納他霉素性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
納他霉素也稱匹馬菌素、游霉素，1955年首次從納塔爾鏈霉菌中分離得到，其活性遠(yuǎn)優(yōu)于山梨酸。1982年6月，美國FDA正式批準(zhǔn)納他霉素可用作食品防腐劑，還將其歸類為GRAS產(chǎn)品之列。納他霉素是一種高效的霉菌、酵母菌及真菌的抑制劑，用于抑制食品中的霉菌、酵母菌及真菌，對人體十分安全、可靠，又不影響產(chǎn)品風(fēng)味，在世界范圍廣泛用于干酪、肉制品、糕點(diǎn)、果汁等食品。該產(chǎn)品由游鏈霉素（Streptomyces natalensis）經(jīng)深層發(fā)酵和多步提取工藝精制而成，其制劑采用50％納他霉素和50％乳糖混合而成。
納他霉素對霉菌、酵母菌和真菌都有極強(qiáng)的抑制能力，但對細(xì)菌、病毒等其他微生物則無抑制作用。納他霉素具有一定的抗熱處理能力，在干燥狀態(tài)下相對穩(wěn)定，能耐受短暫高溫（100℃）；但由于它具有環(huán)狀化學(xué)結(jié)構(gòu)、對紫外線較為敏感，故不宜與陽光接觸。納他霉素活性的錨點(diǎn)穩(wěn)定性受PH值、溫度、光照強(qiáng)度和氧化劑及重金屬的影響，所以產(chǎn)品應(yīng)該避免與氧化物及硫氫化合物等接觸。
幾乎無臭的白色至奶油黃色結(jié)晶性粉末，晶體形式的納他霉素十分穩(wěn)定。在水中和多數(shù)有機(jī)溶劑中的溶解度很低。在室溫下，1升純水可溶大約50mg，低溶解度很適合對食物的表面處理。當(dāng)pH低于3或高于9時，納他霉素的溶解度會提升不少，但它的穩(wěn)定性也會隨之降低。在個別有機(jī)溶劑中，納他霉素溶解度略高，達(dá)到可溶級別，比如正丁醇，丙二醇等，但需要考慮生產(chǎn)的食品中是否可以用這些溶劑。
納他霉素對幾乎所有的霉菌，酵母都能高效抑制。李東（2004）研究納他霉素的MIC，曲霉菌為0.63mg/kg，黑曲霉為1.8mg/kg，黃曲霉菌為4.5mg/kg。多數(shù)酵母菌在1-5mg/kg被抑制。納他霉素的 MIC值，只能用驚艷來形容。大多數(shù)能抑制霉菌的化學(xué)防腐劑，要加很多才能起到抑菌效果，相應(yīng)的MIC值就會高很多。
1955年，Struyk等人從南非分離到納塔爾鏈霉菌，并從中分離出了一種新的抗真菌物質(zhì)-匹馬菌素。1959年，Bums 等人在美國田納西州恰塔努加鏈霉菌，并從其培養(yǎng)物中分離到了田納西菌素。后來證明匹馬菌素和田納西菌素為同一物質(zhì)，并被統(tǒng)一命名為Natamycin-納他霉素。
1978年，由美國愛爾康公司(Alcon)開發(fā)的5%納他霉素混懸液經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)用于臨床治療真菌性角膜炎，將納他霉素作為治療真菌性角膜炎的一線藥物。
1982年美國FDA正式批準(zhǔn)Natamycin可用作食品防腐劑；我國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于1996年正式批準(zhǔn)納他霉素可作為食品防腐劑。
納他霉素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上是一種多烯大環(huán)內(nèi)酯。它能和霉菌/酵母表面一類「甾醇化合物」結(jié)合，從而在細(xì)胞膜表面形成孔洞，引起菌體死亡。由于細(xì)菌表面沒有甾醇，所以納他霉素對細(xì)菌并沒有抑制作用。
納他霉素是由納塔爾鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種“多烯大環(huán)內(nèi)酯類” 真菌抑制劑，也是目前國際上唯一獲得批準(zhǔn)的一種高效、廣譜、安全、天然的抗真菌生物食品防腐劑。
納他霉素依靠其內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)與真菌細(xì)胞膜上的甾醇作用，形成甾醇化合物，從而破壞細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)。大環(huán)內(nèi)酯的親水部分在膜上形成水孔，損傷細(xì)胞膜通透性，進(jìn)而引起菌內(nèi)氨基酸，電解質(zhì)等物質(zhì)滲出，菌體死亡。
由于，作為多烯類抗生素的納他霉素作用機(jī)理是結(jié)合真菌細(xì)胞膜上的甾醇。動物機(jī)體細(xì)胞表面缺乏甾醇，其對多烯類抗菌素不敏感。因此納他霉素對人體無害，很難被人體消化道吸收。無致突變、致癌和致敏作用。是一種天然抗真菌劑，擁有安全、高效、天然、健康的特點(diǎn)。
歐盟已經(jīng)批準(zhǔn)用于奶酪和肉制品領(lǐng)域，荷蘭還批準(zhǔn)納他霉素用于蘋果和梨的防腐。美國FDA批準(zhǔn)納他霉素可用作食品防腐劑，允許納他霉素使用在干酪上。中東地區(qū)國家允許納他霉素做為防腐劑使用在所有食品上。巴西、阿根廷等拉美國家允許納他霉素在奶酪和肉制品上使用。
97年開始我國衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)納他霉素作為食品防腐劑，被批準(zhǔn)用于干酪、醬鹵肉制品類、熏燒烤肉類、油炸肉類、西式火腿類、肉灌腸類、發(fā)酵肉制品類、糕點(diǎn)、果汁原漿以及易發(fā)霉食品加工器皿的表面，以及添加到發(fā)酵酒、蛋黃醬、色拉醬中。
美國FDA批準(zhǔn)可在飼料中添加11ppm納他霉素用于改善飼料霉變情況。2000年，Wyatt等研究了納他霉素在飼料中的應(yīng)用。他們將191株飼料中可能污染的曲霉接入含有納他霉素的梯度平板中，得出各種曲霉的最小致死量(MIC)都在0.4 g/L之下。
納他霉素對人體無害，很難被人體消化道吸收，而且微生物很難對其產(chǎn)生抗性。美國FDA建議納他霉素作為食品添加劑使用的抗生素，還被歸類為GRAS產(chǎn)品之列。我國1996年中食品添加劑委員會對納他霉素進(jìn)行評價并建議批準(zhǔn)使用，現(xiàn)已列入食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)。美國CFR編碼：21CFR172.155，其中對納他霉素的DAI值是0.3mg／kg，根據(jù)我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB2760）規(guī)定，食物中最大殘留量是10mg／kg，而納他霉素在實(shí)際應(yīng)用中的使用量為10-6數(shù)量級。
用高壓液相色譜法測定。
流動相取乙酸銨3.0g和氯化銨1.0g，溶于760ml水中，混勻。加四氫呋喃5.0ml和乙腈240ml，混合，經(jīng)0.5μm或類似濾器過濾?？筛鶕?jù)設(shè)備要求進(jìn)行必要的調(diào)整。
標(biāo)準(zhǔn)液的制備 準(zhǔn)確稱取美國藥典標(biāo)準(zhǔn)海松素約20mg，移入一100ml容量瓶中。加四氫呋喃5.0mL，超聲振蕩10min。加甲醇60ml，旋轉(zhuǎn)到溶解。加水25ml，混勻后冷卻至室溫。用水定容，混勻，經(jīng)5μm膜過濾器或類似濾器過濾。
溶解液 將20mg海松素溶于由99ml甲醇和1ml。0.1mol/L HCl組成的混合液中。靜置2h(注：本溶液應(yīng)在1h之內(nèi)使用)。
分析試樣的制備 準(zhǔn)備稱取試樣海松素約20mg，放入一100ml容量瓶中。按上述標(biāo)準(zhǔn)的制備中所述，以“加四氫呋喃5.0ml”開始。
色譜系統(tǒng)(參見GT-10)用一高壓液相色譜儀，裝有可測定303nm的紫外檢測器。柱為4.6mm(內(nèi)徑)×25cm。裝填有硅化十八烷硅(Supelcosillc 18或類似品)。流速約3ml/min，用“標(biāo)準(zhǔn)制備樣”進(jìn)行色譜分析，記錄最大靈敏度：柱的有效率不低于3000理論塔板數(shù)，衰減因素在0.8～1.3，3次重復(fù)注樣的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過1.0%。然后進(jìn)行“溶解液”的色譜分析，其結(jié)果應(yīng)在海松素及甲酯之間，并不低于2.5。海松素的相對遲留時間約0.7，其甲酯則為1.0。
操作分別向色譜儀注入“標(biāo)準(zhǔn)制備液”和“分析樣制備液”約20μl，記錄主峰的峰面積，按下式計算試樣中海松素的百分含量：
0.1(WsPs/Wu)(ru/rs)
式中 Ws——制備標(biāo)準(zhǔn)試樣液所取的藥典海松素參比標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量，mg；
Ps——藥典海松素參比標(biāo)準(zhǔn)的原始含量，μg/mg；
Wu——制備分析試樣所取海松素試樣的質(zhì)量，mg；
ru和rs——分析樣和標(biāo)準(zhǔn)樣峰面積的響應(yīng)值。
ADI 0～0.3mg/kg(FAO/WHO，2001)。
可安全用于食品(FDA，§172．155，2000)。
FDA，§172．155，2000：用含200～300mg/kg的水溶液浸漬或噴霧于干酪切面。
GB 2760—2001(mg/kg)：乳酪、肉制品(肉湯、西式火腿)、廣式月餅、糕點(diǎn)表面、果汁原漿表面、易發(fā)霉食品、加工器皿表面，200～300(混懸液噴霧或浸泡，殘留量小于10)；沙拉醬，0.02(殘留量≤10)；發(fā)酵酒，10mg/L。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
納他霉素
蛋黃醬、沙拉醬
防腐劑
0.02
殘留量≤10mg/kg
納他霉素
果蔬汁（漿）
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
發(fā)酵肉制品類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
肉灌腸類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
西式火腿（熏烤、煙熏、蒸煮火腿）類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
油炸肉類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
熏、烤、燒肉類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
醬鹵肉制品類
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
糕點(diǎn)
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
納他霉素
干酪
防腐劑
0.3（表面使用，混懸液噴霧或浸泡）
殘留量小于10mg/kg
化學(xué)性質(zhì)
近白色到奶油黃色粉末，幾乎無臭無味。可含有3mol的水。熔點(diǎn)280℃(分解)。幾不溶于水，微溶于甲醇，溶于冰醋酸和二甲基亞砜。
用途
防霉劑。用于霉菌容易增殖的、暴露于空氣中的食品表面時，有良好的抗霉效果。用于發(fā)酵干酪可選擇性地抑制霉菌的繁殖而讓細(xì)菌得到正常的生長和代謝。
該產(chǎn)品應(yīng)貯存于密封良好、無直射陽光、＜15℃下。
用途
一種抗真菌的多烯類抗生素，靠特異性地結(jié)合麥角甾醇，抑制真菌生長。 不像制霉菌素和菲律賓霉素, 納他霉素不改變細(xì)胞膜的通透性。
生產(chǎn)方法
由游鏈霉菌(Streptomyces natalensis)受控發(fā)酵制得。
納他霉素
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品