李本領(lǐng)，高玉榮，趙新竹，李雪，王冬雪，郝君瑩

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，人們對(duì)身體健康和食品安全也越來(lái)越重視，尋找安全可靠的新型天然食品防腐劑是食品工業(yè)發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題之一[1]。乳酸菌細(xì)菌素是由乳酸菌在代謝過(guò)程中通過(guò)核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽，抑菌范圍不僅僅局限于同源細(xì)菌，產(chǎn)生菌對(duì)其細(xì)菌素有自身免疫性[2]。乳酸菌細(xì)菌素由于其安全性高，作為一種新興的天然食品防腐劑越來(lái)越受到人們的重視，目前在工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的乳酸菌細(xì)菌素主要是Nisin[3]。如果乳酸菌細(xì)菌素作為天然食品防腐劑的性質(zhì)能夠達(dá)到預(yù)期的防腐效果，那么天然生物防腐劑將有可能替代化學(xué)防腐劑走進(jìn)人們的生活，提高人們的健康水平和生活質(zhì)量。乳酸菌細(xì)菌素在食品中的抑菌活性受到多方面因素的影響，目前研究認(rèn)為：細(xì)菌素的溶解性和電荷的變化，細(xì)菌素與食品成分的結(jié)合，細(xì)菌素與蛋白酶的作用以及作為環(huán)境因子影響菌株細(xì)胞表面的變化等都會(huì)對(duì)細(xì)菌素的抑菌活性起到干擾作用[4]。前期實(shí)驗(yàn)從發(fā)酵酸黃瓜中分離到一株產(chǎn)廣譜細(xì)菌素的格氏乳球菌LG34，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的格氏乳球菌素具有抗菌譜廣，熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，具有在食品中應(yīng)用的前景[5]。乳及乳制品容易受到微生物的污染，在降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味的同時(shí)，還會(huì)造成食用者發(fā)生食物中毒、致病菌感染等嚴(yán)重后果，預(yù)防和控制微生物污染引起的危害是乳制品行業(yè)廣泛關(guān)注的重點(diǎn)之一[6]。為了探討新型廣譜乳酸菌細(xì)菌素格氏乳球菌素LG34在乳品中的應(yīng)用效果，實(shí)驗(yàn)研究了乳品主要成分及添加劑對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響，為格氏乳球菌素在乳品中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 培養(yǎng)基

MRS培養(yǎng)基（g·L-1）：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母膏5 g，K2HPO4·3H2O 2 g，乙酸鈉5 g，CaCO35 g，檸檬酸三銨2 g，MgSO4·7H2O 0.58 g，MnSO4·4H2O 0.25 g，吐溫80 1 mL，pH6.5。

營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基（g·L-1）：蛋白胨10 g，牛肉膏3 g，氯化鈉5 g，pH7.2～7.4。

指示菌上層培養(yǎng)基（g·L-1）：氯化鈉5 g，牛肉膏3 g，蛋白胨8 g，瓊脂8 g，pH值為7.4～7.6。

指示菌下層培養(yǎng)基（g·L-1）：氯化鈉5 g，牛肉膏3 g，蛋白胨8 g，瓊脂15 g，pH值為7.4～7.6。

1.1.2 化學(xué)試劑

氫氧化鈉、氯化鈉、吐溫80、化學(xué)純，購(gòu)自天津大茂化學(xué)試劑廠；乳糖、干酪素、六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉，分析純購(gòu)自沈陽(yáng)市華東試劑廠；乳脂肪由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.3 格氏乳球菌素樣品的制備

挑取1～2環(huán)Lactococcus garvieae LG34斜面菌種到10 mL MRS液體培養(yǎng)基中，30℃靜置培養(yǎng)16～18 h后，接種1%到200 mL的MRS液體培養(yǎng)基中30℃靜置培養(yǎng)24 h。4 000 r·min-1離心20 min，收集無(wú)細(xì)胞上清液，將pH調(diào)整至6.0，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將其濃縮10倍。加入無(wú)水冷乙醇過(guò)夜沉淀，將濃縮液繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮2倍[5]。

1.1.4 指示菌

金黃色葡萄球菌：由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 方法

1.2.1 乳品成分對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

分別將一定量的干酪素、乳糖、乳脂肪加入到格氏乳球菌素LG34樣品中，搖勻后靜置4 h，以未添加考察樣品的格氏乳球菌素LG34為空白對(duì)照組，通過(guò)測(cè)定相對(duì)抑菌率來(lái)評(píng)價(jià)乳糖、干酪素、乳脂肪對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響[7]。

1.2.2 乳品添加劑對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

分別將一定量的羧甲基纖維素鈉、六偏磷酸鈉加入到格氏乳球菌素LG34樣品中，搖勻后靜置4 h，以未添加格氏乳球菌素LG34的考察樣品為空白對(duì)照組，通過(guò)測(cè)定相對(duì)抑菌率來(lái)評(píng)價(jià)羧甲基纖維素鈉、六偏磷酸鈉對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響。

1.2.3 相對(duì)抑菌率計(jì)算公式

相對(duì)抑菌率=（實(shí)驗(yàn)組抑菌圈凈直徑/對(duì)照組抑菌圈凈直徑）×100%[5]。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳品主要成分對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

2.1.1 干酪素添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

干酪素是乳制品重要組成成分之一，牛乳中含量大約為3.4%[8]。因此實(shí)驗(yàn)研究了干酪素添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 干酪素添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.1 Effects of the amount of casein to antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖1可以看出，干酪素對(duì)格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著干酪素添加量的提高，相對(duì)抑菌率逐漸降低，主要原因是干酪素減少了格氏乳球菌素LG34與受體菌金黃色葡萄球菌的結(jié)合幾率，與易華西[9]等人的研究結(jié)果基本一致。

2.1.2 乳糖添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

乳糖是乳制品中重要的組成成分之一，牛乳中含量大約為4.6%[8]。因此實(shí)驗(yàn)研究了乳糖添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 乳糖添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.2 Effects of the amount of lactose to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖2可以看出，乳糖對(duì)格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著乳糖添加量的提高，相對(duì)抑菌率逐漸降低。

2.1.3 乳脂肪添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

乳脂肪也是乳制品重要組成成分之一，牛乳中含量大約為3.6%[8]。因此實(shí)驗(yàn)研究了乳脂肪添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 乳脂肪添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.3 Effects of the amount of milk fat to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖3可以看出，乳脂肪對(duì)格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著乳脂肪添加量的提高，相對(duì)抑菌率逐漸降低，主要原因是格氏乳球菌素LG34被束縛在了乳脂肪上，降低了格氏乳球菌素LG34與受體菌金黃色葡萄球菌的結(jié)合幾率[9]。

2.2 乳品添加劑對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

2.2.1 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

羧甲基纖維素鈉是乳制品常用的增稠劑，添加量按生產(chǎn)需要適量用[11]。因此實(shí)驗(yàn)研究了羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.4 Effects of the amount of sodium carboxymethyl cellulose to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖4可以看出，羧甲基纖維素鈉對(duì)格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著羧甲基纖維素鈉添加量的提高，相對(duì)抑菌率逐漸增大，主要原因是羧甲基纖維素鈉增強(qiáng)了格氏乳球菌素LG34的疏水活性，而強(qiáng)疏水活性被認(rèn)為是乳酸菌細(xì)菌素具有抗菌活性的原因之一[10]。

2.2.2 六偏磷酸鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

六偏磷酸鈉也是乳制品中常用的水分保持劑，添加量小于0.5 g·kg-1[12]。因此實(shí)驗(yàn)研究了六偏磷酸鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 六偏磷酸鈉添加量對(duì)格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.5 Effects of the amount of six sodium metaphosphate to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖5可以看出，六偏磷酸鈉對(duì)格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著六偏磷酸鈉添加量的提高，相對(duì)抑菌率逐漸降低，主要原因可能是六偏磷酸吸濕性較強(qiáng)，易水解成亞磷酸鹽。這種物質(zhì)對(duì)某些金屬離子（鈣、鎂）有生成可溶性絡(luò)合物的能力，干擾了細(xì)胞膜磷脂的電荷組成，進(jìn)而降低了細(xì)菌素與細(xì)胞膜之間的作用[12]。

3 結(jié)論

（1）乳品主要成分干酪素、乳糖、乳脂肪顯著降低了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01）。

（2）乳品添加劑六偏磷酸鈉顯著降低了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01），羧甲基纖維素鈉顯著提高了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01）。

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