三、溶菌酶

溶菌酶［Lysozyme，Lz，EC（3.2.1.17）］又称胞壁质酶（Muramidase）或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶（N-Acetyl muramide glycanohydralase），它于1922年由英国细菌学家Fleming在人的眼泪和唾液中发现并命名。它广泛存在于鸟、家禽的蛋清、哺乳动物的眼泪、唾液、血浆、尿、乳汁和组织（如肝肾）细胞中，其中以蛋清中含量最丰富，而人的眼泪、唾液中的Lz活力远高于蛋清中Lz的活力。

（一）Lz的基本性质

Lz是一种碱性球蛋白，其酶蛋白性质稳定，对热稳定性很高。母乳中的Lz活力比鸡蛋清Lz高3倍，比牛乳Lz高6倍。Lz是由129个氨基酸组成，相对分子质量14500，等电点为pH10.7～11.0，分子内有4个二硫键交联。人乳Lz和α-乳白蛋白的一级结构有74％是相同的，α-乳白蛋白是人乳中含量较多的蛋白质，它对于乳腺中乳糖的合成是必不可少的，是乳糖合成酶的辅酶。溶菌酶和α-乳白蛋白在生物学上是同源的，但它们的三级结构有着很大的差异。Lz通过其肽键中第35位的谷氨酸和第52位的天冬氨酸构成的活性部位，水解破坏组成微生物细胞壁的N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁质酸间的β-（1，4）糖苷键，使菌体细胞壁溶解而起到杀死球菌的作用。

Lz在人血清中含量平均为0.6～l.0mg/100mL，人初乳中达40mg/100mL，牛乳中的含量约为人乳的1/3000，目前在人、猪、猫、兔、马、驴、猴乳中均发现有Lz存在，羊、山羊的乳中仅有微量的Lz。

（二）食品加工对Lz活性的影响

1.热稳定性

Lz在酸性pH下是稳定的，此时100℃的加热对Lz仅有很小的活力损失。在pH4.5（100℃，3min）、pH5.29（100℃，3min）下加热Lz是稳定的。在碱性条件不稳定。

在250℃几乎所有溶菌酶的氨基酸被分解，色氨酸、含硫氨基酸、碱性氨基酸和β-OH氨基酸，较酸性氨基酸、脯氨酸、芳香族氨基酸（除色氨酸外）、有烷侧链的氨基酸容易分解，这在氨基酸和还原糖间形成风味和有色物质的美拉德反应中是很重要的。

糖和聚烯烃类能增加Lz的热稳定性，NaCl对Lz也有抗热变性作用，而且盐溶液的存在对Lz的活力是十分必要的。在低盐浓度时，Lz的活化和离子强度密切相关，在高盐浓度时Lz的活力受到抑制，阳离子的价态愈高则其抑制作用愈强。具有—COOH和—SH₃OH基的多糖对Lz活力有抑制作用。

2.加工过程中的化学反应

蛋白质和过氧化的脂类作用对食品的储藏有重要影响，自由基使不饱和脂肪酸过氧化产生H₂O₂，导致产品的损坏，这类反应发生后的一个特征是产品的溶解性下降。溶菌酶和过氧化甲基亚油酸盐一起培养，导致蛋白质溶解度的下降同时增加了溶解部分的分子质量。

3.络合作用

溶菌酶和许多物质形成络合物导致其失活。等量蛋清和蛋黄的混合物其溶菌酶无活力；脱水全蛋中仅保留部分溶菌酶活力；蛋黄污染的蛋清仅有两个离子交换色谱峰，而不是无污染的三个峰；对全蛋的色谱分离无溶菌酶。据此，研究者认为抑制机理是在溶菌酶和蛋黄化合物间形成静电相互作用的络合物所致。

（三）Lz在食品中的应用

由于Lz对多种微生物有抑制作用，因此可以用于食品防腐保鲜。目前已经用于香肠、鱼片、火腿、蔬菜和水果的防腐剂。在日本，Lz还用于豆腐的保存。Lf、Lz有防止肠道炎和变态反应的作用，因此可用于婴幼儿食品。而且Lz可以使肠道双歧杆菌（Bacillusbifidus）增殖，对婴幼儿的肠道菌群有平衡作用。

人们对Lz添加于干酪等乳制品的影响进行了广泛研究。Lz加入乳中，可引起酪蛋白的水解。Lz的添加可以使用CaCl₂进行乳凝的时间缩短。Edam干酪易受到丁酸菌的污染，用H₂O₂、硝酸盐或用Lz对丁酸菌可以进行抑制。在加工Edam干酪时加入Lz不但对加工工艺无任何影响，而且还可以明显改善干酪的感官质量。意大利干酪、Edam干酪和Gouda干酪后期膨胀产气主要是酪丁酸梭菌（Clostridum tyrobutyricum）所致。用500单位/mL的Lz能杀死99％的Clostridumtyrobutyricum（5×10⁵个/mL），为此，Lz可替代硝酸盐防止干酪产气。特别是添加干酪中的Lz还可以回收使用，添加于酸乳清、乳、皱胃酶乳清和干酪中的Lz的回收率分别为97％～100％、75％～80％、88％～93％和87％～91％。

Lz还可以用于各种肉肠类食品起防腐作用。将Lz、NaCl和NaNO₂三者相结合的防腐效果比单独使用Lz或NaCl+NaNO₂的效果好。此外，溶菌酶还可用于保存海产品。