天然抑菌劑對(duì)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(fù)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(cè)定蛋糕在不同培養(yǎng)時(shí)間（24、36、和48 h）下的菌落總數(shù)，計(jì)算其抑菌率，并通過正交試驗(yàn)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?yàn)棣?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(zhǎng)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(hào)" TS201.3"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A""""""" 文章編號(hào)" 1007-7731（2024）22-0093-04

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.22.020

基金項(xiàng)目 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2023MK064）。

作者簡(jiǎn)介 程瀟（1982—），男，安徽六安人，博士，高級(jí)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(fèi)者的喜愛。然而，其含水量較高、營(yíng)養(yǎng)成分豐富，在加工及儲(chǔ)存過程中易受到微生物污染，造成菌落總數(shù)超標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)品腐敗無(wú)法食用[1-2]。因此，控制微生物生長(zhǎng)繁殖，對(duì)于提高冷加工蛋糕的品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期極其重要。

食品防腐劑是一類可以殺滅或抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的物質(zhì)，按照其組分和來(lái)源可以分為天然和人工化學(xué)合成兩大類[3]。隨著對(duì)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(diǎn)以及良好的抑菌效果受到生產(chǎn)企業(yè)的青睞以及消費(fèi)者的認(rèn)可，被廣泛應(yīng)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(duì)細(xì)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(duì)造成食品腐敗的革蘭氏陽(yáng)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(duì)革蘭氏陽(yáng)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(yīng)用研究處于探索階段?；诖耍疚耐ㄟ^平板計(jì)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(fù)配對(duì)冷加工蛋糕中菌落總數(shù)的抑制效果，并采用正交試驗(yàn)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(zhǎng)貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

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

1.2 設(shè)備與儀器

試驗(yàn)設(shè)備與儀器包括BagMixer 40型拍擊式均質(zhì)器（法國(guó)Interscience）、移液器 Eppendorf research plus（德國(guó)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(guó)Binder公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 天然抑菌劑的配制 準(zhǔn)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(yàn) 稱取冷加工蛋糕25.0"g，加入225"mL無(wú)菌生理鹽水制成1∶10稀釋液，吸取稀釋液9"mL到15"mL無(wú)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(duì)照。置于36"℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)24、36和48"h時(shí)分別進(jìn)行無(wú)菌取樣，吸取培養(yǎng)液1"mL至無(wú)菌培養(yǎng)皿中。

1.3.3 天然抑菌劑復(fù)合正交試驗(yàn) 依據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，設(shè)置復(fù)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(wú)菌生理鹽水為空白對(duì)照，采用3因素3水平設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)（表1），培養(yǎng)時(shí)間設(shè)為48"h。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

取樣后按照GB 4789.2—2022《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)" 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)" 菌落總數(shù)測(cè)定》的方法進(jìn)行培養(yǎng)并計(jì)數(shù)，每次做2個(gè)重復(fù)，計(jì)數(shù)結(jié)果取平均值，計(jì)算抑菌率如式（1）。

抑菌率（%）=（對(duì)照組樣品菌落總數(shù)－處理組菌落總數(shù)）÷對(duì)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(jìn)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(diǎn)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(duì)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?yàn)榧{他霉素對(duì)真菌的生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，培養(yǎng)液中細(xì)菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌群，從而導(dǎo)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(diǎn)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(duì)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(dāng)乳酸鏈球菌素濃度達(dá)到0.3"g/L，抑制率較0.2"g/L濃度時(shí)有較大的提升。表明乳酸鏈球菌素濃度高于0.3"g/L時(shí)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(shí)間段的培養(yǎng)過程中，對(duì)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(shí)間的變化，抑菌率呈下降趨勢(shì)，但始終保持著較高水平。

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

2.2 正交試驗(yàn)

由表2可知，各因素對(duì)樣品菌落總數(shù)影響的主次順序?yàn)棣?聚賴氨酸gt;乳酸鏈球菌素gt;納他霉素。9個(gè)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(duì)哈爾濱紅腸貯藏期品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，紅腸的菌落總數(shù)呈上升趨勢(shì)。本研究結(jié)果表明，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，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(shì)，與上述研究結(jié)果相似。吳臻儀等[9]研究復(fù)配保鮮劑對(duì)葡萄的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)防腐保鮮劑對(duì)樣品菌落總數(shù)影響的主次順序?yàn)樗畻钏醙t;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(yàn)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(duì)樣品菌落總數(shù)影響的主次順序?yàn)棣?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(diǎn)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(duì)真菌抑制能力較強(qiáng)、乳酸鏈球菌素對(duì)部分細(xì)菌的抑制效果有限相關(guān)[11]。不同天然抑菌劑的抑菌機(jī)理不同，由于冷加工蛋糕中微生物體系較為復(fù)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(fù)配抑菌劑往往能發(fā)揮其協(xié)同增效作用，更好地延長(zhǎng)冷加工蛋糕的貨架期。

本試驗(yàn)通過測(cè)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(shí)間對(duì)冷加工蛋糕抑菌率的影響，并通過正交試驗(yàn)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(yàn)表明天然復(fù)配抑菌劑具有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)延長(zhǎng)冷加工蛋糕的貨架期具有一定的指導(dǎo)意義。

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（責(zé)任編輯：胡立萍）