五种食品添加剂对细菌和真菌的抑制研究

王向阳，从俊峰，丁冰

(浙江工商大学 食品与生物工程学院，杭州 310018)

五种食品添加剂对细菌和真菌的抑制研究

王向阳，从俊峰，丁冰

(浙江工商大学 食品与生物工程学院，杭州 310018)

为了保持预制肉制品的质量，需要添加防腐、抗氧化、持水等作用的食品添加剂来保鲜。选用5种可用于预制肉制品的食品添加剂NISIN、双乙酸钠、脱氢乙酸钠、甘氨酸和焦磷酸钠来抑制细菌和真菌。结果显示：双乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有很好的抑制作用，0.75 mg/mL的双乙酸钠对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑制率能够分别达到96.9%，99.9%。而脱氢乙酸钠则对酿酒酵母菌、灰葡萄孢霉菌的抑制效果均比较明显。0.125 mg/mL的脱氢乙酸钠对酿酒酵母菌和灰葡萄孢霉菌的抑制率分别可以达到98.5%，75.8%。0.5 mg/mL的脱氢乙酸钠对灰葡萄孢霉菌的抑制率为93.2%。NISIN、焦磷酸钠、甘氨酸分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌有较好的抑制作用。联合使用0.75 mg/mL双乙酸钠和0.125 mg/mL脱氢乙酸钠能较好控制预制肉制品的细菌和酵母危害，0.5 mg/mL以上的脱氢乙酸钠可以进一步控制霉菌。

食品添加剂；细菌；真菌；肉制品；防腐

预制肉制品是这几年发展起来的一个新兴产品，而且随着中国经济的迅速发展，人们对于类似这种方便性食品的需求量会越来越大。预制肉制品是以畜禽肉为主要原料，添加适量的调味料或辅料后适当加工而成。通常都是以包装或散装的形式在冷冻(-18 ℃)或冷藏(7 ℃以下)或常温条件下贮存、运输、销售[1]。在生产与流通过程中，污染肉制品的微生物主要有腐败微生物和病原微生物[2]。

本研究选取的NISIN、双乙酸钠、脱氢乙酸钠、焦磷酸钠、甘氨酸均属于GB 2760-2014中预制肉制品所允许使用的食品添加剂。其中，前3种是防腐剂，而焦磷酸钠、甘氨酸分别是持水剂和抗氧化剂[3]。但是据前人报道后2种添加剂也有防腐作用[4-6]。据了解，不同浓度的NISIN对金黄色葡萄球菌都具有一定的抑制效果而且还表现出添加量依赖性[7]。脱氢乙酸钠限量的40%对酵母菌的抑菌率为100%[8]，甘氨酸对细菌的抑菌率随浓度增大而增大。甘氨酸对S.aureus和E.coli均具有良好的抑制作用，对E.coli的抑制效果更好。双乙酸钠是细菌和霉菌的高效抑制剂，与 NISIN复合使用可以扩大其抗菌谱，而且两者之间还具有一定的协同增效效应[9]。因此，本文选取以大肠杆菌为代表的G-细菌和以金黄色葡萄球菌为代表的G+细菌，以及酿酒酵母作为单细胞真菌酵母类的代表和灰葡萄孢霉菌作为多细胞真菌霉菌类的代表，研究以上5种添加剂对其的抑菌效果，为未来应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料、试剂和仪器

1.1.1 化学药品和试剂

NISIN 浙江银象生物工程有限公司；双乙酸钠、脱氢乙酸钠、焦磷酸钠 阿拉丁试剂有限公司；甘氨酸 杭州昊天生物技术有限公司。

1.1.2 培养基和选用供试菌

营养琼脂、营养肉汤、马铃薯葡萄糖琼脂、马铃薯葡萄糖水 杭州汇普化工仪器有限公司；大肠杆菌(Escherichiacoli)CICC21524、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)CICC10384、酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)、灰葡萄孢霉菌(Botrytiscinerea) 浙江工商大学农产组实验室。

1.1.3 实验仪器

LRH-150-S恒温恒湿培养箱 西安信恒检测仪器有限公司；SW-CJ-2FD超净工作台 苏净集团安泰公司；SHZ-82 振荡器 国华企业；SK5200LH 超声仪 上海科导仪器有限公司； DK-8D电热恒温水浴锅 上海沪南科学仪器联营厂；Finnpipetter F3移液枪 Thermo公司。

1.2 实验方法与步骤

1.2.1 保鲜剂的配制

将NISIN、脱氢乙酸钠分别用水配制成浓度梯度为0.125，0.25，0.5 mg/mL的溶液。将双乙酸钠、焦磷酸钠、甘氨酸分别用水配制成浓度梯度为0.375，0.75，1.5，3.0 mg/mL的溶液。

1.2.2 5种食品添加剂对4种菌的抑菌性

1.2.2.1 细菌的活化

取-20 ℃保存的菌液100 μL接种到200 mL营养肉汤中，大肠杆菌在摇床中37 ℃下培养24 h，金黄色葡萄球菌在恒温震荡培养箱中37 ℃下培养24 h。

1.2.2.2 细菌的抑菌处理

先将2种细菌活化液稀释至10-5后，再取100 μL菌液，然后分别加入到装有5 mL营养肉汤和5 mL不同保鲜剂的混合液中，对照组使用无菌水代替保鲜剂。置于37 ℃恒温培养箱中培养24 h，最后取1 mL计算菌落总数[10]。

1.2.2.3 真菌的活化

取-20 ℃保存的酿酒酵母菌和灰葡萄孢霉菌菌丝接种到200 mL马铃薯葡萄糖水中，30 ℃恒温震荡培养箱中培养60 h。

1.2.2.4 真菌的抑菌处理

先将2种真菌活化液稀释至10-5后，再取100 μL菌液，然后分别加入到装有5 mL马铃薯葡萄糖水培养基和5 mL不同保鲜剂的混合液中，对照组使用无菌水代替保鲜剂，置于30 ℃恒温培养箱中培养60 h，最后取1 mL计算菌落总数[11]。

1.2.3 抑菌率计算

抑菌率：M=(N0-N1)/N0×100%。

式中：N0为对照组菌落总数，N1为处理组菌落总数。

2 结果与讨论

2.1 NISIN对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

NISIN对酿酒酵母菌和大肠杆菌的抑制效果比较明显，对灰葡萄孢霉菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果并不理想。0.125，0.250，0.500 mg/mL的NISIN对大肠杆菌的抑制率分别为65.7%，86.1%，94.2%，对酿酒酵母菌的抑制率分别为73.6%，79.6%，86.4%。随着NISIN浓度的升高，其抑制效果增加并不大，见图1。

图1 不同浓度的NISIN对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母菌、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 双乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

双乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用。0.375，0.75，1.5，3.0 mg/mL的双乙酸钠对大肠杆菌的抑制率分别为43.8%，96.9%，99.9%，100%，对金黄色葡萄球菌的抑制率分别为49.0%，99.9%，100%，100%。1.5 mg/mL的双乙酸钠对大肠杆菌的抑制率为99.9%。双乙酸钠促进酿酒酵母菌生长，对灰葡萄孢霉菌有一定抑菌效果，3.0 mg/mL的抑制率为91.4%，见图2。

图2 不同浓度的双乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母菌、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 脱氢乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

脱氢乙酸钠对酿酒酵母菌的抑菌性非常明显，对灰葡萄孢霉菌的抑制效果相对比较明显。0.125，0.25，0.5 mg/mL的脱氢乙酸钠对酿酒酵母菌的抑制率分别为98.5%，99.6%，99.8%，对灰葡萄孢霉菌的抑制率分别为75.8%，87.8%，93.2%。脱氢乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌也表现出了一定的抑菌效果，见图3。

图3 不同浓度的脱氢乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母菌、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 焦磷酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

焦磷酸钠对金黄色葡萄球菌的抑制效果是最为显著的。高浓度时对大肠杆菌和灰葡萄孢霉菌具有一定的抑制性，但是对酿酒酵母菌基本上没有效果。0.188，0.375，0.75，1.5 mg/mL的焦磷酸钠对金黄色葡萄球菌的抑制率分别为8.2%，77%，93.5%，94.7%。另外0.188 mg/mL的焦磷酸钠对大肠杆菌的抑制率为44.3%，见图4。

图4 不同浓度的焦磷酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母菌、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 甘氨酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌的抑菌性

甘氨酸对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、酿酒酵母菌以及灰葡萄孢霉菌都具有一定的抑制效果。甘氨酸对酿酒酵母菌的抑菌效果最显著。0.75，1.5，3.0 mg/mL的甘氨酸对酿酒酵母菌的抑制率分别为65%，96.6%，98.1%。最高浓度的甘氨酸对3种菌的抑制率分别为大肠杆菌85.6%，金黄色葡萄球菌79.9%，灰葡萄孢霉菌90.1%，见图5。

图5 不同浓度的甘氨酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母菌、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 结论

双乙酸钠对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有很好的抑制作用，对灰葡萄孢霉菌也有较好的抑制作用。0.75 mg/mL的双乙酸钠对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑制率分别为96.9%，99.9%。脱氢乙酸钠则对酿酒酵母菌的抑菌性很好，对灰葡萄孢霉菌的抑制效果比较明显。0.125 mg/mL的脱氢乙酸钠对酿酒酵母菌的抑制率达到98.5%。0.5 mg/mL的脱氢乙酸钠对灰葡萄孢霉菌的抑制率为93.2%。焦磷酸钠对金黄色葡萄球菌的抑制效果比较好，对灰葡萄孢霉菌也具有一定的抑菌作用。0.75 mg/mL的焦磷酸钠对金黄色葡萄球菌的抑制率达到93.5%。甘氨酸对酿酒酵母菌有明显的抑菌性。1.5 mg/mL的甘氨酸对酿酒酵母菌的抑菌率为96.6%。NISIN对大肠杆菌和酿酒酵母菌的抑制效果比较明显，0.500 mg/mL的NISIN对大肠杆菌的抑制率为94.2%。联合使用0.75 mg/mL以上的双乙酸钠和0.125 mg/mL以上的脱氢乙酸钠可以较好控制预制肉制品的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌产生的危害。如果需要进一步控制霉菌灰葡萄孢霉菌，脱氢乙酸钠浓度需要提高到0.5 mg/mL以上。NISIN、焦磷酸钠、甘氨酸分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌有较好的抑制作用。

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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点实验室开放基金资助项目

王向阳(1966-)，男，浙江玉环人，教授，博士，主要从事食品保鲜加工和植物功能成分研究。