納他霉素提高酸菜感官品質(zhì)的研究

韓德權(quán)，王 藝，孫慶申，吳 桐

(黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心，微生物黑龍江省高校重點實驗室，黑龍江 哈爾濱150080)

納他霉素提高酸菜感官品質(zhì)的研究

韓德權(quán)，王 藝，孫慶申，吳 桐

(黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心，微生物黑龍江省高校重點實驗室，黑龍江 哈爾濱150080)

研究納他霉素對酸菜發(fā)酵過程中所污染霉菌、酵母菌等雜菌的影響及對酸菜感官品質(zhì)的影響。將不同質(zhì)量濃度的納他霉素添加到酸菜發(fā)酵液中，通過微生物生長情況考察納他霉素對不同種類微生物生長的影響。結(jié)果表明：當(dāng)納他霉素用量達(dá)到20mg/L時，乳酸菌的生長沒有受到影響，但是抑制了雜菌的生長，使酸菜的感官品質(zhì)顯著提高。

納他霉素；抑菌；酸菜品質(zhì)

發(fā)酵酸菜是我國東北、華北地區(qū)冬季大量加工保藏白菜的一種方法[1]。酸菜因其風(fēng)味獨特、營養(yǎng)易于吸收、口感清爽、酸味濃郁等特點，符合現(xiàn)代人對食品營養(yǎng)健康的要求[2]，已經(jīng)成為了我國北方地區(qū)飲食文化的一大特色。但無論是傳統(tǒng)的家庭式自然發(fā)酵，還是接種發(fā)酵，白菜表面都附著了多種微生物，在發(fā)酵過程中不可避免地帶入了大量雜菌，影響了產(chǎn)品的感官品質(zhì)。

納他霉素是26種多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗生素中的一種[3]，它對幾乎所有的霉菌和酵母菌都具有抑制作用[4]，抑菌作用比山梨酸強(qiáng)50倍左右。由于納他霉素具有良好的理化穩(wěn)定性以及安全、高效和低毒等特性，因此多年來被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中[5]。1982年6月，美國FDA正式批準(zhǔn)納他霉素可用作食品防腐劑，我國也于1996年將其納入食品添加劑行列(GB 2760—1996《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》)[6]。因此本實驗嘗試將納他霉素應(yīng)用于酸菜發(fā)酵過程中，以提高其產(chǎn)品質(zhì)量，為生物防腐劑在蔬菜發(fā)酵中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白菜、食鹽 市售。

納他霉素(Natamycin) 安泰生物工程股份有限公司；復(fù)合蔬菜發(fā)酵劑 黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。

1.2 方法

1.2.1 平板菌落計數(shù)法測定納他霉素對復(fù)合蔬菜發(fā)酵劑菌種生長的影響

用無菌注射器吸取納他霉素溶液，通過細(xì)菌濾器后注入到已滅菌的MRS液體培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)基中納他霉素的終質(zhì)量濃度分別為0、5、10、20、30、40mg/L。將復(fù)合蔬菜發(fā)酵劑接種于含有納他霉素的MRS培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)24h后，用平板菌落計數(shù)法計數(shù)。

1.2.2 酸菜發(fā)酵工藝流程

[7]的方法發(fā)酵酸菜：白菜→ 整理→ 清洗→ 裝壇(加食鹽)→ 壓實→灌水(接種)→ 發(fā)酵、成品

1.2.3 納他霉素在酸菜發(fā)酵中的應(yīng)用

將白菜整理洗凈，裝入缸內(nèi)，每裝一層白菜撒一層食鹽(最終食鹽用量為白菜質(zhì)量的3%)。然后壓上石塊，腌制3 d。注入清水，接種復(fù)合蔬菜發(fā)酵劑，使水中菌體濃度達(dá)到1×106CFU/mL以上。同時加入納他霉素，使納他霉素在水中的終質(zhì)量濃度分別為0(Ⅰ組)、5(Ⅱ組)、10(Ⅲ組)、20(Ⅳ組)、30(Ⅴ組)、40mg/L(Ⅵ組)，發(fā)酵20d。發(fā)酵過程中，每天測定pH值，每3d測定發(fā)酵液中乳酸菌和雜菌含量，發(fā)酵結(jié)束后，對成品進(jìn)行感官評價。

1.2.4 發(fā)酵過程及成品指標(biāo)的測定

1.2.4.1 pH值測定

采用PHs-3C型酸度計測定。

1.2.4.2 乳酸菌及非乳酸菌計數(shù)

用含有3% CaCO3的MRS固體平板進(jìn)行計數(shù)，乳酸菌會在此種培養(yǎng)基上形成透明的溶鈣圈，非乳酸菌沒有溶鈣圈。

1.2.4.3 感官評價

由10名有食用酸菜習(xí)慣的教師按表1打分，各項目滿分為2.5分，總分10分。

2 結(jié)果與分析

圖1 納他霉素對發(fā)酵菌種生長的影響Fig.1 Effect of natamycin on the growth of lactic acid bacteria

2.1 納他霉素對發(fā)酵菌種生長的影響由圖1可知，隨著納他霉素質(zhì)量濃度的增加，發(fā)酵菌種的菌體濃度基本不變，說明納他霉素對發(fā)酵菌種的生長幾乎沒有影響。納他霉素抗菌機(jī)理在于它能與細(xì)胞膜上的甾醇化合物反應(yīng)，由此引發(fā)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)改變而破裂，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物的滲漏，使細(xì)胞死亡[8]。但實驗用菌種為乳酸菌，不存在這些甾醇類化合物，所以納他霉素對它的生長沒有明顯抑制作用。

2.2 納他霉素對發(fā)酵蔬菜感官品質(zhì)的影響

2.2.1 發(fā)酵過程中pH值的變化

圖2 不同質(zhì)量濃度納他霉素對發(fā)酵酸菜pH值的影響Fig.2 Effect of natamycin on pH of pickled cabbage during fermentation

由圖2可知，在發(fā)酵初期，發(fā)酵液的pH值不斷降低，9d時6個實驗組發(fā)酵液pH值都小于3.5。隨著發(fā)酵時間的延長，pH值沒有明顯變化。另外還可以看出，納他霉素添加量的大小對酸菜發(fā)酵過程中pH值的變化幾乎沒有影響。

2.2.2 發(fā)酵過程中菌群的變化

圖3 納他霉素對酸菜發(fā)酵過程中乳酸菌生長的影響Fig.3 Effect of natamycin on the growth of lactic acid bacteria during fermentation

表1 發(fā)酵酸菜感官品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality evaluation criteria for pickled cabbage

由圖3可知，隨著納他霉素質(zhì)量濃度的增加，發(fā)酵過程中乳酸菌的生長沒有受到影響。0～9d時，隨著發(fā)酵時間的延長，乳酸菌的數(shù)量不斷增加；9d以后，乳酸菌的數(shù)量有所減少，可能是因為pH值的不斷降低及營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，對菌體自身的生長產(chǎn)生了抑制作用。

圖4 納他霉素對酸菜發(fā)酵過程中非乳酸菌生長的影響Fig.4 Effect of natamycin on the growth of non-lactic acid bacteria during fermentation

酸菜發(fā)酵過程中生長的非乳酸菌主要是酵母菌和霉菌，它們主要來源于白菜菜體表面和環(huán)境空氣中。這些雜菌為好氧菌或兼性厭氧菌，且耐酸性較強(qiáng)，一般不會被乳酸菌產(chǎn)生的乳酸所抑制。它們生長在發(fā)酵液表面，形成氣泡，使發(fā)酵液渾濁，產(chǎn)生腐敗氣味[1]。由圖4可知，Ⅰ組(空白對照組)中的非乳酸菌數(shù)量要明顯大于其他實驗組，且隨著發(fā)酵時間的延長，菌體數(shù)量不斷增加，9d時，發(fā)酵液表面有大量菌塊形成，15d時，發(fā)酵液表面形成白色菌膜，并伴有腐敗的不良?xì)馕懂a(chǎn)生。

加入納他霉素的實驗組，發(fā)酵3d時雜菌總數(shù)下降，主要原因是納他霉素抑制了酵母菌和霉菌的生長。pH值對納他霉素的生物穩(wěn)定性影響很大，主要是因為低pH值會使納他霉素結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵降解，使抑菌活性降低[9]。Ⅱ組、Ⅲ組中納他霉素質(zhì)量濃度較低，隨著發(fā)酵時間的延長，pH值降低，納他霉素的抑菌活性逐漸減弱。Ⅱ組和Ⅲ組在發(fā)酵結(jié)束時，發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌塊。

Ⅳ組、Ⅴ組和Ⅵ組納他霉素添加量較大，對酵母菌和霉菌的抑制作用較強(qiáng)。隨著發(fā)酵時間的延長，pH值降低對有害細(xì)菌的生長起到了抑制作用，所以雜菌總數(shù)呈下降趨勢，至發(fā)酵結(jié)束發(fā)酵液表面沒有產(chǎn)生菌塊和不良?xì)馕丁?/p>

2.2.3 感官品質(zhì)評價結(jié)果

由表2可知，6組實驗在色澤和質(zhì)地方面的得分相差不大。Ⅰ組沒有加入納他霉素，污染雜菌嚴(yán)重，使得發(fā)酵成品沒有酸菜特有的發(fā)酵香氣，有些許的腐敗氣味。Ⅱ組、Ⅲ組納他霉素用量較小，在發(fā)酵后期出現(xiàn)染菌污染，發(fā)酵成品的香氣受到影響。Ⅳ組、Ⅴ組、Ⅵ組的納他霉素加入量逐漸增大，有效地抑制了雜菌的生長，但發(fā)酵產(chǎn)品的感官品質(zhì)沒有明顯提高，從經(jīng)濟(jì)角度考慮應(yīng)選擇20mg/L的納他霉素添加量。

表2 感官品質(zhì)評價得分Table 2 Effect of natamycin on sensory quality attributes of pickled cabbage

3 結(jié) 論

納他霉素能有效抑制酸菜發(fā)酵過程中霉菌、酵母菌等雜菌的生長，對乳酸菌的生長影響不大。當(dāng)納他霉素添加量為20mg/L時，乳酸菌的生長沒有受到影響，酵母菌、霉菌等雜菌的生長被抑制，香氣有明顯改善，酸菜的感官品質(zhì)明顯提高。由此可見，納他霉素可作為附加劑用于酸菜的發(fā)酵生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 畢金峰, 劉長江, 孟憲軍. 自然發(fā)酵酸菜汁中乳酸菌的分離、鑒定及發(fā)酵劑的篩選[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2000, 31(4): 346-349.

[2] 張慶芳, 遲乃玉, 魏毓棠. 大白菜腌漬發(fā)酵的研究現(xiàn)狀、趨勢及存在問題[J]. 食品研究與開發(fā), 2000, 21(3): 8-12.

[3] 姜愛麗, 胡文忠, 田密霞. 納他霉素在草莓保鮮中應(yīng)用的研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(12): 515-520.

[4] PINTADO C M B S, FERREIRA M A S S, SOUSA I. Control of pathogenic and spoilage microorganisms from cheese surface by whey protein films containing malic acid, nisin and natamycin[J]. Food Control,2010, 21(3): 240-246.

[5] 蘆國營, 張朝暉. 新型食品防腐劑納他霉素的生產(chǎn)、分離及其應(yīng)用[J]. 中國食品添加劑, 2005(4): 68-71.

[6] GB 2760—1996 食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7] ZBX 10041-86清水漬菜生產(chǎn)工藝通用規(guī)程生漬酸白菜[S].

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Sensory Quality Improvement of Pickled Cabbage by Adding Natamycin before Fermentation

HAN De-quan，WANG Yi，SUN Qing-shen，WU Tong
(Engineering Research Center of Agriculture Microbe, Ministry of Education, Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Microbiology,College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin 150080, China)

Pickled cabbage is often contaminated by mold, yeast and other microorganisms during fermentation, which disrupts the sensory quality of picked cabbage. Safe non-toxic natamycin, an effective biological preservative, was added to different final concentrations before starting the fermentation of pickled cabbage, and the effect of added natamycin on microbial growth was dealt with. The final concentration of natamycin of 20 mg/L had no effect on the growth of lactic acid bacteria, but inhibited the growth of undesired microorganisms, thus obviously improving the sensory quality of pickled cabbage.

natamycin；antibacterial activity；pickled cabbage quality

TS205.5

A

1002-6630(2010)23-0314-03

2010-09-15

黑龍江省重大科技攻關(guān)項目(GA07B401；GA07B401-1；GA07B401-4)；黑龍江省教育廳面上項目(11551360)；黑龍江大學(xué)高層次人才(創(chuàng)新團(tuán)隊)支持計劃項目(Hdtd2010-17)

韓德權(quán)(1960—)，男，教授，碩士，研究方向為微生物發(fā)酵、保健食品。E-mail：handequan2003@yahoo.com.cn