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绿色栅栏因子对引起蚝油霉变微生物抑制作用的研究

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绿色栅栏因子对引起蚝油霉变微生物抑制作用的研究 绿色栅栏因子对引起蚝油霉变微生物抑制作用的研究 王瑞,何涛 (佛山市海天调味食品股份有限公司,广东 佛山 528000) 摘要:针对蚝油在开封后、食用期间容易霉变的问题进行了研究,从中分离到两株引起蚝油霉变的霉菌, 通过单因素试验研究了食盐、pH、乙醇等绿色栅栏因子对这两种霉菌的抑制作用。在此基础上,采用正 交试验对三因素组合的抑菌效果进行了研究,并对其综合抑菌效果进行检验。结果表明:单一因素的抑 菌效果不理想,三种因素组合对两种霉菌有较好的抑制作用;三种因素的抑菌作用大小依次为食盐>乙 醇>pH,较佳的抑菌条件...
绿色栅栏因子对引起蚝油霉变微生物抑制作用的研究
绿色栅栏因子对引起蚝油霉变微生物抑制作用的研究 王瑞,何涛 (佛山市海天调味食品股份有限公司,广东 佛山 528000) 摘要:针对蚝油在开封后、食用期间容易霉变的问题进行了研究,从中分离到两株引起蚝油霉变的霉菌, 通过单因素试验研究了食盐、pH、乙醇等绿色栅栏因子对这两种霉菌的抑制作用。在此基础上,采用正 交试验对三因素组合的抑菌效果进行了研究,并对其综合抑菌效果进行检验。结果明:单一因素的抑 菌效果不理想,三种因素组合对两种霉菌有较好的抑制作用;三种因素的抑菌作用大小依次为食盐>乙 醇>pH,较佳的抑菌条件为食盐含量13%,pH 4.5,乙醇含量3%。应用试验证明:此条件下的蚝油有 良好的防霉效果。 关键词:蚝油;霉菌;抑制;食盐;pH;乙醇 中图分类号:TS201.3   文献标识码:A    doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2013.08.010 文章编号:1000-9973(2013)08-0038-05 Study on Inhibition of Green Hurdle Factors on Moulds Causing Mildew of Oyster Sauce WANG Rui,HE Tao (Foshan Haitian Flavoring &Food Co.,Ltd.,Foshan 528000,China) Abstract:The research is aiming at the problem of easily mildewing of oyster sauce after opening. Two strains of moulds are isolated from the moldy samples and the inhibition effect of salt,pH and ethanol on the two strains is studied by single factor experiment,then an orthogonal experiment is designed to study the combination inhibition effect of the three factors and obtain the optimal condi- tions.Finally,the comprehensive inhibition effect is checked by application test.The results show that the single factor could not inhibit the moulds effectively,the combination of the three factors give better inhibition effects to the two moulds.The order of the inhibition effect of the three factors is salt >ethanol>pH.The optimal conditions are:salt content of 13%,pH 4.5and ethanol content of 3%.The application test proves that the oyster sauce under the optimal conditions has good mildew proof effect. Key words:oyster sauce;moulds;inhibition;salt;pH;ethanol   蚝油是一种深受消费者喜爱的调味品,杀菌、包装 完好的蚝油产品在货架期是不会出现霉变问题的。但 产品在开封后、消费者使用期间,由于受环境中微生物 的污染,再加上自身营养成分比较丰富,就会比较容易 发生长霉、变稀等变质现象。目前,化学防腐剂是延 长食品保存期的主要方式[1,2],蚝油的防霉也多依靠 收稿日期:2013-05-17 基金项目:2010年广东省技术创新项目(20101022213);广东省科技计划项目(2010A010500002) 作者简介:王瑞(1981-),女,河南新郑人,博士,研究方向:食品加工与保鲜。 —83— 试验研究  2013年第8期 总第38卷                中 国 调 味 品 CHINA CONDIMENT 添加防腐剂[3,4],而由于营养、安全的绿色消费观念日益 深入人心,尽可能不添加防腐剂而达到食品保藏目标已 成为一种趋势。这就需要从产品自身的角度筛选防腐保 鲜的栅栏因子,或考虑无毒副作用的抑菌因子的添加。 食盐是蚝油生产中的主要配料,既可增加蚝油的风味,又 有抑制微生物生长的功效,但其在蚝油中发挥的抑菌作 用强弱并未见报道。另外,降低产品pH也是提高保存期 的重要措施。近年来,乙醇作为一种公认、安全的,具有 抑菌作用的物质也受到一些研究者的关注[5],在调味品 防腐保鲜方面具有一定的应用前景。 本文对引起蚝油霉变的微生物进行了分离,并研 究了食盐、pH、乙醇等绿色栅栏因子对这些霉菌的抑 制作用。在此基础上,通过正交试验研究了三者在蚝 油中的协同抗菌作用,为实际生产中采取有效措施提 高蚝油的保藏性能,以及无防腐剂蚝油的研发提供参 考资料。 1 材料与方法 1.1 材料与设备 1.1.1 材料 蚝油:佛山市海天调味食品股份有限公司提供;食 盐、柠檬酸、乙醇均为食品级;培养基:马铃薯葡萄糖琼 脂(PDA)培养基。 1.1.2 设备 DL-CJ-2ND型超净工作台;SYQ.DSX-280B型高 压灭菌锅;DK-S26型电热恒温水浴锅;PL403型电子 天平;SHP-250生化培养箱;pHS-25型pH计。 1.2 试验方法 1.2.1 蚝油中霉变微生物的分离及返接验证试验 无菌条件下,称取已发霉变质的蚝油样品25g置 于225mL灭菌水的三角瓶中,混合均匀后,取1mL 进行10倍系列稀释。取适宜浓度的稀释液1mL,加 入到灭菌的90mm培养皿中,倒入灭菌的已冷却到 45℃左右的培养基约15mL,转动混合均匀,待培养 基凝固后,倒置,于28℃恒温培养5天后观察结果。 从培养基上挑出各个典型生长的霉菌菌落,多次 在PDA培养基上划线分离,得到纯化菌落,将分离到 的各种菌株转接于试管斜面上,然后于4℃冰箱保藏。 将分离纯化的各种菌株分别编号,进行适宜扩增 培养后,用生理盐水配制成菌悬液,分别接入蚝油样品 中,于28℃下培养,同时设对照,每日观察长霉、变稀 情况,从而确定其对蚝油长霉、变稀的影响。 1.2.2 抑菌能力的测定 以分离出的引起蚝油霉变的霉菌为研究对象,采 用生长速率法[6]对不同浓度的食盐和乙醇,以及不同 pH条件的抑菌能力进行测定。将供试菌种在PDA 平板上培养5天,备用。以PDA培养基为基础培养 基,向其中添加不同量的食盐或乙醇,或用柠檬酸调节 不同pH,配制试验所需抑菌成分浓度或pH 的培养 基,将灭菌后的培养基分别倒入灭菌的90mm培养皿 中,待凝固后,得到培养平板。以正常的PDA培养基 作为空白对照。用打孔器在供试菌落边缘打出直径 5mm的菌饼,将其接种于上述PDA平板中央,每个平 板接1个菌饼,每个处理重复3次。将培养皿置于 28℃培养,定期观察菌丝生长情况,培养7天后,用十 字交叉法测量菌落直径。按下式计算抑制率: 抑制率(%)=(对照菌落直径-处理菌落直径)/ (对照菌落直径-原菌饼直径)×100。 1.2.3 单一因素对霉菌生长的抑制作用研究 为了研究各因素单独作用的抑菌效果,以PDA 为基础培养基,分别配制食盐含量为7%,9%,11%, 13%;pH为4.5,5.0,5.5,6.0;乙醇含量为1%,2%, 3%,5%的培养基。将直径5mm的菌饼接种于上述 PDA平板中央,每个平板接1个菌饼,每个处理重复 3次,于28℃培养,7天后,用十字交叉法测量菌落直 径,以正常的PDA培养基为空白对照,按1.2.2的方 法计算各因素对两种霉菌生长的抑制率。 1.2.4 各因素组合对霉菌生长的抑制作用研究 由于食盐、pH和乙醇均有不同程度的抑菌作用,不 同因素之间可能还存在着协同作用,因此在单因素试验 的基础上,考虑其在产品中的实际应用要求,选择对于各 种霉菌有一定抑制作用的各因素进行复合,采用三因素 三水平的正交试验,以寻求各因素之间的最佳抑菌效果 组合。以PDA为基础培养基,按正交表制备所需的抑菌 试验培养基。以正常的PDA培养基为空白对照,采用生 长速率法测定各试验条件对霉菌的抑制率。 1.2.5 应用试验 为快速检验不同蚝油的防霉效果,采用微生物挑 战试验检验所得结论在蚝油中实际应用的抑菌效 果[7,8]。应用所得到的最优抑菌条件制备蚝油,以含 防腐剂和未添加防腐剂的现有蚝油样品作为对照,接 种两种霉菌菌悬液至蚝油样品中,使样品含菌量达 104~105 cfu/g,于28℃保温,每隔一定时间进行霉菌 —93— 2013年第8期 总第38卷                中 国 调 味 品 CHINA CONDIMENT 试验研究   计数检测,如发现某样品有明显可见的霉变现象,则不 再进行检测,每种样品做三个平行。 2 结果与讨论 2.1 引起蚝油霉变的微生物的分离及返接验证 经过划线分离、纯化,从霉变的蚝油样品中主要分 离到两株霉菌,将其编号为A和B。经过返接试验发 现,霉菌A在接种5天后使样品出现长霉、变稀,7天 后样品明显变稀,霉菌B则在3天后就使样品出现长 霉,20天后产品会轻微返稀,可见这两株霉菌是蚝油 霉变的主要原因。两株霉菌在PDA 培养基上培养 5天后,其菌落形态见图1。霉菌A在PDA培养基上 生长较快,5天直径可达50mm左右,菌落疏松,初为 白色,渐变为绿色,边缘有白色绒毛,菌落中心突起,随 着生长时间的延长会出现规则的同心轮纹。霉菌B 在PDA培养基上生长较慢,5天直径为15mm左右, 菌落致密,初为白色,渐变为青绿色,边缘有白色绒毛, 中心白色。因为这两种霉菌是引起蚝油霉变的主要原 因,将其作为研究对象,只要将这两种菌有效抑制,就 可达到延长保存期的目的。 图1 两种霉菌的菌落形态(PDA,5天) Fig.1Colony of the two strains(PDA,5天) 2.2 食盐含量对霉菌生长的影响 不同食盐含量对两种霉菌的抑制作用见图2。 图2 不同食盐含量对两种霉菌的抑制作用 Fig.2Inhibition effect of different salt content on the two strains   由图2可知,食盐对两株霉菌的抑制效果随着其 含量的升高而增强。食盐含量越低,霉菌生长速率越 快,菌落越大,抑制率越小。当食盐含量为7%时,抑 制率在13%~18%之间;而食盐含量达到13%时,对 霉菌的生长抑制率为50%~65%。可见,在试验添加 的含盐量条件下,单独的盐对霉菌的生长的抑制作用 不理想。同时从结果可知,霉菌B对食盐的耐受性更 强。考虑到蚝油国家标准食盐含量不能超过14%[9], 一般产品的含盐量在9%~13%之间,优化试验中选 择这个范围。 2.3 pH对霉菌生长的影响 经普查,目前市场上蚝油产品的pH在4.5~6.0 之间,因此研究选择了这个pH 范围。不同pH 对两 种霉菌的抑制作用见图3。 图3 不同pH对两种霉菌的抑制作用 Fig.3Inhibition effect of different pH values on the two strains   由图3可知,随着环境pH的升高,对霉菌的抑制 作用减弱,但试验的pH条件均不能阻止霉菌的生长。 相对于食盐,pH降低对两种霉菌的抑制作用更小;pH 为4.5时,对霉菌 A和B的抑制率分别为15.3%和 11.2%;当pH 为6.0时,两种霉菌生长完全不受影 响。总的来说,在产品可容许调节的范围内,单独依靠 降低pH 而发挥的抑菌作用并不明显,考虑到pH 与 其他因素协同的抑菌效果,优化试验中选择pH 范围 为4.5~5.5。 2.4 乙醇含量对霉菌生长的影响 不同乙醇含量对两种霉菌的生长的影响见图4。 —04— 试验研究  2013年第8期 总第38卷                中 国 调 味 品 CHINA CONDIMENT 图4 不同乙醇含量对两种霉菌的抑制作用 Fig.4Inhibition effect of different ethanol content on the two strains   由图4可知,低含量的乙醇对霉菌的生长抑制作用 较小,1%的乙醇几乎无抑菌效果;较高浓度的乙醇抑菌 作用较好;当乙醇含量为5%时,对霉菌A和霉菌B抑 菌率分别达到78.2%与66.3%;同样,乙醇也不能完全 阻止霉菌的生长,乙醇对霉菌A的抑制效果要强于霉 菌B。虽然乙醇含量越高,抑菌效果越好,但考虑到乙 醇可能会对蚝油的稳定性有一定的影响,在产品中不宜 添加过多,优化试验中选择1%~3%这个范围。 2.5 各因素综合的抑菌效果试验 单因素试验结果表明:食盐、pH、乙醇单独作用均 没有理想的抑菌效果;霉菌B的抗菌作用要强于霉菌 A,只要霉菌B得到有效抑制,霉菌A也会被抑制。因 此,在单因素试验的基础上,结合产品中应用的实际情 况,研究了食盐、pH、乙醇三因素综合作用对霉菌B的 抑制作用。研究采用了三因素三水平的正交试验,试验 结果及极差分析见表1,试验结果的方差分析见表2。 表1 正交试验及结果 Table 1The design and result of orthogonal experiment 试验号 因素 食盐含量(%) pH 乙醇含量(%) 抑制率(%) 1  1(9) 1(5.5) 1(3) 44.1 2  1  2(5.0) 2(2) 43.3 3  1  3(4.5) 3(1) 35.6 4  2(11) 1  2  59.5 5  2  2  3  50.7 6  2  3  1  68.6 7  3(13) 1  3  81.8 8  3  2  1  93.5 9  3  3  2  95.8 k1 41.0  61.8  68.7 续 表 试验号 因素 食盐含量(%) pH 乙醇含量(%) 抑制率(%) k2 59.6  62.5  66.2 k3 90.4  66.7  56.0 R  49.4  4.9  12.7 主次因素 A>C>B 优势组合 A3B3C1 表2 正交试验方差分析表 Table 2The table of variance analysis of orthogonal experiment 因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性 食盐含量(%)3729.626  2  847.255  19.000 显著 pH  41.536  2  9.436 不显著 乙醇含量(%) 271.069  2  61.579 显著 误差 4.40  2   结果表明:三者组合的抑菌效果要明显好于单一 因素的作用,在相同的培养条件下,与对照相比,菌落 的生长速度明显减慢,抑菌率提高。可见,三因素具有 良好的协同抑菌作用。采用直观分析法,比较试验中 三个因素的极差R大小。由表1可知,三个因素的主 次顺序是A(食盐含量)>C(乙醇含量)>B(pH)。 抑菌率越高表明抑菌效果越好,根据各因素的k 值确定抑菌效果最好的组合是 A3B3C1,即食盐含量 13%,pH 4.5,乙醇含量3%。 方差分析结果表明:食盐含量和乙醇含量对霉菌 的抑制效果显著(P<0.05),而pH对霉菌的抑制效果 不显著(P>0.05)。可见,要使产品不加防腐剂且有 好的抑菌效果,配方中除提高盐的含量外,还可采用添 加乙醇、降低pH等措施,利于各因子协同抗菌作用提 高抑菌效果。 2.6 应用试验结果 不同蚝油样品接种两种霉菌混合液后,于28℃保 温,每隔一定时间进行霉菌计数检测,结果见表3。 表3 不同蚝油样品对两种霉菌的抑制效果 Table 3The inhibition effect of different oyster sauce samples on the two moulds 样品 各时间的霉菌数(cfu/g) 0天 3天 7天 14天 21天 28天 对照(无防腐剂) 4.9×104 长霉 长霉、变稀 - - - 对照(含防腐剂) 5.0×104  4.2×104  2.8×104  8.2×103  4.0×103  1.8×103 优化条件 5.0×104  5.0×104  4.9×104  4.9×104  4.8×104  4.7×104   注:三种样品未接菌的空白霉菌数均<10cfu/g;“-”表示 不再进行检测。 —14— 2013年第8期 总第38卷                中 国 调 味 品 CHINA CONDIMENT 试验研究   由表3可知,含防腐剂的对照蚝油样品防霉效果 最好,霉菌数在保存期内逐渐下降;去除防腐剂后,其 防霉效果明显降低,3天就出现长霉,7天则进一步长 霉、变稀。使用优化条件制备的蚝油,其抑菌能力明显 优于去除防腐剂的对照样品,霉菌数在保存期内没有 发生增加,产品感官上也没有出现长霉、变稀等霉变现 象,说明样品有较好的抑菌能力。结果表明:利用食 盐、pH和乙醇的协同抑菌作用可明显提高蚝油的防 霉效果。 3 结论 通过分离纯化及返接验证试验,得到了引起蚝油 霉变的两株霉菌。 食盐和乙醇对两株霉菌的抑菌作用随着其含量的 增加而增强,降低pH对霉菌也有一定的抑制效果,但 单一因素的抑菌效果均不理想。13%的盐含量只能在 一定程度上抑制霉菌的生长速度,并不能完全抑制或 杀死微生物;单独依靠调节pH 在蚝油中发挥的抑菌 作用很弱;5%的乙醇对抑制霉菌的生长速度有一定的 效果,1%的乙醇几乎没有抑菌作用。 三种因素综合对目标菌有较好的抑制作用,正交 试验结果表明三种因素的抑菌强弱顺序为食盐>乙醇 >pH;最优组合为食盐含量13%,pH 4.5,乙醇含量 3%,此条件下蚝油有较好的防霉效果。 参考文献: [1]吴健勋,黄建蓉.食品防腐剂对菌落总数检测影响的研 究[J].食品科技,2010,35(1):297-299. [2]丁培峰.纳他霉素和茶多酚在酱油中的应用研究[J].中国 调味品,2011,36(5):21-24. [3]张日生,晏会英.霉克在调味品———蚝油中的防腐应用[J]. 食品工业科技,2000,21(5):66. [4]任艳艳,张水华,李沛,等.酵母味素在蚝油生产中的应 用[J].中国调味品,2003(12):13-16. [5]王向阳,姜丽佳.真空包装腌萝卜干中腐败微生物的抑制研 究[J].中国调味品,2009,34(7):69-72. [6]李德新,郭凤根,王仕玉,等.3种抑菌剂对蛇足石杉内生真 菌黑曲霉的抑制效果研究[J].安徽农业科学,2011,39 (20):12106-12107,12110. [7]熊家娟.药品中防腐剂的抗菌效力测定与评价[J].中国药 事,2005,19(10):592-594. [8]李凤琴,李玉伟,王晔茹,等.食品用防腐剂防腐效果的测定 和评价程序研究[J].卫生研究,2009,28(6):657-661. [9]GB/T 21999-2008,蚝油[S]. (上接第37页)差范围之内。说明模型能较好地预测实 际发酵情况,得到的结果可以在实践中应用。 4 结论 本文首先利用单因素法,对影响类胡萝卜素产量 的条件进行了评价。结果表明:影响类胡萝卜素的最 优培养条件为培养温度30℃,光照强度3000lx,接种 量15%。在单因素实验基础上,通过响应面法(RSM) 建立了关键影响类胡萝卜素产量的二次多项数学模 型,并利用统计学方法对该模型进行了显著性检验,优 化了因子水平,探讨了各因子间的交互作用。光合细 菌Rhodospirillum RubrumS1发酵培养条件为培养 温度32℃,光照强度2995.85lx,接种量15.8%。实 验结果证明:采用 RSM 法对光合细菌Rhodospiril- lum RubrumS1培养条件进行优化,不仅科学合理,而 且快速有效。 参考文献: [1]BARTLEY G E,SCOLNIK P A.Plant carotenoids:pig- ments for photoprotection,visual attraction and human health[J].Plant Cell,1995(7):1027-1038. 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