水溶性山梨酸的开发及其抑菌性能的研究

王素梅，陆利霞，孟少华，王玉芬

（1.双汇实业集团技术中心，河南漯河462000；2.南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京210009）

水溶性山梨酸的开发及其抑菌性能的研究

王素梅1，陆利霞2，孟少华1，王玉芬1

（1.双汇实业集团技术中心，河南漯河462000；2.南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京210009）

采用高效乳化技术开发水溶性分子态山梨酸，建立水溶性分子态山梨酸生产工艺，研究了乳化剂乳化温度、均质速度，以及乳化剂种类对水溶性分子态山梨酸产率的影响，并通过比较其对几种常见微生物的最低抑制浓度研究其抑菌性能。结果表明采用复合乳化剂、均质速度为15000r/min、乳化温度为40℃，所制备的水溶性山梨酸中山梨酸的含量为18.2%，所制备的水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸钾的10倍。

乳化，水溶性山梨酸，抑菌性能

山梨酸 浙江保圣配料有限公司；土温－20、土温－40、土温－60、土温－80 淄博海杰化工有限公司；司盘－20、司盘－20 淄川创业油脂化工厂；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌 双汇集团技术中心保藏。

高速均质机Disperser T 10 basic IKA公司；高效液相色谱仪 Agilent公司；斩拌锅 ALPINA公司；灌肠机 Handtmann公司；烟熏炉 Maurer公司；恒温培养箱 上海跃进医疗器械厂。

1.2 水溶性山梨酸乳化工艺

称量一定量的山梨酸于乳化剂中，搅拌，山梨酸以浑浊状态分布在乳化剂中，然后采用高速均质机高速均质10min，后用冰水浴降温至15℃以下后，3000r/min离心5min，弃去沉淀，液体部分所含的山梨酸即为水溶性山梨酸，没有被乳化的山梨酸残留在沉淀中。

1.3 水溶性山梨酸产率的测定

1.4 山梨酸的测定

高效液相色谱法。采用GB/T23495－2009对食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定。

1.5 防腐剂对菌种的最低抑制浓度的测定

参照文献［3］进行测定。

2 结果与分析

2.1 乳化剂温度对水溶性山梨酸产率的影响

图1为采用乳化剂土温－20在不同温度条件下乳化所得水溶性山梨酸的产率。由图1可以看出，温度对水溶性山梨酸产率影响很大。随着温度的升高，产率逐渐提高，混合液逐渐澄清。当均质机转速为15000r/min，温度达到40℃时，水溶性山梨酸产率达到最高，为16%，然后随温度的升高又呈缓慢下降趋势。说明乳化剂对山梨酸的乳化包埋随温度呈动态变化。选择适宜的乳化温度为40℃。

图1 温度对水溶性山梨酸产率的影响

2.2 不同均质速度对水溶性山梨酸产率的影响

表1为乳化剂温度35℃，不同转速时的水溶性山梨酸的产率。由表1可以看出，均质速度对水溶性山梨酸产率影响很大，随着均质速度的提高，产率逐渐增加，混合液澄清度逐渐提高，当均质速度达到15000r/min时，水溶性山梨酸产率基本不变。选择适宜的均质速度为15000r/min。

表1 不同转速对水溶性山梨酸产率的影响

2.3 不同乳化剂对水溶性山梨酸产率的影响

从表2可以看出，不同乳化剂对山梨酸包埋效果差别很大。其中复合乳化剂的溶解分散效果最好，可以达到18.2%，其次吐温－20，其他乳化剂溶解分散效果都较差。说明乳化剂的种类对溶解分散效果影响很大。从表2还可以看出，乳化剂的HLB值和水溶性山梨酸产率关系密切，乳化剂的HLB值越高，越利于山梨酸的溶解分散。

表2 不同乳化剂对水溶性山梨酸产率的影响

2.4 水溶性山梨酸与山梨酸钾对不同菌种的最低抑制浓度

称取一定量的山梨酸于乳化剂中，搅拌，山梨酸以浑浊状态分布在乳化剂中，然后采用高速均质机高速均质10min，后用冰水浴降温至15℃以下后，3000r/min离心5min，弃去沉淀，液体部分所含的山梨酸即为水溶性山梨酸，没有被乳化的山梨酸残留在沉淀中。其中水溶性山梨酸中山梨酸的含量为18.2%。表3为不同抑制剂对不同菌种的最低抑制浓度。

表3 抑制剂对不同菌种的最低抑制浓度（!g/mL）

从表3可以看出，水溶性山梨酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的最低抑制浓度分别为100、500、300!g/mL。与山梨酸、山梨酸钾两种抑菌剂相比，水溶性山梨酸对不同菌种的最低抑制浓度最低，说明其抑菌能力最强，水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸钾的10倍。山梨酸钾对三种微生物最低抑制浓度偏高，主要原因在于山梨酸钾虽然能均匀地分布在测定的体系中，但在pH6～7的环境下水解生成山梨酸的转化率很低，而山梨酸在水溶液中几乎不溶解，因此很难发挥其抑菌防腐性能。而水溶性山梨酸不同，它在乳化剂的作用下，既能溶于脂溶性物质，又能溶于水溶性物质，显著提高了山梨酸对微生物细胞膜的穿透性，从而显著提高其对微生物的抑制能力。

3 讨论

3.1 水溶性山梨酸的产率较低，工业化生产还存在一定的距离

虽然水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸钾的10倍，但由于水溶性山梨酸中山梨酸的含量仅有18.2%，用于肉制品防腐，其添加量还很高。如果将山梨酸钾用于肉制品防腐，按添加量为1.5‰，山梨酸钾价格20元/kg，肉制品每吨均增加费用30元；如果使用水溶性山梨酸，按添加量为0.82‰，乳化剂的价格为46元/kg，在不考虑水溶性山梨酸加工费用的前提下，肉制品每吨均增加费用33.82元，因此由于水溶性山梨酸产率较低，使用水溶性山梨酸，目前还没有明显的商业价值，因此筛选合适的乳化剂、提高水溶性山梨酸的产率是该课题的研究方向之一。

3.2 生产水溶性山梨酸使用的乳化剂存在特殊的异味

从我们实验的几种乳化剂来看，都具有特殊的脂肪味道，如何减轻乳化剂的味道，同时筛选无味乳化剂是当前需要解决的问题。

［1］白艳红，赵电波，毛多斌，等.低温肉制品加工过程卫生质量控制研究［J］.食品研究与开发，2006，27（6）：83－86.

［2］GB/T23495－2009食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定高效液相色谱法［S］.

［3］Vorland LH，Ulvatne H，Andersen J，et al.Lactoferricin of bovine origin is more active than lactoferricins of human，murine and caprine origin［J］.Scand J Infect Dis，1998，30（5）：513－517.

Development of water－soluble sorbic acid and its antimicrobial capacity

WANG Su－mei1，LU Li－xia2，MENG Shao－hua1，WANG Yu－fen1
（1.Shine Group Technology Development Center，Luohe 462000，China；2.Nanjing University of Technology College of Food Science and Light Industry，Nanjing 210009，China）

Water－soluble sorbic acid was developed by using high efficiency emulsification technique and its processing technology was researched.The effects of emulsifying temperature，speed of homogenization and kinds of emulsifier on its yields were studied and its antimicrobial capacity was researched by comparing minimum concentration of its preventing microbial.The results showed that the optimal condition for preparation watersoluble sorbic acid was speed of homogenizatio 15000r/min，emulsifying temperature 40℃with complex emulsifier and the concentration of sorbic acid in product was up to 18.2%.And its antimicrobial capacity was increased to 10 times of potassium sorbate.

emulsification；water－soluble sorbic acid；antimicrobial capacity

TS201.2

A

1002－0306（2010）12－0297－03

低温食品由于水分高，杀菌温度低，造成一部分耐热芽孢杆菌存活下来，随着储存时间的延长，产品最终出现出水、胀袋、漏气等腐败变质现象。使用防腐剂可以有效地延缓微生物的生长，延长低温肉制品货架期，减少食品的腐败变质现象。食品添加剂卫生标准GB2760规定肉制品常用的防腐剂有山梨酸钾、乳酸链球菌素、乳酸钠、脱氢醋酸钠等。山梨酸钾因其毒性低，在食品工业中广泛应用。山梨酸钾只有在转化为山梨酸时，才能很好地发挥抑菌防腐作用，但是由于肉制品的pH在5.7～6.5之间，在这样的pH环境下，山梨酸钾很难水解转化为山梨酸，因此其抑制微生物的能力很难发挥［1］。如果使用山梨酸控制微生物的生长，因为山梨酸在水中溶解性很差，而很难发挥抑菌作用。因此如何增加山梨酸在水中的溶解度，使山梨酸以分子态形式分布在肉制品体系中，是控制肉制品微生物生产，提高低温产品质量，延长产品货架期的有效手段。关于如何增加山梨酸在水中的溶解度的研究，目前国内尚未报道。本文采用高效乳化技术开发水溶性山梨酸，增加山梨酸在水中的溶解度，建立水溶性山梨酸生产工艺，并通过比较水溶性山梨酸对几种常见微生物最低抑制浓度，研究了水溶性山梨酸的抑菌能力。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

2009－11－09

王素梅（1974－），女，博士，主要从事肉制品加工技术研究。