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        ε-聚賴氨酸鹽酸鹽對(duì)延長椰子汁飲料保質(zhì)期的研究

        2021-10-12 09:02:22趙維武彭志貞趙淑君張占成賈舒武
        現(xiàn)代食品 2021年18期

        ◎ 趙維武,彭志貞,董 會(huì),趙淑君,張占成,賈舒武

        (鄭州拜納佛生物工程股份有限公司,河南 鄭州 450006)

        椰子汁飲料是植物蛋白飲料[1-2],富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素C及鈣、鉀、鎂、磷、鐵、鈉等礦物質(zhì),不含膽固醇,易被人體消化吸收,是營養(yǎng)極為豐富的飲料,深受廣大消費(fèi)者的歡迎。但是在椰子汁生產(chǎn)加工的過程中,極易被微生物污染,直接影響其品質(zhì),進(jìn)而縮短貨架期。本研究從控制微生物生長的角度出發(fā),研究新型生物防腐劑ε-聚賴氨酸鹽酸鹽[3]對(duì)椰子汁飲料保質(zhì)期延長的效果。

        ε-聚賴氨酸鹽酸鹽是從淀粉酶產(chǎn)色鏈霉菌(Streptomyces diastatochromogenes)受控發(fā)酵培養(yǎng)液經(jīng)離子交換樹脂吸附、解吸、提純的食品添加劑,是一種具有抑菌功能的氨基酸[4-6]。《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)規(guī)定其在飲料類的最大添加量為0.2 g·kg-1。

        1 材料與方法

        1.1 試劑與儀器

        1.1.1 材料與試劑

        ε-聚賴氨酸鹽酸鹽,鄭州拜納佛生物工程股份有限公司;蔗糖脂肪酸酯,廣西高通食品科技有限公司;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na),南通奧凱生物技術(shù)開發(fā)有限公司;山梨酸鉀,寧波王龍科技股份有限公司;椰子粉(進(jìn)口椰子原漿粉)、分子蒸餾單甘酯、酪蛋白酸鈉、微晶纖維素、聚磷酸鹽、白糖、苯甲酸鈉,市售;PCA平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基,北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

        1.1.2 儀器與設(shè)備

        LDZF-50L-III立式蒸汽壓力滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠);SK-1均質(zhì)機(jī)(金壇市科學(xué)儀器有限公司);FA1104電子天平(上海恒平科學(xué)儀器有限公司);MP1100B分析天平(上海恒平科學(xué)儀器有限公司);PHS-25pH計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司);GZX-9246MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠);BHC-1300A2生物安全柜(蘇州博萊爾凈化設(shè)備有限公司)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 配方設(shè)計(jì)

        椰子汁飲料配方:椰子原漿粉4%,白糖6%、酪蛋白酸鈉0.1%、分子蒸餾單甘酯0.04%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、微晶纖維素0.08%、聚磷酸鹽0.06%。

        1.2.2 防腐劑懸濁液的制備

        將ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復(fù)配防腐劑加純化水配制成一定濃度的懸濁液,均質(zhì)前添加到椰子汁飲料。

        1.2.3 工藝流程

        乳化劑、穩(wěn)定劑、白糖、甜味劑→干混均勻椰子粉溶解→高速剪切→定容→預(yù)熱(65~70 ℃)→二次均質(zhì)→灌裝→滅菌(124 ℃,1 min)→冷卻→成品,將成品放置于37 ℃恒溫箱里,定期檢測微生物。

        1.2.4 檢測項(xiàng)目和方法

        依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》(GB 7101—2015)微生物指標(biāo)的要求,進(jìn)行菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌的測定。①細(xì)菌總數(shù)的測定。菌落總數(shù)的測定依據(jù)GB 4789.2規(guī)定的方法進(jìn)行測定。②霉菌和酵母菌。霉菌和酵母菌的測定依據(jù)GB 4789.15規(guī)定的方法進(jìn)行測定。③抑菌率的計(jì)算公式[7]見式(1):

        式中:Y為平均抑菌率,%;A為未加防腐劑對(duì)照組平均菌數(shù),cfu·mL-1;B為試驗(yàn)組平均菌數(shù),cfu·mL-1。

        1.2.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

        (1)單因素試驗(yàn)。分別以ε-聚賴氨酸鹽酸鹽濃度、苯甲酸鈉、山梨酸鉀為單因素,考察各因素對(duì)椰子汁飲料中細(xì)菌抑菌能力的影響。各因素水平梯度分別為:ε-聚賴氨酸鹽酸鹽濃度為20 mg·L-1、30 mg·L-1、50 mg·L-1、60 mg·L-1和80 mg·L-1;苯 甲 酸 鈉濃度為200 mg·L-1、400 mg·L-1、600 mg·L-1、800 mg·L-1和1 000 mg·L-1;山梨酸鉀濃度為100 mg·L-1、200 mg·L-1、300 mg·L-1、400 mg·L-1和500 mg·L-1。

        (2)正交試驗(yàn)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果可知,ε-聚賴氨酸鹽酸鹽、山梨酸鉀對(duì)椰子汁飲料菌落總數(shù)的抑菌效果較好,又在其他試驗(yàn)中證明EDTA-2Na對(duì)ε-聚賴氨酸鹽酸鹽有明顯的增效作用,因此可將他們進(jìn)行復(fù)配,通過正交試驗(yàn)選出最佳的復(fù)配比例,以取得更好的抑菌效果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3因素3水平,每個(gè)試驗(yàn)做3個(gè)平行,采用L9(33)試驗(yàn)(37 ℃貯藏30 d)。其因素和水平見表1。

        表1 ε-聚賴氨酸鹽酸鹽和其他防腐劑正交試驗(yàn)因素與水平表(單位:mg·L-1)

        2 結(jié)果與分析

        2.1 ε-聚賴氨酸鹽酸鹽的抑菌效果

        ε-聚賴氨酸鹽對(duì)椰子汁飲料中菌落總數(shù)的影響見圖1(對(duì)照組菌落總數(shù)為6.4×103cfu·mL-1,取兩次試樣平均值)。由圖1可知,在椰子汁飲料中單獨(dú)使用ε-聚賴氨酸鹽酸鹽作為防腐劑時(shí),使用量在30~80 mg·L-1,隨ε-聚賴氨酸鹽酸鹽用量的增加,其抑菌率明顯提高,但添加量60 mg·L-1和80 mg·L-1的抑菌效果相差不大,同時(shí)考慮到成本問題,因此ε-聚賴氨酸鹽酸鹽的推薦使用量為60 mg·L-1。

        圖1 ε-聚賴氨酸鹽酸鹽對(duì)菌 落總數(shù)的抑制效果圖

        2.2 苯甲酸鈉對(duì)椰子汁飲料的抑菌效果

        苯甲酸鈉對(duì)椰子汁飲料中菌落總數(shù)的影響見圖2(貯藏溫度為37 ℃,對(duì)照組菌落總數(shù)為6.3×103cfu·mL-1,取兩次試樣平均值)。從圖2可以看出,隨著苯甲酸鈉濃度的增高,抑菌率隨之增高,當(dāng)濃度為600 mg·L-1時(shí),抑菌率達(dá)61.9%,之后隨著苯甲酸鈉濃度的增高抑菌率緩慢上升。當(dāng)濃度為1 000 mg·L-1時(shí),抑菌率也僅有62.9%,并且隨著存放時(shí)間的延長抑菌率均下降到50%以下。

        圖2 苯甲酸鈉對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果圖

        2.3 山梨酸鉀對(duì)椰子汁飲料的抑菌效果

        山梨酸鉀對(duì)椰子汁飲料中菌落總數(shù)的影響見圖3(貯藏溫度為37℃,對(duì)照組菌落總數(shù)為6.6×103cfu·mL-1,取兩次試樣平均值)。從圖3可以看出,隨著山梨酸鉀濃度的增高,抑菌率隨之增高,當(dāng)濃度為300 mg·L-1時(shí),抑菌率達(dá)89.4%,此時(shí)椰子汁飲料產(chǎn)品的菌落總數(shù)小于1 000 cfu·mL-1,之后隨著山梨酸鉀濃度的增高抑菌率繼續(xù)上升。當(dāng)濃度為500 mg·L-1時(shí),抑菌率達(dá)到92.4%,但仍不能達(dá)到要求,且隨著存放時(shí)間的延長抑菌率在逐漸下降。

        圖3 山梨酸鉀對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果圖

        2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

        ε-聚賴氨酸鹽酸鹽與EDTA-2Na、山梨酸鉀復(fù)配防腐劑的抑菌試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2的極差分析可以看出,對(duì)椰子汁飲料細(xì)菌總數(shù)的抑菌率的影響順序依次為:ε-聚賴氨酸鹽酸鹽>山梨酸鉀>EDTA-2Na,對(duì)酵母菌和霉菌的抑菌率的影響依次為:ε-聚賴氨酸鹽酸鹽>山梨酸鉀>EDTA-2Na,兩者的結(jié)果相同,因此3因素的最佳組合是A3B3C2,即ε-聚賴氨酸鹽酸鹽60 mg·L-1,山梨酸鉀300 mg·L-1,EDTA-2Na 20 mg·L-1。

        表2 ε-聚賴氨酸鹽酸鹽和其他防腐劑正交試驗(yàn)表

        3 結(jié)論

        ε-聚賴氨酸鹽酸鹽在椰子汁飲料中的最大使用量為0.2 g·kg-1,推薦用量為0.06~0.08 g·kg-1;苯甲酸鈉對(duì)椰子汁飲料中微生物的抑菌效果較差,山梨酸鉀的防腐抑菌效果不能達(dá)到要求,ε-聚賴氨酸鹽酸鹽與EDTA-2Na、山梨酸鉀具有較好的協(xié)同增效作用。在椰子汁飲料中以ε-聚賴氨酸鹽酸鹽為主體的復(fù)配防腐劑最佳比例是:ε-聚賴氨酸鹽酸鹽60 mg·L-1,山梨酸鉀300 mg·L-1,EDTA-2Na 20 mg·L-1。

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