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食品由微生物腐败导致的安全问题和经济损失广受关注。香辛料精油可有效抑制食品中常见腐败细菌的生长,延缓产品变质,是公认最具有潜力代替化学防腐剂的天然物质之一。然而,将香辛料精油作为天然保鲜剂应用于食品中抑制腐败细菌,其抑菌活性会受到非生物因素(如食品基质成分和加工过程中的高/低温、酸碱度等)和生物因素(如对逆境产生胁迫应答的菌株)的影响。本课题从9种常见香辛料(肉桂、丁香、大蒜、生姜、百里香、鼠尾草、迷迭香、芥末和牛至)精油中,综合抑菌试验筛选出对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较高抑菌活性的肉桂精油,并对肉桂精油的动态抑菌过程和主要成分进行了研究分析。利用细菌的生长曲线和Modified Gompertz生长模型,研究了食品基质(蛋白质、碳水化合物和脂肪)和加工因子(温度、酸碱度)对肉桂精油抑菌活性的影响,探讨了肉桂精油过夜胁迫处理对精油抑菌活性的作用规律。研究结果如下:(1)9种常见的香辛料精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制活性,且肉桂精油抑菌活性最高。肉桂精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)分别是250和500μL/L;最低杀菌浓度(MBC)分别是500和2000gL/L;抑菌圈直径分别是31.8+1.7和30.5+0.5mm。动态抑菌试验中,MIC浓度肉桂精油作用下大肠杆菌和金黄色葡萄球菌迅速死亡;而1/2MIC和1/4MIC肉桂精油可以抑制细菌生长,但不会完全杀死细菌。GC-MS分析发现,肉桂精油主要10种化合物占精油总量的99.9%。其中肉桂醛含量最高,占精油总组成的87.0%;肉桂酸次之,占11.0%。(2)食品基质成分会对肉桂精油抑菌活性产生不同影响。蛋白质和碳水化合物对肉桂精油的抑菌活性均有加强作用:大肠杆菌在含有1/4MIC肉桂精油的牛肉和马铃薯食品模型中的延滞期较Luria-Bertani培养基均有显著延长:而金黄色葡萄球菌在这2种模型中培养24h未进入指数期,生长完全受到抑制。相反,脂肪模型中的葵花油会削弱肉桂精油对2种受试菌的直接接触抑菌活性。(3)温度和酸碱度会影响肉桂精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性。肉桂精油在灭菌温度(121℃)处理1h后其抑菌活性基本丧失,但冷藏、常温和巴氏杀菌温度处理对抑菌活性没有影响。在MIC肉桂精油作用下,金黄色葡萄球菌在4℃培养温度下的存活率大于37℃,而该菌在酸性(pH=4)环境中的存活率大于在中性和碱性(pH=10)环境中。(4)1/4MIC和1/2MIC肉桂精油过夜胁迫处理对大肠杆菌生存能力的影响与胁迫浓度、逆境因子、暴露时间等多种因素相关。长时间胁迫传代培养后,肉桂精油对大肠杆菌的抑制浓度降低到1/2MIC。胁迫与非胁迫处理对金黄色葡萄球菌在肉桂精油、450℃、10gNaCl/100mL和乳酸环境下暴露3h内的存活力均没有显著影响。