那他霉素復配防霉劑對儲藏小麥真菌多樣性和品質(zhì)影響

李聽聽 陳 偉 盧中一 李廣富

(山東農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，泰安 271018)

我國是一個糧食生產(chǎn)大國，每年由于儲藏不當，造成霉變的糧食達數(shù)十億公斤，約占全國糧食總產(chǎn)量的1.5%～3%［1－2］，在品質(zhì)上的損害則是難以概述的。因此在保證儲糧數(shù)量真實的同時，確保儲糧品質(zhì)良好，對預防糧食霉變有著重要的意義。造成這一原因的根源是糧食微生物，許多真菌產(chǎn)生的真菌毒素直接威脅著人類的身體健康和生命安全。因此，建立儲糧防霉劑的應用體系是十分必要的。目前，專門研究防霉劑在糧食儲藏中應用的相關報道較少，開發(fā)廣譜、高效的糧食防霉劑，一直是糧食工作者的研究熱點。單一的防霉組分，不可能對所有的霉菌起作用，復合型防霉劑是由幾種有協(xié)同效應的防霉劑按一定比例配制而成，其增效和協(xié)同作用可以克服單一防霉劑在防霉效力上的局限性，擴大抑菌效力和范圍［3］，張明輝等［4］已在皮革防霉中采用正交試驗法設計3種防霉劑的復配防霉試驗并取得較理想結(jié)果。

在程芳等［5］單種抑菌劑對小麥防霉的基礎上選擇了那他霉素、山梨酸鉀、仲丁胺作為糧食防霉劑的主要成分，這在國內(nèi)預防糧食霉變研究中尚處于起步階段，目前這些防霉劑主要應用于飼料、皮革、食品果蔬等儲藏方面的研究［6－8］。以腫丁胺、山梨酸鉀與那他霉素組合成不同的那他霉素復配防霉劑對高水分小麥處理，將處理后的小麥置于溫度30℃、相對濕度75%的環(huán)境中儲藏，測定儲藏過程中不同階段小麥微生物菌落總數(shù)及品質(zhì)變化規(guī)律，以期研制和篩選出能滿足儲藏要求的糧食防霉產(chǎn)品。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 小麥樣品

小麥:市售，泰安當?shù)氐钠贩N魯麥21，于2013年夏季收獲。

1.1.2 主要試劑

那他霉素:大連英斯特生物技術有限公司;山梨酸鉀、仲丁胺:天津市凱通化學試劑有限公司。

1.1.3 主要儀器和設備

YXQGO2高壓蒸汽滅菌鍋:山東新華醫(yī)療器械有限公司;SW－CJ－1CU超凈工作臺:蘇凈集團安泰公司;LRH－250生化培養(yǎng)箱:上海一恒科技有限公司;pHs－3型酸度計:上海第二分析儀器廠;HYGB全溫度搖瓶柜:太倉市實驗設備廠;JFSD－70實驗室粉碎磨:上海市嘉定糧油檢測儀器廠;202型－鼓風干燥箱:中國龍口市先科儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 水分調(diào)節(jié)方法

將預處理過的小麥樣品放入滅菌后的玻璃容器內(nèi)，按其含水量計算調(diào)節(jié)至目標含水量所需的理論添加無菌水量，用噴霧器分3次將1.3倍理論添加水量的蒸餾水噴到糧食表面，用保鮮膜覆蓋使水分被完全吸收和平衡，獲得所需要平衡水分13.6%［9］。

1.2.2 小麥樣品不同抑菌劑的處理

根據(jù)食品安全國家標準食品添加劑使用標準GB 2760—2011，選用3種高效無公害的種防霉劑，進行不同組合處理小麥，分別為糧食熏蒸劑仲丁胺、那他霉素、山梨酸鉀。將山梨酸鉀，那他毒素，仲丁胺分別配成 7.5%、0.001%、15%的溶液，每個組合共10 mL均勻噴灑在1 500 g糧食上，3個平行試驗，每個樣品的小麥量是500 g，并做空白對照。4℃放置24 h，平衡水分在13.6%左右。將處理好的糧食放在PE(0.05)保鮮袋中，放在培養(yǎng)箱中(溫度30℃，相對濕度75%)，定期取樣測定相關指標。

表1 不同試驗處理

1.2.3 相關指標的測定法

小麥樣品含水率的測定按照GB 5497—1985《糧食、油料檢驗水分測定法》執(zhí)行;小麥脂肪酸值含量的測定按照GB/T 15684—1995執(zhí)行;小麥黏度值測定按照LS/T6101—2002《谷物黏度測定 快速黏度儀法》執(zhí)行;玉米中霉菌的分離及鑒定參照GB/T 4789.16《谷物黏度測定 快速黏度儀法》［10］、中國真菌志第五卷“曲霉屬及相關有性型”和參考文獻［11］執(zhí)行。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)處理和分析采用SASv9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 復合抑菌劑對小麥含水率的影響

用7種復合防霉劑處理的小麥樣品在30℃，RH75%的環(huán)境中儲藏35 d。小麥水分在儲藏前7 d，大部分呈現(xiàn)短暫上升趨勢。小麥在RH75%條件下，由于環(huán)境中水氣含量低，解吸率大于回收率，平衡水分會下降［12］。隨著貯藏時間的延長，小麥中的真菌和細菌開始大量繁殖，尤其是真菌，大量分解小麥中的蛋白質(zhì)和糖類轉(zhuǎn)變?yōu)樗?3］。此時貯麥中的水分是由環(huán)境、微生物及自身代謝三重作用的綜合結(jié)果。所以，在7～28 d時，小麥水分呈現(xiàn)波折起伏的狀態(tài)。在貯藏35 d時，小麥各水分率為對照(15.433%)＞處理7(15.260%)＞處理1(15.238%)＞處理5(15.172%)＞處理 3(14.838%)＞處理 6(14.758%)＞處理 2(14.630%)＞處理4(14.505%)。經(jīng)單因素方差分析，各處理水分含量與對照相比，無顯著性差異(P＞0.05)。

圖1 不同復合防霉劑對貯麥各階段水分的影響

2.2 復合抑菌劑對小麥貯藏過程中曲霉、青霉及真菌總數(shù)的影響

經(jīng)不同防霉劑復配處理后，真菌菌相變化如圖2～圖4所示，在貯藏第14～28 d時間內(nèi)，7種復合防霉劑與對照組相比，有顯著性差異(P＜0.05)，其他貯藏時間均無顯著性差異(P＞0.05)。隨著貯藏時間的延長，大部分復合防霉劑抑菌效果對總真菌量、曲霉量和青霉量抑制效果均比單重抑菌劑要好，這可能由于復配防霉劑的協(xié)同作用，增強防霉的時間和防霉能力。在貯藏35 d時，與對照相比，對于可培養(yǎng)真菌總量，7種防霉劑分別抑制了11、64.3、10、1 802、18、23.4、19.4 倍;對于曲霉總量，7 種防霉劑分別抑制了 12、68、10、9 423、20、33、32 倍;對于青霉抑制最好的組合是山梨酸鉀和那他霉素的組合，與對照組相比也抑制7倍。整個貯藏過程中，通過抑菌能力、抑菌范圍和抑菌穩(wěn)定性綜合分析，最優(yōu)的抑真菌劑組合是處理4，即山梨酸鉀和那他霉素的組合。

圖2 復合防霉劑對貯麥可培養(yǎng)真菌總菌落的影響

圖3 復合防霉劑對貯麥可培養(yǎng)曲霉的影響

圖4 復合防霉劑對青霉菌的影響

2.3 復合抑菌劑處理對小麥品質(zhì)的影響

小麥貯藏過程中品質(zhì)的變化如表3所示，小麥脂肪酸整個過程中呈上升趨勢，這是因為在微生物作用下，小麥中的脂肪酶被大量激活，使小麥中的脂肪水解成甘油和脂肪酸，隨著儲藏時間延長，脂肪酸產(chǎn)生率大于損耗率，脂肪酸被逐步積累［14］。在貯藏35 d后，7個處理相對對照組依次減小了51.3、56.3、48.3、65.3、40.1、46.6、51.6 mgKOH/100 g 干基。最佳的抑制脂肪分解的是處理4。

峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值和回生值在前7 d的貯藏過程中均減小?？赡苡捎趧傓D(zhuǎn)入新的貯藏環(huán)境，小麥自身新陳代謝加快，小麥中α－淀粉酶的活性升高將大分子淀粉降解成小分子的糊精和少量麥芽糖及葡萄糖，淀粉的分子質(zhì)量變小，造成黏度下降［15］。此后，小麥的峰值黏度、回生值和衰減值均隨貯藏時間延長而稍增大。這可能因為隨著儲藏時間的延長，小麥上的微生物開始大量繁殖，尤其是貯藏真菌的大量滋生并分泌一些淀粉酶，淀粉酶更易作用于破損淀粉，破損淀粉含量高的面團持水性較低，水的釋放降低面團的稠度，使得面粉黏度增加［16］。有研究表明，峰值黏度和最低黏度和淀粉品質(zhì)極顯著正相關，是度量小麥適用品質(zhì)的重要指標［17］;衰減值代表黏度的熱穩(wěn)定性，差值越大熱穩(wěn)定性越低;終值黏度即測定結(jié)束時的黏度;回生值表示終值黏度與谷值黏度之差，顯示溫度下降時老化度，差值越小抗老化性越好［18］。經(jīng)過35 d貯藏后，相對于對照組，處理4的峰值黏度和最低黏度普遍較高，余下3個黏度指標相對很低?？芍?，對于黏度指標，最優(yōu)的是處理4的組合。再者，整個貯藏過程，經(jīng)單因素方差分析，7個處理組與對照相比，衰減值和回生值方面有顯著性差異(P＜0.05)，峰值黏度、最低黏度、最終黏度和脂肪酸黏度無顯著性差異(P ＞0.05)。

2.4 小麥品質(zhì)與真菌微生物之間的線性相關性

相關性分析如表4所示，處理1、處理3、處理5、處理6、處理7、對照與真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)呈顯著正相關，其余處理均呈正相關。這說明在30℃相對濕度75%的環(huán)境中小麥上的曲霉菌是最大優(yōu)勢菌，青霉不太適合此環(huán)境。

經(jīng)各處理后小麥的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值與真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)、青霉總數(shù)均呈正相關性;而小麥的衰減值與小麥呈現(xiàn)不規(guī)律的相關性，處理1、處理2、對照與真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)、青霉總數(shù)均呈正相關性，其余處理組合均呈負相關。再者，處理2的最低黏度與真菌總數(shù)和曲霉總數(shù)均呈顯著相關性;處理3的峰值黏度與真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)呈顯著正相關;處理5的最低黏度與青霉數(shù)呈顯著正相關，最終黏度與對照的青霉呈顯著性正相關。5個黏度指標中有4個指標與真菌菌相間呈現(xiàn)標準正相關性，說明快速黏度儀參數(shù)能較好地反映小麥粉品質(zhì)。

表2 復合防霉劑對貯藏各階段品質(zhì)的影響

表3 各貯藏階段小麥品質(zhì)與微生物間的相關性

3 結(jié)論

經(jīng)4種復配抑菌劑處理的魯麥21，在30℃、相對濕度75%條件下儲藏35 d，小麥可培養(yǎng)真菌總數(shù)、曲霉、青霉與其他各指標的變化如下:小麥含水率先有短暫上升趨勢，后期水分變化不明顯;那他霉素、那他霉素和山梨酸鉀復配物、那他霉素和仲丁胺復配物、山梨酸鉀和仲丁胺復配物、那他霉素、山梨酸鉀和仲丁胺三者復配物對小麥中真菌總數(shù)的抑制效率依次提高10、1 801、17、22、18 倍，對曲霉抑制率依次提高了12、9 423、20、33、32 倍，由0.015 g/kg 那他霉素和1 g/kg的山梨酸鉀為最佳抑菌組合，對真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)、青霉總數(shù)抑制了1 802、9 423、7倍。相對于對照組，5個抑菌組合處理過的小麥脂肪酸含量分別降低了 51.3、65.3、40.1、46.6、51.6 mg KOH/100 g干基;峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值和回生值均呈先短暫下降，后有不同程度上升的趨勢。經(jīng)各防霉劑組合處理的小麥脂肪酸值、峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值與貯藏真菌總數(shù)、曲霉總數(shù)和青霉總數(shù)呈正相關;經(jīng)各防霉劑組合處理的小麥衰減值與貯藏真菌總數(shù)和青霉總數(shù)呈正相關。通過對真菌的抑制率和對小麥品質(zhì)的綜合分析，得出最佳的復配抑菌劑是那他霉素(0.015 g/kg)和山梨酸鉀(1 g/kg)的組合。

［1］初江，韓穎，丁美賢，等.谷物干燥機的研究與發(fā)展［J］.農(nóng)機化研究，2000(4):26－28

［2］楊國峰.開發(fā)與推廣農(nóng)用小型糧食干燥設備的幾點思考［J］.糧食與飼料工業(yè)，2002(1):13－15

［3］羅愛平，李昌軍，肖蕾，等.可食天然復合保鮮膜對低溫肉制品的保質(zhì)研究［J］.食品科技，2004(5):75－78

［4］張明輝，劉彥.三種防霉劑的復配防霉實驗［J］.皮革科學與工程，2005，15(2):43 －45

［5］程芳，陳偉，李靖，等.4種抑制劑對小麥在貯藏過程中的微生物及品質(zhì)影響［J］.中國糧油學報，2013，28(4):67－71

［6］陳冠群，季波.納他霉素的特性及應用［J］.中國乳品工業(yè)，2002，30(4):26－28

［7］汪學榮，王飛，吳應利.山梨酸鉀防霉效果研究［J］.肉類工業(yè)，2001，11(1):28 －30

［8］宗汝靜，黃碧玉，蘆永新，等.仲丁胺熏蒸控制蔬菜貯藏腐爛效應初報［J］.園藝學報，1980(4):64－65

［9］黃淑霞，蔡靜平，田海娟.主要糧食品種儲藏期間霉菌活動特性研究［J］.中國糧油學報，2012(1):99－102

［10］GB/T 4789.16—2003食品衛(wèi)生微生物學檢驗常見產(chǎn)毒霉菌的鑒定［S］

［11］齊祖同.中國真菌志第五卷曲霉屬及其相關有性型［M］.科學出版社，1997:76－80

［12］周建新，王璐，彭雪霽，等.溫濕度對小麥粉儲藏過程中細菌量的影響研究［J］.糧食儲藏，2010，39(1):42 －44，56

［13］岳曉禹.稻谷中黃曲霉及霉菌生長預測模型的研究［D］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學，2009

［14］毛羽揚.油脂的貯存劣變和加熱劣變［J］.揚州大學烹飪學報，2001，18(3):34－38

［15］王麗娜，卞科.發(fā)芽對小麥品質(zhì)的影響［J］.糧食與飼料工業(yè)，2011，12(8):3 －6

［16］魏益民.谷物品質(zhì)與食品加工［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社，2005:87－88

［17］劉強，李佳佳，田建珍.面粉品質(zhì)參數(shù)對面制品品質(zhì)的影響［J］.包裝與食品機械，2011，29(6):50 －54

［18］李新華，王立群，徐亞平.玉米面粉面團品質(zhì)改良技術研究［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2002，33(5):370 －373.