三、溶菌酶

溶菌酶［Lysozyme，Lz，EC（3.2.1.17）］又稱胞壁質酶（Muramidase）或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶（N-Acetyl muramide glycanohydralase），它于1922年由英國細菌學家Fleming在人的眼淚和唾液中發現并命名。它廣泛存在于鳥、家禽的蛋清、哺乳動物的眼淚、唾液、血漿、尿、乳汁和組織（如肝腎）細胞中，其中以蛋清中含量最豐富，而人的眼淚、唾液中的Lz活力遠高于蛋清中Lz的活力。

（一）Lz的基本性質

Lz是一種堿性球蛋白，其酶蛋白性質穩定，對熱穩定性很高。母乳中的Lz活力比雞蛋清Lz高3倍，比牛乳Lz高6倍。Lz是由129個氨基酸組成，相對分子質量14500，等電點為pH10.7～11.0，分子內有4個二硫鍵交聯。人乳Lz和α-乳白蛋白的一級結構有74％是相同的，α-乳白蛋白是人乳中含量較多的蛋白質，它對于乳腺中乳糖的合成是必不可少的，是乳糖合成酶的輔酶。溶菌酶和α-乳白蛋白在生物學上是同源的，但它們的三級結構有著很大的差異。Lz通過其肽鍵中第35位的谷氨酸和第52位的天冬氨酸構成的活性部位，水解破壞組成微生物細胞壁的N-乙酰葡萄糖胺與N-乙酰胞壁質酸間的β-（1，4）糖苷鍵，使菌體細胞壁溶解而起到殺死球菌的作用。

Lz在人血清中含量平均為0.6～l.0mg/100mL，人初乳中達40mg/100mL，牛乳中的含量約為人乳的1/3000，目前在人、豬、貓、兔、馬、驢、猴乳中均發現有Lz存在，羊、山羊的乳中僅有微量的Lz。

（二）食品加工對Lz活性的影響

1.熱穩定性

Lz在酸性pH下是穩定的，此時100℃的加熱對Lz僅有很小的活力損失。在pH4.5（100℃，3min）、pH5.29（100℃，3min）下加熱Lz是穩定的。在堿性條件不穩定。

在250℃幾乎所有溶菌酶的氨基酸被分解，色氨酸、含硫氨基酸、堿性氨基酸和β-OH氨基酸，較酸性氨基酸、脯氨酸、芳香族氨基酸（除色氨酸外）、有烷側鏈的氨基酸容易分解，這在氨基酸和還原糖間形成風味和有色物質的美拉德反應中是很重要的。

糖和聚烯烴類能增加Lz的熱穩定性，NaCl對Lz也有抗熱變性作用，而且鹽溶液的存在對Lz的活力是十分必要的。在低鹽濃度時，Lz的活化和離子強度密切相關，在高鹽濃度時Lz的活力受到抑制，陽離子的價態愈高則其抑制作用愈強。具有—COOH和—SH₃OH基的多糖對Lz活力有抑制作用。

2.加工過程中的化學反應

蛋白質和過氧化的脂類作用對食品的儲藏有重要影響，自由基使不飽和脂肪酸過氧化產生H₂O₂，導致產品的損壞，這類反應發生后的一個特征是產品的溶解性下降。溶菌酶和過氧化甲基亞油酸鹽一起培養，導致蛋白質溶解度的下降同時增加了溶解部分的分子質量。

3.絡合作用

溶菌酶和許多物質形成絡合物導致其失活。等量蛋清和蛋黃的混合物其溶菌酶無活力；脫水全蛋中僅保留部分溶菌酶活力；蛋黃污染的蛋清僅有兩個離子交換色譜峰，而不是無污染的三個峰；對全蛋的色譜分離無溶菌酶。據此，研究者認為抑制機理是在溶菌酶和蛋黃化合物間形成靜電相互作用的絡合物所致。

（三）Lz在食品中的應用

由于Lz對多種微生物有抑制作用，因此可以用于食品防腐保鮮。目前已經用于香腸、魚片、火腿、蔬菜和水果的防腐劑。在日本，Lz還用于豆腐的保存。Lf、Lz有防止腸道炎和變態反應的作用，因此可用于嬰幼兒食品。而且Lz可以使腸道雙歧桿菌（Bacillusbifidus）增殖，對嬰幼兒的腸道菌群有平衡作用。

人們對Lz添加于干酪等乳制品的影響進行了廣泛研究。Lz加入乳中，可引起酪蛋白的水解。Lz的添加可以使用CaCl₂進行乳凝的時間縮短。Edam干酪易受到丁酸菌的污染，用H₂O₂、硝酸鹽或用Lz對丁酸菌可以進行抑制。在加工Edam干酪時加入Lz不但對加工工藝無任何影響，而且還可以明顯改善干酪的感官質量。意大利干酪、Edam干酪和Gouda干酪后期膨脹產氣主要是酪丁酸梭菌（Clostridum tyrobutyricum）所致。用500單位/mL的Lz能殺死99％的Clostridumtyrobutyricum（5×10⁵個/mL），為此，Lz可替代硝酸鹽防止干酪產氣。特別是添加干酪中的Lz還可以回收使用，添加于酸乳清、乳、皺胃酶乳清和干酪中的Lz的回收率分別為97％～100％、75％～80％、88％～93％和87％～91％。

Lz還可以用于各種肉腸類食品起防腐作用。將Lz、NaCl和NaNO₂三者相結合的防腐效果比單獨使用Lz或NaCl+NaNO₂的效果好。此外，溶菌酶還可用于保存海產品。