朱亞珠

翁佩芳2

江華珍2

(1.浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 舟山 316021；2.寧波大學(xué)海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211)

月桂酸單甘油酯(Glycerol Monolaurate，GML)是一種親酯性非離子型表面活性劑，1977年GML與其他長鏈脂肪酸甘油單酯一同被美國FDA認定為GRAS(一般公認安全)類食品添加劑，中國衛(wèi)生部也于2005年4月批準GML可用于各類食品，且沒有用量限制，可根據(jù)實際需要添加[1]。月桂酸單甘油酯天然存在于母乳、美洲蒲葵中[2]，在pH 4～8時抗菌譜廣，對食品中常見細菌、霉菌和酵母菌均有較強的抑制作用，且優(yōu)于常用防腐劑[3-4]。GML的抑菌機理是該物質(zhì)與生物膜相結(jié)合，來影響微生物正常的物質(zhì)和能量代謝，所以對不同種類的微生物，其抑菌活性存在差異性[5-6]。GML與其他防腐劑復(fù)配能起到增效作用，如與乳酸復(fù)配，可使冷鮮肉貨架期延長5～7 d[7]。

研究[8-10]表明，將微乳化技術(shù)與復(fù)配技術(shù)相結(jié)合，可以較好地解決GML溶解性差的應(yīng)用難題，GML微乳液抗菌效果得到有效提高。目前GML復(fù)配微乳液已成功應(yīng)用于月餅、糯米糕團[11-12]、豆腐[13]、肉糜、低溫肉制品[14-15]等食品的防腐保鮮，但還沒有GML在水產(chǎn)品加工上的應(yīng)用報道。本試驗將實驗室自配的月桂酸單甘油酯微乳液應(yīng)用于魷魚絲加工中，并適當提高魷魚絲產(chǎn)品的水分含量，采用強制破壞性試驗，考察其對魷魚絲的防腐保鮮效果，并與GML單體的抑菌效果進行比較，了解月桂酸單甘油酯微乳液在魷魚絲產(chǎn)品中的應(yīng)用價值，以期為月桂酸單甘油酯微乳液在水產(chǎn)品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魷魚原料：食品級，浙江正龍食品有限公司；

月桂酸單甘油酯(GML)：單酯含量90%以上，杭州康源食品有限公司；

氯化鈉、冰乙酸、乙醚、三氯甲烷、碘化鉀、氫氧化鉀、硫代硫酸鈉：分析純；

營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：杭州微生物試劑有限公司；

虎紅(孟加拉紅)培養(yǎng)基：杭州微生物試驗廠；

月桂酸單甘油酯微乳液的制備：以GML為油相、吐溫-20 為表面活性劑、乙醇和丙二醇為助表面活性劑和水相組成微乳體系，具體配方為GML∶乙醇∶吐溫-20∶檸檬酸∶丙二醇∶水質(zhì)量比4∶4∶6∶3∶3∶12，在25 ℃下超聲波處理30 min，并命名為ME。

1.2 儀器與設(shè)備

立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器：LDZX-40BI型，上海申安醫(yī)療器械廠；

恒溫恒濕培養(yǎng)箱：HWS-160型， 寧波江南儀器廠；

超聲波儀：SB-4200DT型，寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 魷魚絲生產(chǎn)工藝流程

原料→自然解凍→剖片→脫皮→清洗→蒸煮→冷卻→一次調(diào)味→烘干→滲透→烘烤→壓延、拉絲→二次調(diào)味→滲透→烘干至水分含量(約30%)→成品

1.3.2 菌落總數(shù)測定 按GB 4789.2—2010執(zhí)行。

1.3.3 過氧化值(POV)的測定 按GB /T5009.37—2003執(zhí)行。

1.3.4 感官質(zhì)量評定 評定小組由7名經(jīng)過感官評定培訓(xùn)的評價員組成，對魷魚絲色澤、口感及氣味、組織和形態(tài)評分，采用7分制評分。由于高劑量的GML有輕微的異味、吐溫-20具有一定的后苦味，因而將口感及氣味作為產(chǎn)品感官評價的最主要指標，其在整個評價體系中加權(quán)最重，感官評價標準見表1。

表1 魷魚絲感官評價標準Table 1 The standard of sensory score for squid thread

1.3.5 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微乳液質(zhì)量濃度對防腐效果的影響

食品防腐劑的用量對產(chǎn)品抑菌效果有著較大的影響。按工廠魷魚絲正常加工工藝，在第一次調(diào)味時加入不同質(zhì)量濃度的月桂酸單甘油酯微乳液(ME)，使其平衡質(zhì)量濃度分別為0.00%，0.10%，0.50%，1.00%，2.00%，產(chǎn)品最終水分控制在30%～32%。同時做GML單體試驗作為對比，將與1.00% 和2.00% ME中相同當量的GML單體(少量乙醇溶解后)加入魷魚絲中，即單體試驗濃度分別為0.12%和0.25%，并加做0.50%和1.00% GML單體添加量的樣品，將魷魚絲成品無菌分裝到透明PE袋中，50 g/袋，熱封包裝后置于37 ℃恒溫箱中進行加速貨架期試驗。在貯藏開始和貯藏第14天分別取樣進行菌落總數(shù)測定和感官評價，結(jié)果見圖1～3。

圖1 ME和GML對菌落總數(shù)的影響Figure 1 The effect of ME and GML on TBC

圖2 ME對感官品質(zhì)的影響Figure 2 The effect of ME on sensory score of the product

圖3 GML對感官品質(zhì)的影響Figure 3 The effect of GML on sensory score of the product

由圖1可知，在貯藏開始，菌落總數(shù)曲線較為平緩，各處理樣品間菌落總數(shù)基本無差別，即ME對產(chǎn)品初始菌量無影響；貯藏14 d后，樣品間差距變得較為明顯，呈濃度依賴性，對照組、0.10%和0.50%添加量的魷魚絲，菌落總數(shù)均超過3.0×104CFU/g；當添加量達到1.00%和2.00%時，其菌落總數(shù)對數(shù)值<4.0。因而從控制產(chǎn)品細菌總數(shù)的角度來看，ME的添加量至少達到1.00%才有控制效果。GML對魷魚絲菌落總數(shù)的影響結(jié)果與ME相似，GML單體并未對魷魚絲初始細菌總數(shù)產(chǎn)生影響；而在37 ℃恒溫貯藏14 d后，GML添加量為0.12%和0.25%的魷魚絲樣品，其菌落總數(shù)對數(shù)值約達4.5，說明這2種濃度的GML對魷魚絲的防腐效果不佳；0.50%和1.00%添加量的樣品組14 d的菌落總數(shù)明顯較低，說明當GML添加量達0.50%以上時，有利于提高魷魚絲產(chǎn)品的貯藏性。

由圖2可知，在貯藏開始，魷魚絲樣品形狀、顏色、口感等較優(yōu)，最高濃度(2.00%)的ME也未使產(chǎn)品帶有異味和苦味，總體感官評分高。37 ℃貯藏14 d后，所有樣品的感官得分至少下降了近50%，這主要是在37 ℃下，魷魚絲顏色發(fā)生了顯著變化(發(fā)黃)，這項分數(shù)基本為-3。由于顏色變化導(dǎo)致其他指標均受到影響。相對來說，ME加入量越大，產(chǎn)品的感官評分略有提高，但影響不大。

由圖3可知，在貯藏開始時，當GML添加量達0.50%時，感官得分顯著下降，只得1.89分，原因是此添加量下，魷魚絲略有異味，使“口感及氣味”項得分只有1分；當GML添加量達1.00%時，異味較重，在烘烤時，飄散出來的味道較不愉悅。在貯藏14 d 后，由于魷魚絲均變黃，整體感官得分較低，差別不明顯，說明GML對魷魚絲色澤無改善作用。

本試驗同時將ME與相同濃度當量的GML抑菌性能進行了比較，結(jié)果見圖4。在選用的濃度下ME和GML對魷魚絲初始細菌總數(shù)無影響，但在37 ℃保溫貯藏14 d后，添加了GML的魷魚絲樣品，細菌總數(shù)明顯高于相同GML含量的ME組，添加微乳液A的2組菌落總數(shù)均控制在1.0×104CFU/g 以內(nèi)，可能是當把GML配制成微乳液后，微乳液中含有一定量的有抑菌效果的檸檬酸，同時ME的稀釋性和分散性均優(yōu)于GML，說明微乳化使GML的可用性提高。

2.2 ME添加次序?qū)σ志Ч挠绊?/h3>

按照魷魚絲生產(chǎn)工藝，分別在第一次調(diào)味和第二次調(diào)味時添加1.00% ME，終水分控制在30%～32%。將魷魚絲成品無菌分裝到透明PE袋中，50 g/袋，熱封包裝后置于37 ℃恒溫箱中進行ASLT試驗。在貯藏開始和第14天分別取樣進行菌落總數(shù)測定和感官評價。

圖4 ME和GML單體對菌落總數(shù)的影響比較Figure 4 Comparison of ME and GML affecting on TBC

由圖5可知，從菌落總數(shù)來看，第二次調(diào)味時添加ME效果略優(yōu)于第一次調(diào)味時添加；這可能與后期加工導(dǎo)致魷魚絲被污染有關(guān)。但從感官來看，第二次調(diào)味時添加ME口感稍差于第一次，可能是第二次調(diào)味時魷魚絲已是干制絲狀物，ME基本都覆蓋在魷魚絲表面，使得表面濃度較高或比較難混勻，導(dǎo)致有些樣品口感略帶有異味?？紤]到第二次調(diào)味時樣品水分較少，制作相同量的成品魷魚絲，在第二次調(diào)味時添加ME的實際使用量少于第一次的，結(jié)合菌落總數(shù)控制效果，采用第二次調(diào)味時添加ME較為適宜。

圖5 添加次序?qū)E抑菌及產(chǎn)品感官的影響Figure 5 The effect of adding time on ME’s bacteriostasis and product’s sensory score

2.3 貯藏期試驗

由以上試驗結(jié)果，在第二次調(diào)味時添加1.00% ME，終水分控制在30%～32%。將魷魚絲成品無菌分裝到透明PE袋中，50 g/袋，熱封包裝后置于25 ℃恒溫箱中貯藏，每5 d測定樣品的細菌總數(shù)和POV。利用魷魚絲中過氧化物可將二價鐵離子氧化成三價鐵離子，三價鐵離子與硫氰酸鹽反應(yīng)生成橙紅色硫氰酸鐵配合物，在500 nm處具有最大吸收峰，測定魷魚絲成品中的POV，結(jié)果見表2。

魷魚絲的腐敗變質(zhì)主要是由微生物生長引起的，用該品質(zhì)的變化表示的貨架壽命數(shù)據(jù)遵循一級模式，所以品質(zhì)函數(shù)為：-d[A]/dt=k[A]。經(jīng)積分推導(dǎo)，得方程：

表2 室溫下魷魚絲菌落總數(shù)和POV隨時間的變化Table 2 The total bacterial number and POV of squid thread stored at 25 ℃

(1)

式中：

A——菌落總數(shù)，CFU/g；

K——速度常數(shù)；

t——時間，d；

A0——原始菌落總數(shù)，CFU/g。

令y=lgA，x=t，利用Excel軟件可得魷魚絲在25 ℃下菌落總數(shù)隨時間的變化回歸曲線圖(圖6)及方程：y=0.014 4x+2.539 2，即：

lgA=0.014 4t+2.539 2。

(2)

參照GB 10144—2005，即食動物性水產(chǎn)制品菌落總數(shù)≤5.0×104CFU/g。根據(jù)方程(2)計算可得，當A達到5.0×104CFU/g時，時間為150 d，即5個月。

圖6 魷魚絲在25 ℃下的菌落總數(shù)變化Figure 6 Change of the TBC at 25 ℃

油脂氧化反應(yīng)在動力學(xué)上也屬于一級反應(yīng)，反應(yīng)方程為：-dc/dt=KC，經(jīng)積分推導(dǎo)，得方程：

(3)

式中：

C——過氧化值，g/100 g；

K——速度常數(shù)；

t——時間，d；

C0——初始過氧化值，g/100 g。

令y=lgC，x=t, 以lgC對t回歸計算，得25 ℃下過氧化物值的回歸曲線圖(圖7)及方程：y=0.003 6x-0.900 4，即

lgC=0.003 6t-0.900 4。

(4)

參照GB 10136—2015，預(yù)制干制水產(chǎn)品過氧化物值≤0.6 g/100 g，根據(jù)方程(4)，可計算出25 ℃下，過氧化物值達國標規(guī)定極限的時間為188 d，即6個月。

圖7 魷魚絲在25 ℃下的POV變化Figure 7 Change of POV at 25 ℃

微乳化后GML應(yīng)用于魷魚絲抑菌和貯藏試驗，魷魚絲成品在25 ℃下貯藏6個月，結(jié)合魷魚絲的感官指標、菌落總數(shù)及POV數(shù)據(jù)結(jié)果，GML應(yīng)用于魷魚絲的抑菌性能良好。

3 結(jié)論

將ME和GML單體應(yīng)用于魷魚絲試驗可知，微乳化后GML的抑菌性能提高，可能與微乳化后，各成分復(fù)配增效和溶解增效性有關(guān)。為保證產(chǎn)品的適口性，實際使用時以GML添加量低于0.50%較為適宜。從減少GML實際消耗量及細菌總數(shù)的控制兩個方面考察可知，二次調(diào)味時添加ME較好。

在確定的工藝條件(1.00% ME添加量、二次調(diào)味時添加和貯藏溫度25 ℃)下，結(jié)合一定時期內(nèi)細菌總數(shù)和POV變化規(guī)律，通過微生物生長動力學(xué)與品質(zhì)函數(shù)預(yù)測試驗樣品的貯藏時期為5個月，由POV指標可知貯藏期可達6個月。

[1] 張希, 闕斐, 宗紅, 等.月桂酸單甘油酯及其復(fù)配物對食品腐敗菌的抑菌特性[J].中國食品學(xué)報, 2016, 16(5): 89-94.

[2] 蔣増良, 楊明, 杜鵑, 等.月硅酸單甘油酯抑菌抗病毒特性及其在食品中應(yīng)用[J].中國糧油學(xué)報, 2015, 30(2): 142-146.

[3] 宋國勝, 郭祀遠, 蔡妙顏, 等.新型高效食品防腐劑——甘油單月桂酸酯[J].食品科技, 2002(1): 37-39.

[4] 梁準成, 楊繼國, 劉冬蘄, 等.月桂酸衍生物的合成與抑菌性的比較研究[J].現(xiàn)代食品科技, 2015, 31(3): 84-90.

[5] 蔣增良, 張輝, 杜鵑, 等.月桂酸單甘油酯抑菌機理、影響因素及其復(fù)配體系的抑菌特性[J].中國食品學(xué)報, 2016, 16(3): 146-151.

[6] ZHANG Hui, WEI He-wen, CUI Yin-an, et al.Antibacterial interactions of monolaurin with commonly used antimicrobials and food components[J].Journal of Food Science, 2009, 74(7): 418-421.

[7] 宋飛.單月桂酸甘油酯在冷鮮肉保鮮中的應(yīng)用研究[D].濟南: 山東輕工業(yè)學(xué)院, 2012: 53-59.

[8] 呂瑩果, 薛冬冬, 陳潔, 等.單月桂酸甘油酯微乳液抗菌性研究[J].糧食與油脂, 2011(2): 46-49.

[9] 翁佩芳, 江華珍, 吳祖芳, 等.月桂酸甘油單酯微乳液抑菌機理初探[J].中國食品學(xué)報, 2011, 11(8): 72-78.

[10] 趙存洋.單月桂酸甘油酯的抑菌性能及機理研究[D].南昌: 南昌大學(xué), 2013: 39-57.

[11] ZHANG Hui, XU Yao-qi, WU Li-jiang, et al.Anti-yeast activity of a food-grade dilution-stable microemulsion[J].Applied Microbiology and Cell Physhiology, 2010, 87(3): 1 101-1 108.

[12] 馮鳳琴, 杜鵑, 王小劉.食品防腐乳化劑月桂酸單甘油酯及其在食品中的應(yīng)用[J].中國食品添加劑, 2009(S1): 173-177.

[13] 楊明.單月桂酸甘油酯在豆腐保鮮中的應(yīng)用研究[D].杭州: 浙江大學(xué), 2014: 33-42.

[14] 韋何雯.月桂酸單甘油酯在低溫肉制品中的應(yīng)用研究[D].杭州: 浙江大學(xué), 2008: 42-54.

[15] ZHANG Hui, SHEN Yan, WENG Pei-fang, et al.Antimicrobial activity of a food-grade fully dilutable microemulsion against Escherichia coli and Staphylococcus aureus[J].International Journal of Food Microbiology, 2009, 135(3): 211-215.