程 芳 陳 偉 李 靖 劉錦繡 于 斌

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，泰安 271018)

(煙臺南山學(xué)院食品與營養(yǎng)保健學(xué)院2，煙臺 265713)

隨著人們生活水平的提高，人們越來越重視糧食安全，糧食在貯藏過程中主要受到霉菌和細(xì)菌(特別是細(xì)菌中的芽孢桿菌)的影響。張彩霞等［1］研究指出細(xì)菌和霉菌污染的小麥粉，由于蛋白質(zhì)被微生物分解，面筋值的含量減少和品質(zhì)下降。Sorokulova等［2］研究污染小麥粉的15種枯草芽孢菌中10種和6種地衣芽孢桿菌的4種能夠使實(shí)驗(yàn)室烘焙的面包發(fā)生黏性腐敗。由芽孢桿菌引起的包黏性腐敗降低了面包的貨架期，對消費(fèi)者造成了損失［3－4］。

在發(fā)達(dá)國家，糧食儲藏已經(jīng)開始采用現(xiàn)代化冷庫或氣調(diào)庫，進(jìn)行低溫、干燥、防霉、防蟲、防鼠儲藏［5－6］。而我國是綜合運(yùn)用機(jī)械通風(fēng)，薄膜密閉，化學(xué)藥劑熏蒸來儲藏糧食［7－8］。隨著我國食品工業(yè)的發(fā)展利用安全高效生物抑菌劑替代化學(xué)抑菌劑已成為一種趨勢［9］。目前應(yīng)用的生物防腐劑乳酸鏈球菌素(Nisin)能有效地抑制許多細(xì)菌尤其對G+菌，如枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌等有很強(qiáng)的抑制作用［10］。另一種是那他霉素(Natamycin)，真菌對其極為敏感，使用微量即可抑制真菌生長，那他霉素(GB 2760—1996)用量為200～300 mg/kg混懸液噴霧或浸泡，殘留量小于10 mg/kg。若將那他霉素與山梨酸鉀的最小抑制濃度值(MIC)相比較可以看出，山梨酸鉀抑制和殺死霉菌和酵母菌的功效比那他霉素低100～200倍。與常用的山梨酸鉀等防腐劑相比，那他霉素在pH值為3～9時(shí)具有活性，其適用pH值的范圍更寬［11－12］。陳偉暢［13］研究了生姜水提取物替代傳統(tǒng)化學(xué)防霉劑雙乙酸鈉用于大米的防霉保鮮效果明顯。

本試驗(yàn)通過利用那他霉素、腫丁胺、山梨酸鉀、Nisin 4種抑菌劑對小麥處理后在20℃，RH 75%條件下貯藏，檢測貯藏過程中的微生物菌落總數(shù)及脂肪酸值、總酸度及沉淀值等品質(zhì)變化。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 糧食樣品(見表1)

表1 小麥產(chǎn)地、品種和初始品質(zhì)

1.1.2 儀器

分析天平(精度0.000 1 g):多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;高壓蒸汽滅菌鍋:山東新華醫(yī)療器械有限公司;超凈工作臺:蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;LRH－250生化培養(yǎng)箱:上海一恒科技有限公司;HH－4數(shù)顯恒溫水浴鍋:國華電器有限公司;pHs－3型酸度計(jì):上海第二分析儀器廠;HYG－B全溫度搖瓶柜:太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;JFSD－70實(shí)驗(yàn)室粉碎磨:上海市嘉定糧油檢測儀器廠;202型－鼓風(fēng)干燥箱:龍口市先科儀器公司;YS光學(xué)顯微鏡:日本尼康。

1.2 方法

1.2.1 水分調(diào)節(jié)方法

將清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(jì)算調(diào)節(jié)至目標(biāo)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，用薄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%［14］。

1.2.2 小麥樣品不同抑菌劑的處理

試驗(yàn)選用的4種藥品均為食品中常見防腐殺菌劑(GB 2760—2011)，分別為:糧食熏蒸劑仲丁胺及食品添加劑:那他霉素、山梨酸鉀、Nisin，將山梨酸鉀，Nisin，那他毒素，仲丁胺配成 7.5%，1%，0.001%，15%，各10 mL均勻噴灑在糧食上，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:20℃，相對濕度:75%)每隔7 d取樣測定相關(guān)指標(biāo)［15］。

1.2.3 相關(guān)指標(biāo)測定方法

小麥樣品含水率的測定按照GB 5497—1985糧食、油料檢驗(yàn)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;小麥總酸度值含量的測定按照GB/T 5517—1985執(zhí)行;小麥沉淀值的測定按照GB/T 15685—1995執(zhí)行;小麥中芽孢桿菌采用稀釋平板計(jì)數(shù)法計(jì)算菌落總數(shù)，按照GB 4789.2—2010執(zhí)行;小麥霉菌外部帶菌量采用稀釋平板計(jì)數(shù)法計(jì)算菌落總數(shù)按照GB 4789.15—2010執(zhí)行;耐熱芽孢桿菌的測定:將合適的稀釋度在80℃水浴10 min，用傾注法在37℃培養(yǎng)24 h，觀察計(jì)數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)處理和分析采用SASv9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同抑菌劑處理對小麥在貯藏過程中的含水率影響

將小麥樣品經(jīng)4種抑菌劑處理后在20℃，RH 75%環(huán)境中貯藏35 d。小麥含水率在貯藏過程中前7 d會有短暫的上升階段，4種處理山梨酸鉀，那他霉素、腫丁胺、Nisin和對照含水量分別上升了1.19%、0.88%、0.3%、0.81%、1.3%(圖1);由于小麥在 RH 75%條件下，環(huán)境中水氣含量低，解吸速率大于回吸速率，平衡水分會下降［16］，所以小麥在第7～28天時(shí)含水量持續(xù)降低，4種處理及空白對照分別下降了1.29%、1.48%、1.28%、1.61%、1.28%。隨著貯藏時(shí)間的延長小麥中微生物大量繁殖特別是霉菌，分解小麥中的蛋白質(zhì)和糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成水［17］，因此在第35天時(shí)小麥各處理含水率為對照(13.8%)＞山梨酸鉀(13.75%)＞Nisin(13.41%)＞那他霉素(13.40%)＞腫丁胺(13.19%)，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 不同抑菌劑處理后小麥在貯藏過程中含水率變化

2.2 4種抑菌劑處理對小麥在貯藏過程中的霉菌菌落和芽孢桿菌菌落總數(shù)影響

經(jīng)不同抑菌劑處理后小麥在貯藏過程中霉菌變化如圖2所示，經(jīng)單因素方差分析4種抑菌劑處理與對照都有極顯著差異性(P＜0.000 1);在貯藏前期霉菌污染較輕，菌落總數(shù)均低于103cfu/g，隨著貯藏時(shí)間延長小麥霉菌菌落總數(shù)除那他霉素處理減少外其他處理均逐漸增加，Nisin和對照的小麥霉菌增幅相對較大，腫丁胺、山梨酸鉀處理緩慢增加;在第35天時(shí)經(jīng)那他霉素處理后霉菌菌落總數(shù)減少了62.27%，與對照相比減低了1 643倍，腫丁胺、山梨酸鉀、Nisin和對照霉菌菌落總數(shù)分別增加了0.78倍、18倍、67倍、619倍，與對照相比分別降低了348倍、32倍、9倍，小麥經(jīng)過不同抑菌劑處理后那他霉素對霉菌的抑菌保鮮效果最好，腫丁胺次之。

圖2 不同抑菌劑處理小麥在貯藏過程中霉菌菌落總數(shù)

小麥在貯藏過程中芽孢桿菌菌落總數(shù)變化如圖3所示，經(jīng)單因素方差分析前21d不同抑菌劑處理與對照無顯著性差異(P＞0.05)，后14d不同抑菌劑與對照有極顯著差異(P＜0.000 1);芽孢桿菌菌落總數(shù)隨貯藏時(shí)間均逐漸減少，這與李彪［18］研究分析得出小麥在儲藏過程中細(xì)菌量減少，桿菌減少相一致。經(jīng)過35 d貯藏后4種處理與對照相比那他霉素處理芽孢桿菌菌落總數(shù)上升了1.3倍，腫丁胺、Nisin和山梨酸鉀處理芽孢桿菌菌落總數(shù)分別下降了 1.07 倍、1.11 倍、1.08 倍，4 種抑菌劑對小麥芽孢桿菌的抑菌效果為腫丁胺＞Nisin＞山梨酸鉀＞那他霉素。

圖3 不同抑菌劑處理小麥在貯藏過程中的芽孢桿菌菌落總數(shù)變化

2.3 4種抑菌劑對小麥貯藏過程中小麥品質(zhì)的影響

小麥在貯藏過程中的品質(zhì)變化如表2所示:小麥脂肪酸值和總酸度值都呈現(xiàn)上升的趨勢，但是沉淀值則隨著貯藏時(shí)間的延長逐漸下降;小麥脂肪酸值經(jīng)35 d貯藏，4種抑菌劑處理后脂肪酸值(mg KOH/100 g干基)變化不同，那他霉素、Nisin、腫丁胺、山梨酸鉀處理與對照相比小麥脂肪酸值分別下降了 1.86 倍、1.76 倍、1.85 倍、1.08 倍;總酸度值(mL KOH/10 g干基)在35 d時(shí)那他霉素、Nisin、腫丁胺、山梨酸鉀與對照相比分別下降了1.33倍、1.18 倍、1.31 倍、1.20 倍;小麥沉淀值(mL)均下降了31.58%左右，小麥沉淀值4種處理與對照沒有明顯差異。

2.4 小麥脂肪酸值、總酸度值、沉淀值與芽孢桿菌、霉菌菌落總數(shù)的線性相關(guān)性

相關(guān)性分析如表3、表4、表5所示，經(jīng)那他霉素處理后小麥總酸度值與霉菌菌落總數(shù)呈負(fù)相關(guān)(R2=－0.134，n=6)，山梨酸鉀處理后總酸度值與霉菌呈顯著正相關(guān)(R2=0.888，n=6)，其他處理及對照均與霉菌呈正相關(guān);經(jīng)那他霉素處理后脂肪酸值與霉菌呈負(fù)相關(guān)(R2=－0.608，n=6)，其他處理及對照均與霉菌呈正相關(guān)，沉淀值各處理與霉菌呈負(fù)相關(guān);小麥總酸度值及脂肪酸值與芽孢桿菌菌落總數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，沉淀值各處理與芽孢桿菌呈顯著正相關(guān)。

表2 不同抑菌劑處理山西小麥在貯藏過程中小麥品質(zhì)變化

表3 山西小麥總酸度值和芽孢桿菌、霉菌菌落總數(shù)的關(guān)系

表4 山西小麥脂肪酸值和芽孢桿菌、霉菌菌落總數(shù)的關(guān)系

表5 山西小麥沉淀值和芽孢桿菌、霉菌菌落總數(shù)的關(guān)系

3 討論

3.1 抑菌劑對小麥在貯藏過程中微生物影響

隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展，安全高效的生物防腐劑已經(jīng)逐漸取代化學(xué)防腐劑。生物防腐劑已廣泛用在肉類，果蔬等加工食品中，應(yīng)用于糧食防腐則甚少;劉倩［15］利用抑菌劑用在大米貯藏上能夠減緩大米的陳化速度;陳偉暢［13］2008年利用天然提取物生姜水替代傳統(tǒng)化學(xué)防霉劑雙乙酸鈉用于大米的防霉保鮮效果明顯;對于小麥的貯藏還主要是控制環(huán)境因素來抑制微生物的生長。由于生物防腐劑的種類有限，提取成本高，且安全性尚未完全確定，所以食品工業(yè)中仍然應(yīng)用化學(xué)防腐劑［19］。微生物防腐劑和化學(xué)防腐劑復(fù)合來抑制糧食中微生物，即可降低生產(chǎn)成本，又可有效的降低微生物的種類和數(shù)量的實(shí)驗(yàn)是值得研究。

3.2 小麥中芽孢桿菌對小麥及其加工食品的影響

萬慕麟［20］、李彪等［18］通過分析表明，小麥粉微生物量與種類特征，在一定程度上帶有原糧小麥的微生物區(qū)系特點(diǎn)。秦泓等［21］報(bào)道，現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)中對芽孢桿菌的檢測未明確規(guī)定，制粉過程中無法將此類微生物菌落去除，甚至面制品即使經(jīng)過烘焙加工也無法完全去除芽孢桿菌，最終導(dǎo)致小麥粉成品糧中致病芽孢桿菌帶來的安全隱患，同時(shí)調(diào)研指出，面制品中芽孢桿菌來源于原料小麥粉，控制面制品中芽孢桿菌含量必須控制入機(jī)小麥中該類菌含量?？刂菩←溨形⑸锓N類及數(shù)量對小麥粉及加工產(chǎn)品有著重要影響，特別是在貯藏過程中。本試驗(yàn)只研究了小麥在貯藏過程中微生物菌落總數(shù)變化及品質(zhì)變化規(guī)律，對小麥中微生物種類還未做出明確分類。了解及確定小麥貯藏過程中芽孢桿菌的種類及數(shù)量，確保其在安全范圍內(nèi)，對小麥粉及小麥深加工產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。

4 結(jié)論

小麥在經(jīng)山梨酸鉀、那他霉素、仲丁胺、Nisin處理后在20℃，相對濕度為75%條件下貯藏35 d后各指標(biāo)的變化:小麥含水率在貯藏過程中呈現(xiàn)先有短暫上升，后持續(xù)下降分別下降;小麥芽孢桿菌菌落總數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長均逐漸減少;小麥脂肪酸值、總酸度值在貯藏過程中均有上升趨勢，而沉淀值呈下降趨勢;小麥脂肪酸值、總酸度值在貯藏過程中與霉菌菌落總數(shù)呈顯著正相關(guān)，與芽孢桿菌菌落總數(shù)呈負(fù)相關(guān)，沉淀值與霉菌菌落總數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與芽孢桿菌呈正相關(guān)。

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