五種食品添加劑對細菌和真菌的抑制研究

王向陽，從俊峰，丁冰

(浙江工商大學 食品與生物工程學院，杭州 310018)

五種食品添加劑對細菌和真菌的抑制研究

王向陽，從俊峰，丁冰

(浙江工商大學 食品與生物工程學院，杭州 310018)

為了保持預制肉制品的質(zhì)量，需要添加防腐、抗氧化、持水等作用的食品添加劑來保鮮。選用5種可用于預制肉制品的食品添加劑NISIN、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、甘氨酸和焦磷酸鈉來抑制細菌和真菌。結果顯示：雙乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有很好的抑制作用，0.75 mg/mL的雙乙酸鈉對大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌的抑制率能夠分別達到96.9%，99.9%。而脫氫乙酸鈉則對釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑制效果均比較明顯。0.125 mg/mL的脫氫乙酸鈉對釀酒酵母菌和灰葡萄孢霉菌的抑制率分別可以達到98.5%，75.8%。0.5 mg/mL的脫氫乙酸鈉對灰葡萄孢霉菌的抑制率為93.2%。NISIN、焦磷酸鈉、甘氨酸分別對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌有較好的抑制作用。聯(lián)合使用0.75 mg/mL雙乙酸鈉和0.125 mg/mL脫氫乙酸鈉能較好控制預制肉制品的細菌和酵母危害，0.5 mg/mL以上的脫氫乙酸鈉可以進一步控制霉菌。

食品添加劑；細菌；真菌；肉制品；防腐

預制肉制品是這幾年發(fā)展起來的一個新興產(chǎn)品，而且隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對于類似這種方便性食品的需求量會越來越大。預制肉制品是以畜禽肉為主要原料，添加適量的調(diào)味料或輔料后適當加工而成。通常都是以包裝或散裝的形式在冷凍(-18 ℃)或冷藏(7 ℃以下)或常溫條件下貯存、運輸、銷售[1]。在生產(chǎn)與流通過程中，污染肉制品的微生物主要有腐敗微生物和病原微生物[2]。

本研究選取的NISIN、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、焦磷酸鈉、甘氨酸均屬于GB 2760-2014中預制肉制品所允許使用的食品添加劑。其中，前3種是防腐劑，而焦磷酸鈉、甘氨酸分別是持水劑和抗氧化劑[3]。但是據(jù)前人報道后2種添加劑也有防腐作用[4-6]。據(jù)了解，不同濃度的NISIN對金黃色葡萄球菌都具有一定的抑制效果而且還表現(xiàn)出添加量依賴性[7]。脫氫乙酸鈉限量的40%對酵母菌的抑菌率為100%[8]，甘氨酸對細菌的抑菌率隨濃度增大而增大。甘氨酸對S.aureus和E.coli均具有良好的抑制作用，對E.coli的抑制效果更好。雙乙酸鈉是細菌和霉菌的高效抑制劑，與 NISIN復合使用可以擴大其抗菌譜，而且兩者之間還具有一定的協(xié)同增效效應[9]。因此，本文選取以大腸桿菌為代表的G-細菌和以金黃色葡萄球菌為代表的G+細菌，以及釀酒酵母作為單細胞真菌酵母類的代表和灰葡萄孢霉菌作為多細胞真菌霉菌類的代表，研究以上5種添加劑對其的抑菌效果，為未來應用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料、試劑和儀器

1.1.1 化學藥品和試劑

NISIN 浙江銀象生物工程有限公司；雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、焦磷酸鈉 阿拉丁試劑有限公司；甘氨酸 杭州昊天生物技術有限公司。

1.1.2 培養(yǎng)基和選用供試菌

營養(yǎng)瓊脂、營養(yǎng)肉湯、馬鈴薯葡萄糖瓊脂、馬鈴薯葡萄糖水 杭州匯普化工儀器有限公司；大腸桿菌(Escherichiacoli)CICC21524、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)CICC10384、釀酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)、灰葡萄孢霉菌(Botrytiscinerea) 浙江工商大學農(nóng)產(chǎn)組實驗室。

1.1.3 實驗儀器

LRH-150-S恒溫恒濕培養(yǎng)箱 西安信恒檢測儀器有限公司；SW-CJ-2FD超凈工作臺 蘇凈集團安泰公司；SHZ-82 振蕩器 國華企業(yè)；SK5200LH 超聲儀 上?？茖x器有限公司； DK-8D電熱恒溫水浴鍋 上海滬南科學儀器聯(lián)營廠；Finnpipetter F3移液槍 Thermo公司。

1.2 實驗方法與步驟

1.2.1 保鮮劑的配制

將NISIN、脫氫乙酸鈉分別用水配制成濃度梯度為0.125，0.25，0.5 mg/mL的溶液。將雙乙酸鈉、焦磷酸鈉、甘氨酸分別用水配制成濃度梯度為0.375，0.75，1.5，3.0 mg/mL的溶液。

1.2.2 5種食品添加劑對4種菌的抑菌性

1.2.2.1 細菌的活化

取-20 ℃保存的菌液100 μL接種到200 mL營養(yǎng)肉湯中，大腸桿菌在搖床中37 ℃下培養(yǎng)24 h，金黃色葡萄球菌在恒溫震蕩培養(yǎng)箱中37 ℃下培養(yǎng)24 h。

1.2.2.2 細菌的抑菌處理

先將2種細菌活化液稀釋至10-5后，再取100 μL菌液，然后分別加入到裝有5 mL營養(yǎng)肉湯和5 mL不同保鮮劑的混合液中，對照組使用無菌水代替保鮮劑。置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，最后取1 mL計算菌落總數(shù)[10]。

1.2.2.3 真菌的活化

取-20 ℃保存的釀酒酵母菌和灰葡萄孢霉菌菌絲接種到200 mL馬鈴薯葡萄糖水中，30 ℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)60 h。

1.2.2.4 真菌的抑菌處理

先將2種真菌活化液稀釋至10-5后，再取100 μL菌液，然后分別加入到裝有5 mL馬鈴薯葡萄糖水培養(yǎng)基和5 mL不同保鮮劑的混合液中，對照組使用無菌水代替保鮮劑，置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)60 h，最后取1 mL計算菌落總數(shù)[11]。

1.2.3 抑菌率計算

抑菌率：M=(N0-N1)/N0×100%。

式中：N0為對照組菌落總數(shù)，N1為處理組菌落總數(shù)。

2 結果與討論

2.1 NISIN對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

NISIN對釀酒酵母菌和大腸桿菌的抑制效果比較明顯，對灰葡萄孢霉菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果并不理想。0.125，0.250，0.500 mg/mL的NISIN對大腸桿菌的抑制率分別為65.7%，86.1%，94.2%，對釀酒酵母菌的抑制率分別為73.6%，79.6%，86.4%。隨著NISIN濃度的升高，其抑制效果增加并不大，見圖1。

圖1 不同濃度的NISIN對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、 釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑菌效果Fig.1 Antibacterial effects of different concentration of NISIN on E.coli,S.aureus,S.cerevisiae,B.cinerea

2.2 雙乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

雙乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有明顯的抑制作用。0.375，0.75，1.5，3.0 mg/mL的雙乙酸鈉對大腸桿菌的抑制率分別為43.8%，96.9%，99.9%，100%，對金黃色葡萄球菌的抑制率分別為49.0%，99.9%，100%，100%。1.5 mg/mL的雙乙酸鈉對大腸桿菌的抑制率為99.9%。雙乙酸鈉促進釀酒酵母菌生長，對灰葡萄孢霉菌有一定抑菌效果，3.0 mg/mL的抑制率為91.4%，見圖2。

圖2 不同濃度的雙乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、 釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑菌效果Fig.2 Antibacterial effects of different concentration of diacetate on E.coli,S. aureus,S.cerevisiae,B.cinerea

2.3 脫氫乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

脫氫乙酸鈉對釀酒酵母菌的抑菌性非常明顯，對灰葡萄孢霉菌的抑制效果相對比較明顯。0.125，0.25，0.5 mg/mL的脫氫乙酸鈉對釀酒酵母菌的抑制率分別為98.5%，99.6%，99.8%，對灰葡萄孢霉菌的抑制率分別為75.8%，87.8%，93.2%。脫氫乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌也表現(xiàn)出了一定的抑菌效果，見圖3。

圖3 不同濃度的脫氫乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、 釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑菌效果Fig.3 Antibacterial effects of different concentration of sodium dehydroacetate on E.coli,S.aureus,S.cerevisiae,B.cinerea

2.4 焦磷酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

焦磷酸鈉對金黃色葡萄球菌的抑制效果是最為顯著的。高濃度時對大腸桿菌和灰葡萄孢霉菌具有一定的抑制性，但是對釀酒酵母菌基本上沒有效果。0.188，0.375，0.75，1.5 mg/mL的焦磷酸鈉對金黃色葡萄球菌的抑制率分別為8.2%，77%，93.5%，94.7%。另外0.188 mg/mL的焦磷酸鈉對大腸桿菌的抑制率為44.3%，見圖4。

圖4 不同濃度的焦磷酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、 釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑菌效果Fig.4 Antibacterial effects of different concentration of pyrophosphate on E.coli,S.aureus,S.cerevisiae,B.cinerea

2.5 甘氨酸對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

甘氨酸對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、釀酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌都具有一定的抑制效果。甘氨酸對釀酒酵母菌的抑菌效果最顯著。0.75，1.5，3.0 mg/mL的甘氨酸對釀酒酵母菌的抑制率分別為65%，96.6%，98.1%。最高濃度的甘氨酸對3種菌的抑制率分別為大腸桿菌85.6%，金黃色葡萄球菌79.9%，灰葡萄孢霉菌90.1%，見圖5。

圖5 不同濃度的甘氨酸對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、 釀酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑菌效果Fig.5 Antibacterial effects of different concentration of glycine on E.coli,S.aureus,S.cerevisiae,B.cinerea

3 結論

雙乙酸鈉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有很好的抑制作用，對灰葡萄孢霉菌也有較好的抑制作用。0.75 mg/mL的雙乙酸鈉對大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌的抑制率分別為96.9%，99.9%。脫氫乙酸鈉則對釀酒酵母菌的抑菌性很好，對灰葡萄孢霉菌的抑制效果比較明顯。0.125 mg/mL的脫氫乙酸鈉對釀酒酵母菌的抑制率達到98.5%。0.5 mg/mL的脫氫乙酸鈉對灰葡萄孢霉菌的抑制率為93.2%。焦磷酸鈉對金黃色葡萄球菌的抑制效果比較好，對灰葡萄孢霉菌也具有一定的抑菌作用。0.75 mg/mL的焦磷酸鈉對金黃色葡萄球菌的抑制率達到93.5%。甘氨酸對釀酒酵母菌有明顯的抑菌性。1.5 mg/mL的甘氨酸對釀酒酵母菌的抑菌率為96.6%。NISIN對大腸桿菌和釀酒酵母菌的抑制效果比較明顯，0.500 mg/mL的NISIN對大腸桿菌的抑制率為94.2%。聯(lián)合使用0.75 mg/mL以上的雙乙酸鈉和0.125 mg/mL以上的脫氫乙酸鈉可以較好控制預制肉制品的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌產(chǎn)生的危害。如果需要進一步控制霉菌灰葡萄孢霉菌，脫氫乙酸鈉濃度需要提高到0.5 mg/mL以上。NISIN、焦磷酸鈉、甘氨酸分別對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母菌有較好的抑制作用。

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StudyonInhibitionofFiveKindsofFoodAdditivesonBacteriaandFungi

WANG Xiang-yang, CONG Jun-feng, DING Bing

(School of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, China)

In order to maintain the quality of prefabricated meat products, preservative,antioxidant, water retaining agent and other food additives are added into meat for keeping fresh. Five kinds of food additives such as NISIN, sodium diacetate, sodium dehydroacetate, glycine and sodium pyrophosphate are used to inhibit bacteria and fungi.The results show that sodium diacetate has a good inhibitory effect onEscherichiacoliandStaphylococcusaureus. The inhibitory rate ofEscherichiacoliandStaphylococcusaureusis 96.9% and 99.9% by 0.75 mg/mL sodium diacetate respectively. Sodium dehydroacetate has a significant inhibitory effect onSaccharomycescerevisiaeandStaphylococcusaureus. The inhibition rate ofEscherichiacoliandBotrytiscinereareaches 98.5% and 75.8% by 0.125 mg/mL sodium dehydroacetate respectively.The inhibitory rate ofBotrytiscinereareaches 93.2% by 0.5 mg/mL sodium dehydroacetate.NISIN, sodium pyrophosphate and glycine have good inhibitory effects onEscherichiacoli,StaphylococcusaureusandSaccharomycescerevisiaerespectively.Combined use of 0.75 mg/mL sodium diacetate and 0.125 mg/mL sodium dehydroacetate can control the hazards of bacteria andSaccharomycescerevisiaeof prefabricated meat products effectively. More than 0.5 mg/mL sodium dehydroacetate can further inhibit the mold.

food additive;bacteria;fungi;meat product;anticorrosion

TS202.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.006

1000-9973(2017)12-0028-04

2017-06-18

浙江省食品微生物重點實驗室開放基金資助項目

王向陽(1966-)，男，浙江玉環(huán)人，教授，博士，主要從事食品保鮮加工和植物功能成分研究。