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        菌落濃度對(duì)肉桂酸鉀及苯甲酸鈉抑菌效果影響的分析

        2023-12-02 09:29:06余春平馬齊兵
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2023年20期
        關(guān)鍵詞:苯甲酸鈉肉桂酸防腐劑

        余春平,馬齊兵

        (武漢能邁科實(shí)業(yè)有限公司,湖北 武漢 430000)

        食品防腐劑是一類可防止食品在貯存、流通過程中受到微生物增殖而引起變質(zhì)的化合物,大部分防腐劑僅具有抑制微生物生長(zhǎng)的作用,無(wú)殺菌作用,因此食品中初始菌落總數(shù)的高低可能會(huì)影響防腐劑的抑制作用。

        肉桂酸又名桂皮酸、3 - 苯丙烯酸,是中藥肉桂的有效活性成分。肉桂酸具有良好的抑菌、抗腫瘤、消炎等活性,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)中。肉桂酸幾乎不溶于水,實(shí)際應(yīng)用時(shí)常使用鉀鹽,即肉桂酸鉀[1]。

        采用天然抑菌劑和防腐劑對(duì)食品進(jìn)行防腐保鮮是食品加工過程中的常用手段,食品預(yù)處理也是重要的環(huán)節(jié)。苯甲酸鈉和山梨酸鉀因價(jià)格低廉且具有廣譜的抑菌效果,食品行業(yè)將其作為首選防腐劑[2],以大腸桿菌為指示菌,以天然抑菌物質(zhì)肉桂酸鉀、傳統(tǒng)防腐劑苯甲酸鈉為例,就初始菌落濃度對(duì)抑菌效果的影響進(jìn)行了研究。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料與儀器

        大腸桿菌(CMCC(B) 44103);牛肉膏、蛋白胨、瓊脂粉、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基,奧博星生物提供;75%乙醇、95%乙醇,武漢興和達(dá)商貿(mào)有限公司提供;氫氧化鈉、氯化鈉,天力化學(xué)試劑公司提供;苯甲酸鈉,萬(wàn)邦化工公司提供;肉桂酸鉀,武漢能邁科實(shí)業(yè)有限公司提供。

        BBS-DDC 型超凈工作臺(tái),歐萊博科學(xué)儀器公司產(chǎn)品;DGL-35B 型高壓蒸汽滅菌鍋、FA1004 型電子天平,力辰儀器公司產(chǎn)品;DHP-360 型恒溫培養(yǎng)箱,永光明醫(yī)療儀器公司產(chǎn)品;SZ-93 型自動(dòng)雙重純水蒸餾器,亞榮生化儀器公司產(chǎn)品。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 菌種的活化培養(yǎng)

        以大腸桿菌為試驗(yàn)指示菌,按許春芳等人[1]大腸桿菌活化培養(yǎng)的方法制備工作菌種。

        1.2.2 培養(yǎng)基的制備

        營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)、營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(NA)、生理鹽水、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基(PCA) 制備方法參考GB/T 39101—2020。

        1.2.3 不同濃度菌懸液的制備

        (1) 無(wú)菌操作下取適量工作菌種溶解于100 mL NB 中,混合均勻,得大腸桿菌菌懸液。

        (2) 預(yù)先按照GB 4789.2 中的操作方法進(jìn)行大腸桿菌的菌落計(jì)數(shù),于波長(zhǎng)600 nm 處測(cè)定各濃度菌懸液的吸光度,根據(jù)對(duì)應(yīng)的菌落計(jì)數(shù)值與吸光度建立相關(guān)性。根據(jù)相關(guān)性,將菌懸液調(diào)整至一定吸光度。

        (3) 將上述菌懸液用無(wú)菌生理鹽水稀釋至10-1,10-2,10-3,制備成不同濃度菌懸液1(5×106CFU/mL),2(5×107CFU/mL),3(5×108CFU/mL)、4(5×109CFU/mL) 備用。

        1.2.4 防腐劑溶液的配制

        用生理鹽水配制80 g/kg 苯甲酸鈉、肉桂酸鉀溶液;將2 組防腐劑用生理鹽水逐級(jí)稀釋至40 g/kg,10 g/kg。于121 ℃下高溫滅菌15 min,備用。

        1.2.5 檢測(cè)平板制備

        將滅菌后的NA 培養(yǎng)基冷卻至45~50 ℃,放置到50 ℃水浴鍋中備用,使用前表面噴上酒精,移入超凈臺(tái);將制備的不同濃度菌懸液(按照1%添加量) 加入到NA 中制備成工作NA,緩慢地?fù)u勻避免產(chǎn)生氣泡,用滅菌的容器量取20 mL 工作NA 緩慢倒入滅菌平皿,輕輕搖動(dòng)使之鋪平,不能產(chǎn)生氣泡,待冷卻凝固后備用。

        1.2.6 測(cè)定

        用打孔器在工作平板上等距離打3 個(gè)孔(6 mm),量取樣品20 μL,緩慢加入到孔中,每個(gè)樣品做2 個(gè)平行。將平板移入4~6 ℃冰箱擴(kuò)散2 h,取出平板放置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h 或至抑菌圈清晰,測(cè)量抑菌圈的直徑,取平均值[3-4]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌效果

        在菌懸液濃度為3(5×108CFU/mL) 的培養(yǎng)基中,分別統(tǒng)計(jì)不同濃度下肉桂酸鉀、苯甲酸鈉抑菌圈直徑。

        肉桂酸鉀、苯甲酸鈉抑菌圈見圖1,不同含量肉桂酸鉀、苯甲酸鈉對(duì)大腸桿菌抑菌作用見圖2。

        圖1 肉桂酸鉀、苯甲酸鈉抑菌圈

        圖2 不同含量肉桂酸鉀、苯甲酸鈉對(duì)大腸桿菌抑菌作用

        由圖1 可知,在該菌懸液含量下,除10 g/kg 的肉桂酸鉀和苯甲酸鈉無(wú)抑菌圈,其余2 個(gè)含量均有抑菌圈,且肉桂酸鉀抑菌圈直徑在2 種含量下均大于苯甲酸鈉,因此推測(cè)在相同菌落數(shù)條件下,同等含量的肉桂酸鉀抑菌性大于苯甲酸鈉。

        因10 g/kg 時(shí)無(wú)抑菌圈,80 g/kg 時(shí)太高,選擇40 g/kg 作為固定濃度(濃度4%),檢測(cè)不同濃度菌落數(shù)對(duì)肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌性影響。

        2.2 不同濃度菌懸液對(duì)肉桂酸鉀、苯甲酸鈉的抑菌性影響

        繪制不同濃度大腸桿菌下4%濃度肉桂酸鉀和苯甲酸鈉的抑菌圈大小折線圖。

        不同菌落濃度下肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌效果見圖3。

        圖3 不同菌落濃度下肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌效果

        由圖3 可知,隨著菌落濃度的增加,肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌圈直徑均減小,抑菌能力下降,且在菌落濃度為4(5×109CFU/mL) 時(shí),抑菌圈消失抑菌效果較弱,證明肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌性和菌落初始數(shù)具有相關(guān)性,且初始菌落數(shù)越高其抑菌性越低。在菌落濃度低于4(5×109CFU/mL) 時(shí),肉桂酸鉀的抑菌性均強(qiáng)于苯甲酸鈉,推測(cè)肉桂酸鉀對(duì)初始菌落數(shù)的耐受性更強(qiáng)。

        2.3 不同菌懸液濃度對(duì)肉桂酸鉀、苯甲酸鈉復(fù)配物抑菌效果的影響

        防腐劑在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)根據(jù)食品性質(zhì)進(jìn)行復(fù)配,以求達(dá)到更好的防腐效果。復(fù)配后的防腐劑具有綜合防腐性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。研究驗(yàn)證了肉桂酸鉀與苯甲酸鈉復(fù)配對(duì)不同濃度菌懸液抑菌效果的影響。根據(jù)國(guó)家食品安全法規(guī)定,肉桂酸鉀屬于食品用香料,除GB 2760 規(guī)定不能使用食品香料目錄中的食品,其他食品均可按照需求適量添加,因此肉桂酸鉀與苯甲酸鈉進(jìn)行復(fù)配,可按照需求制定肉桂酸鉀的量[5]。

        將肉桂酸鉀與苯甲酸鈉按照1∶3,1∶2,1∶1,2∶1,3∶1 的比例進(jìn)行復(fù)配,得到5 組復(fù)配物。按照上述抑菌圈測(cè)定方法,測(cè)定在不同濃度大腸桿菌菌懸液濃度下4%濃度的5 組復(fù)配物的抑菌圈大小。

        不同濃度菌懸液下5 組復(fù)配物的抑菌效果見表1,不同濃度菌懸液下5 組復(fù)配物的抑菌效果柱形圖見圖4。

        表1 不同濃度菌懸液下5 組復(fù)配物的抑菌效果/CFU·mL-1

        圖4 不同濃度菌懸液下5 組復(fù)配物的抑菌效果柱形圖

        由表1 和圖4 可知,5 組復(fù)配物在不同菌落濃度下,其抑菌效果均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且在濃度為4(5×109CFU/mL) 時(shí)均無(wú)抑菌圈。在濃度為1(5×106CFU/mL) 時(shí),復(fù)配比例為2∶1 時(shí)抑菌效果最佳;當(dāng)濃度為2(5×107CFU/mL) 時(shí),復(fù)配比例為3∶1 時(shí)其抑菌效果最佳。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)推斷,雖復(fù)配比例和抑菌效果不呈正比例關(guān)系,但肉桂酸鉀在復(fù)配時(shí)其添加比例超過50%時(shí),在不同濃度菌液下的抑菌性更高。

        3 結(jié)論

        通過檢測(cè)肉桂酸鉀及苯甲酸鈉對(duì)不同菌落濃度大腸桿菌的抑菌率,確定了菌落濃度對(duì)肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌性影響具有相關(guān)性:隨著菌落濃度升高,肉桂酸鉀和苯甲酸鈉抑菌性相對(duì)減弱;另外,當(dāng)防腐劑濃度一致時(shí),肉桂酸鉀對(duì)大腸桿菌的抑菌性優(yōu)于苯甲酸鈉。研究為肉桂酸鉀的抑菌性能提供了試驗(yàn)依據(jù),并驗(yàn)證了菌落濃度越高,對(duì)防腐劑抑菌效果的影響越大,防腐效果變差。為肉桂酸鉀和防腐劑應(yīng)用在食品中提供了數(shù)據(jù)參考,給“控制初始菌落數(shù)是食品防腐保鮮工藝中的重要因素”提供了依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中,肉桂酸鉀可配合苯甲酸鈉進(jìn)行使用,其復(fù)配比例按照肉桂酸鉀含量大于50%進(jìn)行復(fù)配,其抑菌效果更好。

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