干香菇中热噬淀粉芽孢杆菌耐热性的研究

摘 要：香菇罐头是以干香菇为原料，高压杀菌后得到的罐头食品，可常温保存9～12个月，但有少数耐热芽孢杆菌的耐热性强，在杀菌不彻底的条件下会大量繁殖，造成罐头产品腐败变质，严重影响产品品质和消费者健康。本文在不同温度不同加热时间下，对从市售干香菇中分离得到的热噬淀粉芽孢杆菌热处理后剩余的活菌进行计数，绘制残存曲线，计算出D值和Z值，得到其耐热数据。结果表明，D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐热曲线为y=-0.052 5x+6.006 7，为香菇罐头制定杀菌工艺提供理论基础。

关键词：干香菇；热噬淀粉芽孢杆菌；耐热性；D值；Z值

Study on Heat Resistance of Bacillus thermoamylovorans in Dried lentinus edodes

LIU Qiaoyun

（Shanghai Kangshi Food Co.， Ltd.， Shanghai 201100， China）

Abstract： Canned lentinus edodes is a kind of canned food made of dried lentinus edodes and sterilized by high pressure. It can be stored at room temperature for 9～12 months. However， there are a few heat-resistant bacteria， which have strong heat resistance and can reproduce in large quantities under incomplete sterilization conditions， resulting in food spoilage， seriously affecting the quality of products and the health of consumers. In this paper， the heat-resistant bacteria isolated from the dried lentinus edodes： Bacillus thermoamylovorans， was heated at different temperatures for different time. The remaining live bacteria after heat treatment were counted， the residual curve was drawn， and the D value and Z value were calculated to obtain the heat resistance data. The results showed that D90 ℃=

20.75 min， D100 ℃=4.77 min， D110 ℃=1.87 min， Z=19.05 ℃， and the heat resistance curve was y=-0.052 5x+6.006 7. It provides a theoretical basis for the development of sterilization technology for canned lentinus edodes.

Keyword： dried lentinus edodes; Bacillus thermoamylovoransl; heat resistance; D value; Z value

香菇肉质肥嫩、味道鲜美、香气沁人且营养丰富，是一种药食同源的食物。香菇中含有香菇多糖、甾醇、香菇嘌呤等活性物质，具有抗肿瘤、降血脂、抑菌消炎以及增强免疫力等多种保健功效[1-3]。香菇的主要销售形式是新鲜香菇和干制香菇，但也有香菇成品商品销售，如香菇酱、香菇罐头。香菇罐头是一种硬包装或软包装制品，其是以香菇为主要原料或辅料制成，主要工艺是将干香菇经复水后，将菇体、其他原料及卤汁放入玻璃罐、铁罐或食品级软包装袋中，经高压灭菌处理后得到的罐头食品，不添加防腐剂但能在常温下保存较长时间[4]。

嗜热菌是一类能在高温条件下生长的微生物俗称，其广泛分布于温泉、火山口、日照充沛的土壤表层以及工厂高温废水排放地等高温区域。大部分嗜热菌的最适生长温度为50～60 ℃，嗜热菌常见于蘑菇、芦笋、肉类等低酸性罐头中，是引起低酸性食品罐头腐败变质的典型菌[5-6]。侯宇等[7]研究发现，香菇超高压保鲜食品中的腐败菌与解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的亲缘关系较近。干香菇携带较多的芽孢杆菌，杀菌后若有耐热芽孢菌残留，在合适的条件下会生长繁殖，易造成罐头食品腐败变质，严重影响产品品质和货架期。

本文从市售干香菇中分离得到一株嗜热微生物，经鉴定为热噬淀粉芽孢杆菌，该菌能在65 ℃以上的高温中生长，为极端嗜热性芽孢杆菌，国外对该类细菌的研究主要在发酵淀粉产生有机酸[8-9]，缪伏荣等[10]在畜禽屠宰场废弃物中分离筛选到一株热噬淀粉芽孢杆菌，发现该菌可耐受95 ℃的高温，能在屠宰废弃物中生长，为该菌在畜禽养殖场废弃物高效降解方面奠定了理论基础。本文旨在对干香菇原料中分离得到热噬淀粉芽孢杆菌进行耐热性实验，得到耐热性数据，为香菇罐头的杀菌工艺参数制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香菇汤汁：干香菇泡发后，按香菇∶水为1∶50比例炖煮30 min，过滤得到的汤汁。热噬淀粉芽孢杆菌（Bacillus thermoamylovorans），从干香菇中分离鉴定所得，命名为KS07。营养琼脂和TSA琼脂培养基，广东环凯微生物科技有限公司；超净工作台，苏州净化设备有限公司；恒温水浴锅，优莱博技术（北京）有限公司；油浴锅，美国polyscience；培养箱，德国incucell；高压灭菌锅，松下健康医疗器械。

1.2 实验方法

1.2.1 菌株复壮

将分离得到的热噬淀粉芽孢杆菌KS07在TSA平板上划线后，置于55.0 ℃培养24 h，重复上述操作3次，确保菌株纯度。

1.2.2 耐热性实验

（1）芽孢悬液制备。将复壮后的热噬淀粉芽孢杆菌划线接种于营养琼脂平板，55.0 ℃培养7 d，当芽孢率达90%以上，刮取菌苔至无菌水中制成菌悬液，将菌悬液置于80.0 ℃水浴中水浴10 min，将水浴后的悬液转移到0～4 ℃的冰水浴中迅速冷却至室温，制成浓度为1×108～5×108 CFU·mL-1的芽孢悬液[11]。

（2）试验介质的制备。以香菇汤汁作为介质，取500 mL香菇汤汁高压灭菌备用，灭菌条件为121 ℃、15 min。

（3）实验步骤。用移液枪分别吸取500 μL菌悬液和50 mL无菌香菇汤汁至无菌试管中，作为供试品。分别吸取2 mL供试品于2 mL透明玻璃瓶，每个温度5组（每组不少于4个），其中1组不经过热处理，其余每组分别放入预先设定好温度的恒温油浴锅中（90 ℃、100 ℃、110 ℃），处理一定时间后，取出迅速置于冰水浴中冷却。用无菌水进行10倍系列稀释，每个稀释度做2个平行，同时分别吸取1 mL样品原液加入两个无菌平皿内做空白对照，倾注已融化并冷却至45 ℃左右的TSA琼脂培养基，待凝固后，55 ℃倒置培养48 h，计数。

（4）D值计算。D值是指在某个温度下的杀菌过程中微生物杀灭90%所需要处理的时间，单位是min。按照残存曲线法，以热处理时间为横坐标，以菌落数的对数值为纵坐标，即可得到一条残存曲线，D值是该残存曲线斜率的负倒数。

（5）Z值计算。Z值是指某种微生物的D值变化90%时所需要改变的温度，单位为℃。计算方法是以加热温度为横坐标，D值的对数值为纵坐标，绘制热力致死曲线，Z值就是热力致死曲线斜率的负倒数[12]。

（6）安全杀菌F值计算。安全杀菌F值的计算[13]计算公式为

F安=D（lga-lgb）（1）

式中：F安为某种温度下（如121 ℃），满足罐头腐败率所需的杀菌时间，min；D为某种温度下（如

121 ℃），杀灭90%微生物所需要的时间，min；a为每罐中单位体积原始活菌数CFU·mL-1；b为罐头的允许腐败率/残存活菌数CFU·mL-1。

2 结果与分析

2.1 热噬淀粉芽孢杆菌KS07在不同温度下加热不同时间的残存菌落数

由表1可知，随着温度的升高和加热时间的延长，菌落数逐渐减少。110 ℃热处理8 min时，菌落数下降最多，从2.8×106 CFU·mL-1下降到1.2×102 CFU·mL-1，下降了4个数量级，而90 ℃热处理20 min，菌落数仅下降1个数量级，100 ℃热处理10 min，下降了2个数量级。

2.2 热噬淀粉芽孢杆菌KS07的D值

由图1可知，热噬淀粉芽孢杆菌KS07在香菇汤汁中的D值为D90 ℃=20.75 min，R2=0.998 6；D100 ℃=4.77 min，R2=0.999 4；D110 ℃=1.87 min，R2=1。

2.3 热噬淀粉芽孢杆菌KS07的Z值

热噬淀粉芽孢杆菌KS07在香菇汤汁中的耐热曲线见图2，耐热曲线为y =-0.052 5x+6.006 7，计算得Z值为19.05 ℃。

3 结论与讨论

本文从干香菇中筛分得到热噬淀粉芽孢杆菌，在香菇汤汁中对该菌进行耐热性实验，得到其耐热性数据为D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐热曲线为y =-0.052 5x+6.006 7，将高压杀菌温度X=121 ℃代入耐热曲线，得到y=logD121=-0.345 8，算出D121 ℃=0.45 min，假设未杀菌的香菇罐头中有10 000个的热噬淀粉芽孢杆菌，允许变败率不得超过万分之五，得121 ℃杀菌F值最低为3.29 min，110 ℃杀菌F值最低为13.65 min。

食品的理化性质也会影响微生物的耐热性[14-16]，主要包括如下。①pH值的影响。酸碱度对微生物的繁殖及酶活性影响很大，对热敏感性的影响也很显著。一般来说，pH值在7左右，微生物的耐热性最强，pH值升高或降低都会降低微生物的耐热性，因此，酸性食品可以采用沸水或100 ℃以下杀菌，而低酸性罐头食品必须采用加压高温杀菌，保证耐热微生物全部被杀死。②水分活度的影响。水分活度在0.2～0.4时芽孢具有最强的耐热性，水分活度大于0.4时，D值显著下降，水分活度为1时耐热性最低。③糖等食品组分影响。食品中的脂肪、糖、蛋白质等物质对微生物有保护作用，微生物的耐热性随这类物质的增多而增强。④植物杀菌素的影响。一些植物的汁液和分泌的挥发性物质对微生物有抑制和杀菌作用，这种具有抑制和杀菌作用的物质称为植物杀菌素，在罐头杀菌前，加入适量富含植物杀菌素的蔬菜或调料，如葱、辣椒、蒜等，可以加速微生物的死亡。

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作者简介：刘巧云（1996—），女，安徽滁州人，本科。研究方向：食品微生物学。