【摘 要】
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提高易腐食品的安全性是食品工业的一个主要关注点。卵白蛋白作为禽蛋蛋清中的主要蛋白质(54%),具有安全无毒、来源广泛的优点,是开发新型高效防腐剂的重要原料。为了在食品防腐保鲜方面达到更好的抗菌效果,最好使用不同和互补的抑菌组合,以确保最终产品在营养价值和功效方面更好。有机酸作为常见的食品防腐剂,具有与卵白蛋白不同的抑菌机制,采用低浓度的有机酸作为渗透剂,将食品级渗透剂与其他抗菌剂结合使用将是理想的
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提高易腐食品的安全性是食品工业的一个主要关注点。卵白蛋白作为禽蛋蛋清中的主要蛋白质(54%),具有安全无毒、来源广泛的优点,是开发新型高效防腐剂的重要原料。为了在食品防腐保鲜方面达到更好的抗菌效果,最好使用不同和互补的抑菌组合,以确保最终产品在营养价值和功效方面更好。有机酸作为常见的食品防腐剂,具有与卵白蛋白不同的抑菌机制,采用低浓度的有机酸作为渗透剂,将食品级渗透剂与其他抗菌剂结合使用将是理想的抑制食品材料中腐败菌和病原菌的新思路。在本研究中,选取大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌2种常见致病菌和从鸡蛋中分离得到的代表性的腐败菌作为研究对象,研究了有机酸对卵白蛋白抑菌活性的影响及作用机制,并将研究出的增效组合应用于牛奶贮藏过程中,达到了较好的防腐效果。本研究的内容包括:鸡蛋腐败菌的分离鉴定及卵白蛋白对其的抑菌活性研究:通过传统微生物方法从鸡蛋中分离得到腐败菌,研究了卵白蛋白对这些腐败菌的MIC,并通过与溶菌酶、乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸和对羟基苯甲酸丁酯等几种常见抑菌剂的抑菌活性对比评估了卵白蛋白作为天然抑菌剂使用的潜力。结果表明:从鸡蛋中分离到的腐败菌大多数为革兰氏阳性菌,且以芽胞杆菌和葡萄球菌较为常见。卵白蛋白不具有广谱的抑菌活性,主要针对芽胞杆菌起到抑菌作用。若想将卵白蛋白应用于食品防腐保鲜领域,需进一步增强卵白蛋白的抑菌活性。有机酸对卵白蛋白抑菌活性的增效作用:首先通过抑菌圈实验和测定最小抑菌浓度的方法考察了3种有机酸(醋酸、乳酸、柠檬酸)和卵白蛋白的抑菌活性;之后采用棋盘交叉法测定了2种抑菌剂(有机酸和卵白蛋白)混合使用的抑菌活性;最后研究了当使用低浓度(亚致死浓度)的有机酸作为细胞渗透剂先处理细菌,之后加入卵白蛋白时有机酸种类、浓度、处理时间和处理温度等因素对卵白蛋白抑菌活性的影响。结果表明:有机酸对测试菌均有不同程度的抑制活性,卵白蛋白主要对革兰氏阳性菌有抑菌活性。有机酸与卵白蛋白混合后并没有明显的抑菌协同作用,但在4℃下,使用0.05%的乳酸处理测试菌40-60 min可将卵白蛋白(6.4 mg/m L)对灿烂类芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性分别增加7.80%和26.90%;0.15%的乳酸在25℃下处理土变形杆菌40 min可将卵白蛋白的抑菌活性增加53.77%;在37℃,施氏假单胞菌经0.07%的乳酸处理60 min可使卵白蛋白对其的抑菌活性增大36.04%;对于大肠杆菌O157:H7,在25℃下,使用0.2%的乳酸处理40 min后可将卵白蛋白对其的抑菌活性增加131.32%。乳酸对卵白蛋白抑菌活性的增效机制:以2株鸡蛋腐败菌(灿烂类芽胞杆菌和土变形杆菌)和2株致病菌(大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌)为测试菌株,研究使用乳酸、卵白蛋白处理以及经乳酸处理后再加卵白蛋白处理这3种情况下对测试菌的生长曲线、细菌细胞表面电位、细菌细胞膜渗透性、细菌细胞蛋白质核酸泄漏量的影响,并通过扫描电子显微镜观察这些抑菌处理对细菌生理活性和超微结构的影响。结果发现:先乳酸处理,后加卵白蛋白的抑菌方式降低了卵白蛋白的使用浓度,延长了细菌生长迟滞期,进一步增强了对细菌细胞的损伤,胞内蛋白质和核酸泄漏量增加,且降低了细菌表面电位。电镜结果表明乳酸处理主要引起细菌细胞膜皱缩、凸起或细胞变大。经乳酸处理后再加卵白蛋白与单独加入卵白蛋白造成的细菌死亡状态有所差别,前者使细菌皱缩扭曲且出现孔洞,后者使细菌凹陷皱缩严重变形,表明这两种抑菌处理的作用机制可能不同。乳酸和卵白蛋白在牛奶贮藏过程中的防腐应用:以无菌牛奶作为样品,分别接入大肠杆菌O157:H7的单菌种菌液2.7 log CFU/m L和灿烂类芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌的混合菌液2.89 log CFU/m L,模拟冷链运输(4℃)和常温贮藏(25℃)环境下,先加入乳酸后加入卵白蛋白、只加乳酸和只加卵白蛋白对牛奶中存在的单菌种和混合菌种的抑制作用。结果表明:在4℃环境下,先加乳酸后加入卵白蛋白可以较好的抑制或杀死牛奶中的细菌,在7 d后可将大肠杆菌O157:H7的菌落数与对照相比降低1 log CFU/m L,比初始接种物2.7 log CFU/m L低约0.14 log CFU/m L。可使灿烂类芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌的混合菌落计数达到不可检出(低于1 log CFU/m L)水平。在25℃环境下,无法有效抑制大肠杆菌O157:H7,但可以有效抑制灿烂类芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌的混合液,7 d内菌落计数比对照降低1.55-3.01log CFU/m L。模拟结果表明:卵白蛋白组合增效剂在细菌污染程度低的情况下,可以显著延长牛奶的冷藏期,防止牛奶腐败,这为长距离运输牛奶提供了安全防腐措施。
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