干香菇中熱噬淀粉芽孢桿菌耐熱性的研究

摘 要：香菇罐頭是以干香菇為原料，高壓殺菌后得到的罐頭食品，可常溫保存9～12個月，但有少數耐熱芽孢桿菌的耐熱性強，在殺菌不徹底的條件下會大量繁殖，造成罐頭產品腐敗變質，嚴重影響產品品質和消費者健康。本文在不同溫度不同加熱時間下，對從市售干香菇中分離得到的熱噬淀粉芽孢桿菌熱處理后剩余的活菌進行計數，繪制殘存曲線，計算出D值和Z值，得到其耐熱數據。結果表明，D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐熱曲線為y=-0.052 5x+6.006 7，為香菇罐頭制定殺菌工藝提供理論基礎。

關鍵詞：干香菇；熱噬淀粉芽孢桿菌；耐熱性；D值；Z值

Study on Heat Resistance of Bacillus thermoamylovorans in Dried lentinus edodes

LIU Qiaoyun

（Shanghai Kangshi Food Co.， Ltd.， Shanghai 201100， China）

Abstract： Canned lentinus edodes is a kind of canned food made of dried lentinus edodes and sterilized by high pressure. It can be stored at room temperature for 9～12 months. However， there are a few heat-resistant bacteria， which have strong heat resistance and can reproduce in large quantities under incomplete sterilization conditions， resulting in food spoilage， seriously affecting the quality of products and the health of consumers. In this paper， the heat-resistant bacteria isolated from the dried lentinus edodes： Bacillus thermoamylovorans， was heated at different temperatures for different time. The remaining live bacteria after heat treatment were counted， the residual curve was drawn， and the D value and Z value were calculated to obtain the heat resistance data. The results showed that D90 ℃=

20.75 min， D100 ℃=4.77 min， D110 ℃=1.87 min， Z=19.05 ℃， and the heat resistance curve was y=-0.052 5x+6.006 7. It provides a theoretical basis for the development of sterilization technology for canned lentinus edodes.

Keyword： dried lentinus edodes; Bacillus thermoamylovoransl; heat resistance; D value; Z value

香菇肉質肥嫩、味道鮮美、香氣沁人且營養豐富，是一種藥食同源的食物。香菇中含有香菇多糖、甾醇、香菇嘌呤等活性物質，具有抗腫瘤、降血脂、抑菌消炎以及增強免疫力等多種保健功效[1-3]。香菇的主要銷售形式是新鮮香菇和干制香菇，但也有香菇成品商品銷售，如香菇醬、香菇罐頭。香菇罐頭是一種硬包裝或軟包裝制品，其是以香菇為主要原料或輔料制成，主要工藝是將干香菇經復水后，將菇體、其他原料及鹵汁放入玻璃罐、鐵罐或食品級軟包裝袋中，經高壓滅菌處理后得到的罐頭食品，不添加防腐劑但能在常溫下保存較長時間[4]。

嗜熱菌是一類能在高溫條件下生長的微生物俗稱，其廣泛分布于溫泉、火山口、日照充沛的土壤表層以及工廠高溫廢水排放地等高溫區域。大部分嗜熱菌的最適生長溫度為50～60 ℃，嗜熱菌常見于蘑菇、蘆筍、肉類等低酸性罐頭中，是引起低酸性食品罐頭腐敗變質的典型菌[5-6]。侯宇等[7]研究發現，香菇超高壓保鮮食品中的腐敗菌與解淀粉芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的親緣關系較近。干香菇攜帶較多的芽孢桿菌，殺菌后若有耐熱芽孢菌殘留，在合適的條件下會生長繁殖，易造成罐頭食品腐敗變質，嚴重影響產品品質和貨架期。

本文從市售干香菇中分離得到一株嗜熱微生物，經鑒定為熱噬淀粉芽孢桿菌，該菌能在65 ℃以上的高溫中生長，為極端嗜熱性芽孢桿菌，國外對該類細菌的研究主要在發酵淀粉產生有機酸[8-9]，繆伏榮等[10]在畜禽屠宰場廢棄物中分離篩選到一株熱噬淀粉芽孢桿菌，發現該菌可耐受95 ℃的高溫，能在屠宰廢棄物中生長，為該菌在畜禽養殖場廢棄物高效降解方面奠定了理論基礎。本文旨在對干香菇原料中分離得到熱噬淀粉芽孢桿菌進行耐熱性實驗，得到耐熱性數據，為香菇罐頭的殺菌工藝參數制定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香菇湯汁：干香菇泡發后，按香菇∶水為1∶50比例燉煮30 min，過濾得到的湯汁。熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus thermoamylovorans），從干香菇中分離鑒定所得，命名為KS07。營養瓊脂和TSA瓊脂培養基，廣東環凱微生物科技有限公司；超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；恒溫水浴鍋，優萊博技術（北京）有限公司；油浴鍋，美國polyscience；培養箱，德國incucell；高壓滅菌鍋，松下健康醫療器械。

1.2 實驗方法

1.2.1 菌株復壯

將分離得到的熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在TSA平板上劃線后，置于55.0 ℃培養24 h，重復上述操作3次，確保菌株純度。

1.2.2 耐熱性實驗

（1）芽孢懸液制備。將復壯后的熱噬淀粉芽孢桿菌劃線接種于營養瓊脂平板，55.0 ℃培養7 d，當芽孢率達90%以上，刮取菌苔至無菌水中制成菌懸液，將菌懸液置于80.0 ℃水浴中水浴10 min，將水浴后的懸液轉移到0～4 ℃的冰水浴中迅速冷卻至室溫，制成濃度為1×108～5×108 CFU·mL-1的芽孢懸液[11]。

（2）試驗介質的制備。以香菇湯汁作為介質，取500 mL香菇湯汁高壓滅菌備用，滅菌條件為121 ℃、15 min。

（3）實驗步驟。用移液槍分別吸取500 μL菌懸液和50 mL無菌香菇湯汁至無菌試管中，作為供試品。分別吸取2 mL供試品于2 mL透明玻璃瓶，每個溫度5組（每組不少于4個），其中1組不經過熱處理，其余每組分別放入預先設定好溫度的恒溫油浴鍋中（90 ℃、100 ℃、110 ℃），處理一定時間后，取出迅速置于冰水浴中冷卻。用無菌水進行10倍系列稀釋，每個稀釋度做2個平行，同時分別吸取1 mL樣品原液加入兩個無菌平皿內做空白對照，傾注已融化并冷卻至45 ℃左右的TSA瓊脂培養基，待凝固后，55 ℃倒置培養48 h，計數。

（4）D值計算。D值是指在某個溫度下的殺菌過程中微生物殺滅90%所需要處理的時間，單位是min。按照殘存曲線法，以熱處理時間為橫坐標，以菌落數的對數值為縱坐標，即可得到一條殘存曲線，D值是該殘存曲線斜率的負倒數。

（5）Z值計算。Z值是指某種微生物的D值變化90%時所需要改變的溫度，單位為℃。計算方法是以加熱溫度為橫坐標，D值的對數值為縱坐標，繪制熱力致死曲線，Z值就是熱力致死曲線斜率的負倒數[12]。

（6）安全殺菌F值計算。安全殺菌F值的計算[13]計算公式為

F安=D（lga-lgb）（1）

式中：F安為某種溫度下（如121 ℃），滿足罐頭腐敗率所需的殺菌時間，min；D為某種溫度下（如

121 ℃），殺滅90%微生物所需要的時間，min；a為每罐中單位體積原始活菌數CFU·mL-1；b為罐頭的允許腐敗率/殘存活菌數CFU·mL-1。

2 結果與分析

2.1 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在不同溫度下加熱不同時間的殘存菌落數

由表1可知，隨著溫度的升高和加熱時間的延長，菌落數逐漸減少。110 ℃熱處理8 min時，菌落數下降最多，從2.8×106 CFU·mL-1下降到1.2×102 CFU·mL-1，下降了4個數量級，而90 ℃熱處理20 min，菌落數僅下降1個數量級，100 ℃熱處理10 min，下降了2個數量級。

2.2 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07的D值

由圖1可知，熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在香菇湯汁中的D值為D90 ℃=20.75 min，R2=0.998 6；D100 ℃=4.77 min，R2=0.999 4；D110 ℃=1.87 min，R2=1。

2.3 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07的Z值

熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在香菇湯汁中的耐熱曲線見圖2，耐熱曲線為y =-0.052 5x+6.006 7，計算得Z值為19.05 ℃。

3 結論與討論

本文從干香菇中篩分得到熱噬淀粉芽孢桿菌，在香菇湯汁中對該菌進行耐熱性實驗，得到其耐熱性數據為D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐熱曲線為y =-0.052 5x+6.006 7，將高壓殺菌溫度X=121 ℃代入耐熱曲線，得到y=logD121=-0.345 8，算出D121 ℃=0.45 min，假設未殺菌的香菇罐頭中有10 000個的熱噬淀粉芽孢桿菌，允許變敗率不得超過萬分之五，得121 ℃殺菌F值最低為3.29 min，110 ℃殺菌F值最低為13.65 min。

食品的理化性質也會影響微生物的耐熱性[14-16]，主要包括如下。①pH值的影響。酸堿度對微生物的繁殖及酶活性影響很大，對熱敏感性的影響也很顯著。一般來說，pH值在7左右，微生物的耐熱性最強，pH值升高或降低都會降低微生物的耐熱性，因此，酸性食品可以采用沸水或100 ℃以下殺菌，而低酸性罐頭食品必須采用加壓高溫殺菌，保證耐熱微生物全部被殺死。②水分活度的影響。水分活度在0.2～0.4時芽孢具有最強的耐熱性，水分活度大于0.4時，D值顯著下降，水分活度為1時耐熱性最低。③糖等食品組分影響。食品中的脂肪、糖、蛋白質等物質對微生物有保護作用，微生物的耐熱性隨這類物質的增多而增強。④植物殺菌素的影響。一些植物的汁液和分泌的揮發性物質對微生物有抑制和殺菌作用，這種具有抑制和殺菌作用的物質稱為植物殺菌素，在罐頭殺菌前，加入適量富含植物殺菌素的蔬菜或調料，如蔥、辣椒、蒜等，可以加速微生物的死亡。

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作者簡介：劉巧云（1996—），女，安徽滁州人，本科。研究方向：食品微生物學。