1、食品組分與芽孢耐熱性

 

食品罐內(nèi)殺菌熱加工概念已有很長(zhǎng)的歷史大致始于1920年，隨后將近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展。主要圍繞長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)崽幚須鐚?dǎo)致腐敗和危害健康的微生物以期延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。而對(duì)于食品的要求已經(jīng)超出了對(duì)于安全性和貨架期的要求，更追求感官舒適性，高質(zhì)量，營(yíng)養(yǎng)健康以及方便性。因此殺菌工藝的趨勢(shì)在于保證安全性的同時(shí)最小程度的減小對(duì)食品組分的破壞。

 

經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，不同的食品組分對(duì)于微生物的耐熱性有著不同的影響。懸浮液的pH，緩沖劑，NaCl和陽(yáng)離子等都會(huì)影響細(xì)菌或芽孢的耐熱性，但是研究的結(jié)論卻不盡相同。如IciekJ利用數(shù)學(xué)模型研究表明在降低pH以及在有少量鹽存在的情況下，能提高芽孢的激活和壞;PeriagoPM得到了類(lèi)似的結(jié)論，且pH與NaCl對(duì)嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的D值都有顯著性的作用；而GulinC等人研究酸土環(huán)酯芽孢桿菌芽孢在蘋(píng)果汁中不同pH，不同固形物濃度下的耐熱性時(shí)發(fā)現(xiàn)酸土環(huán)酯芽孢桿菌芽孢耐熱性幾乎沒(méi)有影響。BriggA等人又發(fā)現(xiàn)，NaCI濃度從2%增加到8%時(shí)能降低嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的耐熱性卻對(duì)枯草芽孢桿菌芽孢沒(méi)有影響101。LopezM認(rèn)為0.06%的NaCI就能有效降低芽孢耐熱性，而且在各種緩沖液中，只有磷酸鹽緩沖液濃度增大，D值增大，其他緩沖液幾乎沒(méi)有影響。在有機(jī)物中，通常情況下我們認(rèn)為蛋白質(zhì)(如血清白蛋白)和碳水化合物(如蔗糖)對(duì)孢子耐熱性有促進(jìn)作用。

 

2、食品添加劑對(duì)芽孢耐熱性的影響

 

加熱基質(zhì)中如果有殺菌劑或抑制劑存在時(shí)會(huì)降低芽孢耐熱性。早在上世紀(jì)四十年代有人提出來(lái)少量的殺菌劑可提高在低溫下的殺菌效應(yīng)。Pederson提出22ppm的二氧化硫可以使果汁巴氏殺菌的溫度降低5.5。MichenerHD研究了650種物質(zhì)對(duì)梭狀芽孢桿菌芽孢P.A3679耐熱性的影響,除抗氧化劑之外，影響較大的物質(zhì)有氧化乙烯，環(huán)氧二丁烷，過(guò)氧化氫，甲醛，胍十二烷，溴化物，溴化物和蒜油等。而研究發(fā)現(xiàn)枯草菌素(subilin)的濃度在0.002-0.02ppm,乳酸鏈球菌素(Nisin)的濃度在0.004-0.04ppm時(shí)，P.A3679耐熱性表現(xiàn)的非常敏感。LewisJC也考察了67種抗菌素，卻發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)并沒(méi)有顯著效果，而乳酸鏈球菌素和枯草菌素卻有比較好的效果，能降低P.A3679的D值50%左右。關(guān)于抑菌劑對(duì)芽孢耐熱性的影響機(jī)理方面的探索，報(bào)道的比較少且深度也比較淺。

 

MichenerHD]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)熱處理的梭狀芽孢桿菌芽孢比未經(jīng)過(guò)熱處理的芽孢對(duì)枯草菌素更為敏感，并推斷枯草菌素可能粘附在芽孢表面，在后復(fù)活培養(yǎng)萌芽后會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，而受熱處理后的芽孢更加容易萌芽，因此更容易受枯草菌素的影響。而對(duì)于Nisin降低嗜熱脂肪芽孢桿菌的作用機(jī)理的探索過(guò)程中，LeonL利用胰島素和Nisin的作用指出Nisin事實(shí)上也是影響芽孢后復(fù)活培養(yǎng)時(shí)的萌芽。而對(duì)于抑菌劑對(duì)芽孢耐熱性的影響現(xiàn)階段主要有三個(gè)截然不同的觀點(diǎn):1.后期復(fù)活時(shí)阻止和延長(zhǎng)腐敗菌的生長(zhǎng)。2.殺死微生物細(xì)胞或芽孢。3.對(duì)熱處理時(shí)起到協(xié)同作用，降低耐熱性。

 

MaisnierS在牛奶中加入Nisin,研究Nisin與適度的加熱對(duì)李斯特菌的辦同破壞作用，加入Nisin后能大大提高對(duì)李斯特菌的破壞作用，例如不加入Nisin時(shí)，在54 下降低103需要77min,加入25IU/mL的Nisin后，只需要16min。然而NaimF卻發(fā)現(xiàn)單獨(dú)作用時(shí)Nisin即使?jié)舛冗_(dá)到750IU/mL，對(duì)產(chǎn)芽孢梭狀芽孢桿菌耐熱性并無(wú)明顯影響。而在pH3.5,Nisin濃度2000IU/mL,90時(shí)卻對(duì)產(chǎn)芽孢梭狀芽孢桿菌耐熱性有顯著的協(xié)同降低作用，D90從19.6min下降到1.17min。

 

山梨酸鉀是國(guó)際糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織推薦的高效安全的防腐保鮮劑，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化妝品等行業(yè)，能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性細(xì)菌的活性，還能防止肉毒桿菌、葡萄球菌、沙門(mén)氏菌等有害微生物的生長(zhǎng)和繁殖，從而達(dá)到有效地延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間，并保持原有食品的風(fēng)味。其防腐效果是同類(lèi)產(chǎn)品苯甲酸鈉的5-10倍。

 

關(guān)于山梨酸鉀對(duì)嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢耐熱性的研究還比較少，MariaF和Cerruttip分別研究了低水分活度,低pH下時(shí)，山梨酸鉀對(duì)Z.bili和Saccharomycescerevisiae的耐熱性有著良好的降低作用。乳化劑是能改善(減小)乳化體中各種構(gòu)成相之間的表面張力，形成均勻分散體或乳化體的物質(zhì)，是-類(lèi)具有親水基和疏水基的表面活性劑，在食品中有著廣泛的應(yīng)用。乳化劑有一定的抑菌作用，常以表面涂層的方法用于食品和水果抑菌保鮮。具有抗菌作用的蔗糖酯對(duì)微生物具有廣泛的抑制作用，一般而言，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是孢子形成菌的抑制作用大于革蘭氏陰性菌，其作用機(jī)制主要是抑菌而非殺菌。