各企业间存在较大差异，国内目前的平均产品回收率在65%-75%之间，较国际先进水平（80%-85%）仍有一定差距。目前，国内采用的工业分离技术主要有以下三种。

一、菌体破碎法

菌体破碎法是首先将发酵液中的菌丝体进行裂解处理，使其颗粒大小和密度均远远小于纳他霉素颗粒，然后利用重力梯度离心，将密度和颗粒大小相差很大的固-固分离，从而获得纳他霉素。其中，菌丝体处理的方法有热处理法、酶法、pH法等。

二、甲醇法

甲醇法是将含有纳他霉素的发酵液浓缩后加入一定量的甲醇（纳他霉素浓度≥29g/L），保持混合液的温度在-20-0℃之间，维持在此温度加入酸，调整混合液的pH值到1.0-4.5，放置0.5-30h，除去混合液中的固体，收集含纳他霉素的甲醇溶液，再调整甲醇溶液的pH值到6-9，分离结晶析出的纳他霉素。

三、异丙醇法

异丙醇法是在含有纳他霉素的发酵液中加入一定量的异丙醇，再加入碱，调整发酵液的pH值大于10，除去发酵液中的固体，收集异丙醇溶液，调整其pH到5.5-7.5，分离结晶析出的纳他霉素。

以上三种提取方法虽已用于工业化生产，但各有优缺点。甲醇法试剂较廉价，但纳他霉素在酸性环境下很容易失活，并且甲醇有毒性；异丙醇法过程与甲醇法相当，分离出的产物也很稳定，但试剂较贵；菌丝破碎法过程简单，只需要两个步骤即可，但设备要求高，前期投入较大。因此，如何在提高产品回收率和降低生产成本的同时减少环境污染已成为业内关注的焦点。

第四节 纳他霉素的行业发展前景分析

相比国外发展纳他霉素产业的条件而言，在我国生产纳他霉素的原料丰富、价格低廉，且人力资源与成本也较发达国家具有明显的优势，近年来国内企业在发酵工艺以及分离提取工艺方面也有了长足的进步，产量与回收率正在逐渐接近国际先进水平。再加上国家对于食品添加剂行业以及生物制造产业给予政策上的大力支持，为发展乳酸链球菌素和纳他霉素等生物源食品防腐剂提供了诸多有利条件。近年来，以乳酸链球菌素、纳他霉素为代表的生物防腐剂因其高效、安全、无毒、无残留等特点正在受到全球市场的青睐，大有逐渐替代化学防腐剂的趋势。尽管目前纳他霉素产业在我国尚处于起步阶段，其应用范围也十分有限，但近二十年来乳酸链球菌素的广泛应用及其产业的蓬勃发展已经有力地证明了生物防腐剂在食品、医药等领域的巨大发展潜力。因此，有理由相信，随着今后纳他霉素应用范围与应用程度的不断拓展，国内生产企业在发酵工艺、提取工艺、质量管理、应用研究等方面不断提高技术水平，加之行业监督、管理制度的不断完善，该产业必将有着巨大的发展空间与市场前景。

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