天然抑菌劑對冷加工蛋糕保鮮效果的研究

摘要" 為研究納他霉素、乳酸鏈球菌素和ε-聚賴氨酸3種天然抑菌劑的抑菌效果，獲得復配天然抑菌劑的最優(yōu)組合，本研究以不同濃度的納他霉素、乳酸鏈球菌素（0.10、0.20、0.30、0.40和0.50"g/L）和ε-聚賴氨酸（0.10、0.15、0.20、0.25和0.30"g/L）處理冷加工蛋糕測定蛋糕在不同培養(yǎng)時間（24、36、和48 h）下的菌落總數(shù)，計算其抑菌率，并通過正交試驗篩選出理論抑菌效果最優(yōu)的組合。結(jié)果表明，3種天然抑菌劑均有一定的抑菌效果，其主次順序為ε-聚賴氨酸gt;乳酸鏈球菌素gt;納他霉素，理論抑菌效果最優(yōu)的組合為納他霉素0.22"g/L、乳酸鏈球菌素0.26"g/L和ε-聚賴氨酸0.12"g/L。研究結(jié)果為延長冷加工蛋糕貨架期提供參考。

關(guān)鍵詞" 冷加工蛋糕；天然抑菌劑；菌落總數(shù)；抑菌率

中圖分類號" TS201.3"""""" 文獻標識碼" A""""""" 文章編號" 1007-7731（2024）22-0093-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.22.020

基金項目 國家市場監(jiān)管總局科技計劃資助項目（2023MK064）。

作者簡介 程瀟（1982—），男，安徽六安人，博士，高級工程師，從事食品及其加工制品微生物研究。

收稿日期 2024-07-09

Research on fresh-keeping effect of natural compound antibacterial agent on cold processed cake

CHENG Xiao""" LIU Juanjuan""" JIA Zhen""" XU Chen""" AN Hong

（Anhui Provincial Food and Drug Inspection Institute， Hefei 230051， China）

Abstract" To explore the antibacterial effect of natamycin， lactostreptococcus and ε-polylysine， and to obtain the optimal combination of natural antibacterial agents， In this study， different concentrations of natamycin， lactostreptococcus （0.10， 0.20， 0.30， 0.40"and 0.50"g/L） and ε-polylysine （0.10， 0.15， 0.20， 0.25"and 0.30"g/L） were used to treat cold processed cakes to determine the total number of colonies under different culture times （24、36 and 48 h）， and calculate the antibacterial rate. The optimal combination of theoretical antibacterial effect was selected by orthogonal test. The results showed that all 3 natural antibacterial agents had certain antibacterial effect， and the main order was ε-polylysine gt; lactostreptococcus gt; natamycin. The optimal combination of theoretical antibacterial effect was natamycin 0.22"g/L， lactostreptococcus 0.26"g/L and ε-polylysine 0.12"g/L. The results provided references for extending the shelf life of cold processed cakes.

Keywords" cold processed cake; natural antibacterial agents; bacterial colonies; bacteriostasis rate

冷加工蛋糕因其特殊的生產(chǎn)工藝、優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)，獲得了較多消費者的喜愛。然而，其含水量較高、營養(yǎng)成分豐富，在加工及儲存過程中易受到微生物污染，造成菌落總數(shù)超標，導致產(chǎn)品腐敗無法食用[1-2]。因此，控制微生物生長繁殖，對于提高冷加工蛋糕的品質(zhì)、延長貨架期極其重要。

食品防腐劑是一類可以殺滅或抑制細菌生長的物質(zhì)，按照其組分和來源可以分為天然和人工化學合成兩大類[3]。隨著對食品添加劑的管理要求不斷提高，天然防腐劑因其天然、安全和環(huán)保等特點以及良好的抑菌效果受到生產(chǎn)企業(yè)的青睞以及消費者的認可，被廣泛應用[4]。納他霉素、乳酸鏈球菌素和ε-聚賴氨酸是常見的天然防腐劑，在食品加工中發(fā)揮重要作用。如張祖麗等[5]發(fā)現(xiàn)，納他霉素能夠較好地抑制食品中的酵母菌和霉菌，對細菌和病毒抑制效果不明顯。呂淑霞等[6]研究發(fā)現(xiàn)，乳酸鏈球菌素對造成食品腐敗的革蘭氏陽性菌具有一定的抑制作用。趙昇等[7]研究表明，ε-聚賴氨酸對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌以及部分真菌有一定的抑制效果。目前天然抑菌劑在冷加工蛋糕中的應用研究處于探索階段。基于此，本文通過平板計數(shù)法研究納他霉素、乳酸鏈球菌素和ε-聚賴氨酸3種天然抑菌劑及其復配對冷加工蛋糕中菌落總數(shù)的抑制效果，并采用正交試驗確定各因素水平的最佳配比，為提高冷加工蛋糕品質(zhì)和延長貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

樣品購自當?shù)馗恻c零售店；納他霉素、乳酸鏈球菌素和ε-聚賴氨酸，購自上海源葉生物科技有限公司；無菌生理鹽水和平板計數(shù)瓊脂，購自北京陸橋技術(shù)股份有限公司。

1.2 設備與儀器

試驗設備與儀器包括BagMixer 40型拍擊式均質(zhì)器（法國Interscience）、移液器 Eppendorf research plus（德國Eppendorf公司）、MSC 1.8型生物安全柜（賽默飛世爾科技有限公司）和恒溫培養(yǎng)箱（德國Binder公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 天然抑菌劑的配制 準確稱取一定量的納他霉素、乳酸鏈球菌素和ε-聚賴氨酸，其中乳酸鏈球菌素、納他霉素配制成質(zhì)量濃度依次為1.0、2.0、3.0、4.0和5.0"g/L的懸浮液，ε-聚賴氨酸配制成質(zhì)量濃度依次為1.0、1.5、2.0、2.5和3.0"g/L的懸浮液。

1.3.2 單一天然抑菌劑的抑制試驗 稱取冷加工蛋糕25.0"g，加入225"mL無菌生理鹽水制成1∶10稀釋液，吸取稀釋液9"mL到15"mL無菌離心管中，分別加入上述配制好的不同種類和濃度的天然抑菌劑1"mL，以未添加天然抑菌劑的試樣為對照。置于36"℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)24、36和48"h時分別進行無菌取樣，吸取培養(yǎng)液1"mL至無菌培養(yǎng)皿中。

1.3.3 天然抑菌劑復合正交試驗 依據(jù)單因素試驗的結(jié)果，設置復配天然抑菌劑的濃度，以納他霉素（A）、乳酸鏈球菌素（B）和ε-聚賴氨酸（C）為因素，以無菌生理鹽水為空白對照，采用3因素3水平設計正交試驗（表1），培養(yǎng)時間設為48"h。

1.4 測定指標

取樣后按照GB 4789.2—2022《食品安全國家標準" 食品微生物學檢驗" 菌落總數(shù)測定》的方法進行培養(yǎng)并計數(shù)，每次做2個重復，計數(shù)結(jié)果取平均值，計算抑菌率如式（1）。

抑菌率（%）=（對照組樣品菌落總數(shù)－處理組菌落總數(shù)）÷對照組樣品菌落總數(shù)×100"""""" （1）

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一抑菌劑的抑菌效果

2.1.1 納他霉素 由圖1可知，在冷加工糕點的培養(yǎng)過程中，納他霉素處理后樣品的抑菌率在培養(yǎng)24和36"h后變化較小，且隨著濃度的增加變化相對平緩。在培養(yǎng)48"h后，抑菌率較24和36"h有明顯的下降，這可能是因為納他霉素對真菌的生長有較強的抑制作用，隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)液中細菌逐漸成為優(yōu)勢菌群，從而導致納他霉素抑菌效果下降明顯。

2.1.2 乳酸鏈球菌素 由圖2可知，在冷加工糕點的培養(yǎng)過程中，樣品抑菌率在培養(yǎng)24和36"h后變化不大，隨著濃度的增加變化相對平緩，結(jié)果與納他霉素處理后的變化規(guī)律相似。在培養(yǎng)48"h后，當乳酸鏈球菌素濃度達到0.3"g/L，抑制率較0.2"g/L濃度時有較大的提升。表明乳酸鏈球菌素濃度高于0.3"g/L時有著更好的抑菌效果。

2.1.3 ε-聚賴氨酸 由圖3可知，在不同時間段的培養(yǎng)過程中，對比其他兩種天然抑菌劑，ε-聚賴氨酸處理后樣品的抑菌率始終處于較高水平，隨著濃度的增加，抑菌率逐漸升高；且隨著培養(yǎng)時間的變化，抑菌率呈下降趨勢，但始終保持著較高水平。

綜上，在不同種類抑菌劑的處理條件下，隨著抑菌劑濃度的升高，抑菌率均呈上升趨勢，表明各種抑菌劑均有一定的抑菌效果。隨著培養(yǎng)時間的增加，抑菌率均呈下降趨勢。比較發(fā)現(xiàn)，ε-聚賴氨酸在整個試驗過程中抑菌效果最佳，且隨著培養(yǎng)時間的增加，抑菌率的下降速率較慢，呈現(xiàn)出較強的抑菌性。

2.2 正交試驗

由表2可知，各因素對樣品菌落總數(shù)影響的主次順序為ε-聚賴氨酸gt;乳酸鏈球菌素gt;納他霉素。9個處理組合中，抑菌效果最好的組合為A1B2C3，即納他霉素0.22"g/L、乳酸鏈球菌素0.26"g/L和ε-聚賴氨酸0.20"g/L，抑苗率91.15%。由K值確定的各因素的理論最優(yōu)組合為A1B2C1，即納他霉素0.22"g/L、乳酸鏈球菌素0.26"g/L和ε-聚賴氨酸0.12"g/L。

3 結(jié)論與討論

李新等[8]研究乳酸鏈球菌素、溶菌酶、迷迭香提取物和納他霉素4種天然抑菌劑對哈爾濱紅腸貯藏期品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長，紅腸的菌落總數(shù)呈上升趨勢。本研究結(jié)果表明，隨著培養(yǎng)時間的延長，抑菌劑的抑菌率逐漸下降，即冷加工蛋糕中菌落總數(shù)呈上升趨勢，與上述研究結(jié)果相似。吳臻儀等[9]研究復配保鮮劑對葡萄的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)防腐保鮮劑對樣品菌落總數(shù)影響的主次順序為水楊酸gt;納他霉素gt;溶菌酶gt;乳酸鏈球菌素；吳彥瑩等[10]通過單因素試驗表明，各防腐劑抑菌效果的重要性為殼聚糖gt;乳酸鏈球菌素gt;納他霉素。本研究發(fā)現(xiàn)，各抑菌劑的對樣品菌落總數(shù)影響的主次順序為ε-聚賴氨酸gt;乳酸鏈球菌素gt;納他霉素。與相關(guān)研究結(jié)果有所區(qū)別，原因可能是葡萄和飲料與蛋糕的品種特點存在差異。與ε-聚賴氨酸相比，乳酸鏈球菌素和納他霉素的抑菌率明顯較低，表現(xiàn)出較弱的抑菌效果，這可能與納他霉素對真菌抑制能力較強、乳酸鏈球菌素對部分細菌的抑制效果有限相關(guān)[11]。不同天然抑菌劑的抑菌機理不同，由于冷加工蛋糕中微生物體系較為復雜，單一天然抑菌劑的抑菌范圍及能力有限，且某些抑菌劑的活性和穩(wěn)定性易受到冷加工蛋糕加工環(huán)境和基質(zhì)的影響，使用復配抑菌劑往往能發(fā)揮其協(xié)同增效作用，更好地延長冷加工蛋糕的貨架期。

本試驗通過測定和不同濃度的ε-聚賴氨酸、乳酸鏈球菌素和納他霉素處理不同時間對冷加工蛋糕抑菌率的影響，并通過正交試驗篩選出抑菌效果最優(yōu)的組合。發(fā)現(xiàn)ε-聚賴氨酸、乳酸鏈球菌素和納他霉素均有一定的抑菌作用，其理論最佳抑菌組合為納他霉素0.22"g/L、乳酸鏈球菌素0.26"g/L和ε-聚賴氨酸0.12"g/L。試驗表明天然復配抑菌劑具有廣闊的應用前景，對延長冷加工蛋糕的貨架期具有一定的指導意義。

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（責任編輯：胡立萍）