類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽和食鹽及pH的耐受性研究

趙志平，唐闊，吉莉莉，陳林，韓煦，王衛(wèi)*

(1.成都大學(xué)肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106；2.四川輕化工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

腌臘肉制品具有風(fēng)味獨(dú)特、加工簡單、貯藏期長等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者的喜愛。但腌臘肉制品在加工過程中需要添加亞硝酸鹽，對產(chǎn)品的安全帶來一定的隱患[1]。消除腌臘肉制品中亞硝酸鹽影響的途徑較多，如降低亞硝酸鹽的使用量、使用亞硝酸鹽替代物和利用微生物發(fā)酵劑等。李玉邯等利用胡蘿卜粉替代亞硝酸鹽制作了香腸，結(jié)果表明添加0.4%胡蘿卜粉替代亞硝酸鹽，并添加一定的抗氧化劑，可制作出品質(zhì)較好且亞硝酸鹽含量低的香腸[2]。何丹等利用天然植物提取物替代亞硝酸鹽加工了中式培根，產(chǎn)品冷藏至25 d時(shí)仍然呈現(xiàn)出良好的質(zhì)量特性[3]。將添加量為0.1%的天然提取復(fù)合物(茶多酚、葡萄籽提取物、番茄紅素和維生素E按25∶20∶20∶16比例組合)添加到香腸中，其抑菌效果優(yōu)于亞硝酸鹽[4]。

微生物發(fā)酵劑除了可以降低腌臘肉制品中亞硝酸鹽的殘留，還可以改善產(chǎn)品的品質(zhì)。阮一凡等以鴨腿為原料，利用植物乳桿菌和釀酒酵母菌作為發(fā)酵劑制作了發(fā)酵鴨腿，發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵劑能夠提升產(chǎn)品的口感，并且隨著貯藏期的延長，發(fā)酵劑能顯著抑制產(chǎn)品感官的劣變和脂肪氧化以及不良生物胺的產(chǎn)生[5]。王衛(wèi)等研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵劑能夠加快風(fēng)味羊腿的發(fā)酵進(jìn)程，顯著抑制脂肪氧化和降低亞硝酸鹽殘留[6]。杜寶等以巴盟羊肉為原料，添加混合發(fā)酵劑制作了發(fā)酵香腸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)貯藏階段發(fā)酵劑組香腸的亞硝酸鹽殘留量為7.993 mg/kg，顯著低于對照組的12.493 mg/kg；發(fā)酵劑組香腸的TBARS值為0.215 mg/kg，顯著低于對照組的0.565 mg/kg[7]。

類球紅細(xì)菌富含類胡蘿卜素、輔酶Q10等天然抗氧化活性物質(zhì)[8-9]，在食品領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。亞硝酸鹽、食鹽是加工腌臘肉制品必需的添加劑和輔料，同時(shí)肉類的pH呈弱酸性。為探討類球紅細(xì)菌在腌臘肉制品中應(yīng)用的可行性，本研究分析了類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽、食鹽和低pH的耐受性，為類球紅細(xì)菌在腌臘肉制品中的應(yīng)用提供了初步的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

類球紅細(xì)菌Rhodobactersphaeroides2.4.1：本實(shí)驗(yàn)室保存。

1.2 主要儀器

YP302N型電子天平 上海菁海儀器有限公司；PHS-3C-01型pH計(jì) 上海三信儀表廠；水浴恒溫振蕩器 金壇市金南儀器制造有限公司；HC-2518型臺式高速離心機(jī) 湘儀設(shè)備有限公司；UV-1801型紫外可見分光光度計(jì) 北京北分瑞利有限公司；EPED-E2-10TJ型超純水機(jī) 四川優(yōu)普超純科技有限公司；756PC型生化培養(yǎng)箱 天津市泰斯特儀器有限公司；DHP-9160B通用型超凈工作臺 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 類球紅細(xì)菌的活化與微氧培養(yǎng)

1.3.2 類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽的耐受性分析及生長曲線繪制

1.3.3 類球紅細(xì)菌在亞硝酸鹽脅迫下的生長曲線

1.3.4 類球紅細(xì)菌對食鹽的耐受性分析

1.3.5 類球紅細(xì)菌在食鹽脅迫下的生長曲線

1.3.6 類球紅細(xì)菌對低pH值的耐受分析

1.3.7 類球紅細(xì)菌在低pH值下的生長曲線

1.3.8 類球紅細(xì)菌在亞硝酸鹽、食鹽和低pH同時(shí)脅迫下的生長曲線

2 結(jié)果與分析

2.1 類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽的耐受性

亞硝酸鹽是腌臘肉制品加工中常用的食品添加劑，具有抑菌、抗氧化等重要作用[12]，從而提高腌臘肉制品的品質(zhì)和延長貨架期。類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽有一定的耐受性，結(jié)果見圖1。

圖1 類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽的耐受性分析

由圖1可知，隨著亞硝酸鹽濃度的增加，類球紅細(xì)菌生長得越來越慢。與對照組(亞硝酸鹽濃度為0 mg/kg)相比，25 mg/kg的亞硝酸鹽對類球紅細(xì)菌的生長沒有顯著的影響，表明類球紅細(xì)菌對25 mg/kg的亞硝酸鹽有良好的耐受性。亞硝酸鹽濃度為50，75，100，150 mg/kg時(shí)，類球紅細(xì)菌的生長速度顯著慢于對照組，但50，75，100 mg/kg脅迫的類球紅細(xì)菌在相同的時(shí)間內(nèi)仍然達(dá)到了對數(shù)生長期。

100 mg/kg是腌臘肉制品中常使用的亞硝酸鹽濃度，為進(jìn)一步研究亞硝酸鹽對類球紅細(xì)菌生長影響的規(guī)律，特繪制了100 mg/kg亞硝酸鹽脅迫時(shí)類球紅細(xì)菌細(xì)菌的生長曲線，結(jié)果見圖2。

圖2 類球紅細(xì)菌在100 mg/kg亞硝酸鹽下的生長曲線

由圖2可知，沒有亞硝酸鹽脅迫的對照組達(dá)到穩(wěn)定期的時(shí)間明顯比添加100 mg/kg亞硝酸鹽的實(shí)驗(yàn)組短，表明對照組菌的生長速度明顯快于樣品組。對數(shù)后期實(shí)驗(yàn)組仍可達(dá)到和對照組幾乎一樣的菌落數(shù)，說明在亞硝酸鹽脅迫的情況下，類球紅細(xì)菌仍具有較好的生長性能。亞硝酸鹽還原酶對類球紅細(xì)菌耐受和降解亞硝酸鹽發(fā)揮著決定性作用[13]，但本研究所用的類球紅細(xì)菌Rhodobactersphaeroides2.4.1基因組中不含有亞硝酸鹽還原酶基因，說明該類球紅細(xì)菌通過其他途徑降解亞硝酸鹽。此外，類球紅細(xì)菌在100 mg/kg亞硝酸鈉脅迫下的生長速度明顯變慢，表明類球紅細(xì)菌降解亞硝酸鹽的能力較弱，后期需要通過馴化和改造進(jìn)一步提高其降解亞硝酸鹽的能力，為發(fā)酵劑的開發(fā)提供條件。

2.2 類球紅細(xì)菌對食鹽的耐受性分析

一定濃度的食鹽能夠抑制微生物的生長，但某些微生物卻能依靠自身的調(diào)控存活于一定濃度的鹽水中，表現(xiàn)出較好的耐受性，耐受食鹽是微生物發(fā)酵劑在腌臘肉制品中應(yīng)用的前提之一。

由圖3可知，隨著食鹽含量的遞增，類球紅細(xì)菌培養(yǎng)液在660 nm處的吸光值依次減小，并且隨著食鹽含量逐漸增加，耐受性逐漸減弱。在食鹽濃度為2.0%時(shí)，類球紅細(xì)菌的生長雖然受到顯著性抑制，但OD660仍然在1.0以上，表現(xiàn)出良好的生長特性。類球紅細(xì)菌對食鹽有一定的耐受性，并且6S RNA和外膜蛋白SspA對耐受食鹽脅迫發(fā)揮著重要作用[14-15]。在食鹽脅迫條件下，類球紅細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄組、相容性溶質(zhì)和膜脂都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化[16]。未來隨著腌臘肉制品低鹽化，為類球紅細(xì)菌在腌臘肉制品中的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。

圖3 類球紅細(xì)菌在不同食鹽含量下的生長

由圖4可知，與對照相比，2.5%食鹽脅迫下類球紅細(xì)菌的生長速率變慢，菌體密度有所下降，在穩(wěn)定期的峰值也較低，生長周期延長，2.5%食鹽顯著抑制了其生長。但在脅迫條件下，類球紅細(xì)菌在穩(wěn)定期的OD660達(dá)到了1.12左右，表現(xiàn)出一定適應(yīng)性。

圖4 類球紅細(xì)菌在2.5%食鹽脅迫下的生長曲線

2.3 類球紅細(xì)菌對pH的耐受性分析

發(fā)酵食品在發(fā)酵成熟的過程中，由于乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸，食品pH會(huì)逐漸降低，抑制有害微生物的生長。pH會(huì)影響與菌體生長代謝有關(guān)的酶促反應(yīng)，進(jìn)而影響發(fā)酵的效果，所以發(fā)酵劑的耐酸性至關(guān)重要。

由圖5可知，隨著pH的逐漸下降，類球紅細(xì)菌的生長速度呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。6.9是類球紅細(xì)菌正常培養(yǎng)基的pH值，在pH為6.3和6.1時(shí)，類球紅細(xì)菌的生長速度變快但沒有顯著性差異。pH值繼續(xù)下降時(shí)，類球紅細(xì)菌的生長變慢，但pH值為5.9時(shí)與對照組比沒有顯著性差異，表明類球紅細(xì)菌對pH具有較好的耐受性。pH值為5.7時(shí)，與對照組相比顯示出顯著性差異(P<0.05)。pH值為5.5時(shí)，類球紅細(xì)菌不能正常生長。pH對類球紅細(xì)菌生長的影響與于翠芳等關(guān)于pH對金黃色葡萄球菌的影響類似[17]。

圖5 類球紅細(xì)菌在不同pH時(shí)的生長

將培養(yǎng)基的初始pH調(diào)整為5.8，其他條件不變，探究類球紅細(xì)菌在pH 5.8時(shí)的生長情況。

由圖6可知，與對照組相比，類球紅細(xì)菌在pH 5.8環(huán)境下的生長情況與pH 6.9幾乎重合，表明類球紅細(xì)菌在pH 5.8時(shí)能正常生長。

圖6 類球紅細(xì)菌在pH 5.8和pH 6.9時(shí)的生長曲線

2.4 類球紅細(xì)菌在亞硝酸鹽、食鹽和低pH同時(shí)脅迫時(shí)的生長

與對照組相比，在亞硝酸鹽、食鹽和低pH共同脅迫下，類球紅細(xì)菌的延滯期相對延長，達(dá)到穩(wěn)定期的速度變慢，菌體的密度整體下降，說明其生長受到抑制，見圖7。

圖7 類球紅細(xì)菌在亞硝酸鹽、食鹽和低pH同時(shí)脅迫下的生長曲線

由圖7可知，實(shí)驗(yàn)組和對照組均能達(dá)到幾乎相同的峰值，綜合分析得出類球紅細(xì)菌能在同時(shí)含有100 mg/kg的亞硝酸鹽、2.5%的食鹽和pH 5.8的脅迫條件下較好地生長，說明類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽、食鹽和低pH脅迫具有一定的適應(yīng)能力，為該菌在腌臘肉制品中的應(yīng)用提供了初步的依據(jù)。

3 結(jié)論

本研究探索了類球紅細(xì)菌對亞硝酸鹽、食鹽和低pH的耐受性。結(jié)果顯示：類球紅細(xì)菌分別在100 mg/kg的亞硝酸鹽、2.5%的食鹽和pH 5.8的脅迫條件下能夠良好地生長，對亞硝酸鹽、食鹽和低pH展現(xiàn)出良好的耐受性。類球紅細(xì)菌在亞硝酸鹽、食鹽和低pH同時(shí)脅迫的情況下，生長速度變慢，但仍能達(dá)到幾乎相同的生長峰值。本研究為類球紅細(xì)菌在腌臘肉制品中的應(yīng)用提供了初步的依據(jù)。