具有抑菌作用乳酸菌筛选及其在红酸汤生产中的应用_李厚强.pdf

第 14 卷 第 11 期 食 品 安 全 质 量 检 测 学 报 Vol.14 No.11 2023 年 6 月 Journal of Food Safety and Quality Jun.,2023 基金项目:河南省重点研发与推广专项(222102410003)Fund:Supported by the Henan Province Key Research and Development and Popularization Program(222102410003)*通信作者:李厚强,硕士,高级工程师,主要研究方向为检验、技术质量管理。E-mail:*Corresponding author:LI Hou-Qiang,Master,Senior Engineer,Henan Provincial Institute of Product Quality Supervision and Inspection,No.17,Dongming Road North,Jinshui District,Zhengzhou 450047,China.E-mail: 具有抑菌作用乳酸菌筛选及其在 红酸汤生产中的应用 李厚强*(河南省产品质量检验技术研究院,郑州 450047)摘摘 要要:目的目的 筛选具有抑菌作用的乳酸菌并研究其在红酸汤的加工和保藏中的应用。方法方法 以热带假丝酵母 CT-1 和白色假丝酵母 CU-3 为红酸汤腐败指示菌,筛选具有抑菌能力的乳酸菌,然后将乳酸菌用于红酸汤的加工探讨其生物防腐作用。结果结果 经筛选获得 2 株具有抑菌作用的乳酸菌,分别为植物乳杆菌 SHPC-35 和耐酸乳杆菌 SHC-17,且 2 株菌的主要抑菌物质均为细菌素。将 2 株菌用于红酸汤的生产,并确定最优发酵工艺为:接种量(乳酸菌 SHPC-35 和 SHC-17 复配比例为 1:1)为 3%,发酵温度为 28,发酵时间为 4 d,在此条件下,红酸汤的总酸度为 1.58%0.03%,感官评分为 92.356.11。红酸汤保藏试验结果表明,SHPC-35 和SHC-17 能抑制红酸汤中的酵母生长,从而有效地延长产品的货架期至 10 d。结论结论 植物乳杆菌 SHPC-35 和耐酸乳杆菌 SHC-17 具有较强的抑制热带假丝酵母 CT-1 和白色假丝酵母 CU-3 能力,在红酸汤以及其他发酵食品的生物防腐方面具有一定的应用潜力。关键词关键词:乳酸菌;抑菌活性;抑菌物质;红酸汤;工艺优化;货架期 Screening of antimicrobial activities of lactic acid bacteria and its application to red sour soup LI Hou-Qiang*(Henan Institute of Product Quality Inspection Technology,Zhengzhou 450047,China)ABSTRACT:Objective To screen lactic acid bacteria with antimicrobial activity and study its application in the processing and preservation of red sour soup.Methods Candida tropicalis CT-1 and Candida albicans CU-3 were used as spoilage indicating bacteria of red sour soup to screen lactic acid bacteria with antibacterial ability,and then the lactic acid bacteria was applied in the processing of red acid soup to explore its biological antiseptic effect.Results Two strains of lactic acid bacteria named Lactobacillus plantarum SHPC-35 and Lactobacillus acetotolerans SHC-17 which showed antimicrobial activities were screened.The main antimicrobial substances of the two strains were the bacteriocin.The two strains were applied in the production of red sour soup and the optimal fermentation process were:The inoculation amount(the mixed ratio of SHPC-35 and SHC-17 was 1:1)was 3%,the fermentation temperature was 28,and the fermentation time was 4 d.Under these conditions,the total acidity of red sour soup was 1.58%0.03%,and the sensory score was 92.356.11.Results of the preservation test of red sour DOI:10.19812/ki.jfsq11-5956/ts.2023.11.015第 11 期 李厚强:具有抑菌作用乳酸菌筛选及其在红酸汤生产中的应用 165 soup showed that SHPC-15 and SHC-17 could inhibit the growth of yeast in red sour soup,conducive to effectively prolong the shelf life of the product to 10 d.Conclusion Lactobacillus plantarum SHPC-35 and Lactobacillus acetotolerans SHC-17 have the strong antimicrobial activity against Candida tropicalis CT-1 and Candida albicans CU-3,which shows application potentials in the biological preservation of red sour soup and other fermented foods.KEY WORDS:lactic acid bacteria;antimicrobial activities;antimicrobial substances;red sour soup;process optimization;shelf life 0 引 言 酸汤是贵州凯里地区一种苗族的传统调味品,因其特殊的酸辣风味以及在酸汤鱼的烹饪中的应用而被消费者广泛熟知1。酸汤按原料不同分为白酸汤和红酸汤,白酸汤以淘米水为原料,经自然发酵制得,而红酸汤以糯米、辣椒和番茄为原料,经自然发酵制得23。相比于白酸汤,红酸汤的工艺过程相对复杂。目前,红酸汤的工业化生产仍以自然发酵工艺为主,生产周期长,产品品质不稳定。而且,先前研究发现,红酸汤在自然发酵中会引入热带假丝酵母、白色假丝酵母等腐败菌和致病菌,影响产品的安全性和货架期,限制了红酸汤产业的发展4。为了延长红酸汤的货架期,常在生产过程中添加防腐剂。化学防腐剂虽然防腐效果较好,但多数防腐剂存在一定的安全隐患,还可能使腐败菌产生耐药性5。天然防腐剂虽然安全性较好,但也在一定程度上增加了红酸汤的生产成本。因此,寻求安全性好、低成本防腐方法并应用于发酵食品一直是学者们研究的热点。乳酸菌是一类有利于人体健康的有益菌。通常,乳酸菌在生长过程或发酵过程中能分泌一些能抑制腐败微生物生长的代谢产物,因此,常用于一些发酵食品起生物防腐作用。目前,已报道能够抑制真菌的乳酸菌有植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、格氏乳杆菌、卷曲乳杆菌等69。研究发现,红酸汤在发酵过程中乳酸菌为主要优势菌10,在不同的样品中已鉴定出植物乳杆菌、耐酸乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌和布式乳杆菌等可用于红酸汤发酵的菌株1115。因此,可以通过筛选具有抑菌作用的乳酸菌作为发酵剂用于红酸汤的生产,从而避免腐败菌的产生,以达到延长货架期的目的。本研究以从食品源中分离得到的乳酸菌进行腐败菌抑菌能力筛选,并对其抑菌成分进行分析,然后将具有抑菌作用的乳酸菌用于红酸汤生产,旨在通过生物防腐代替传统化学防腐,实现红酸汤货架期的延长和产品安全性的提升,为其工业化生产提供参考依据。1 材料与方法 1.1 菌株、试剂与设备 3 株布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)筛自传统发酵泡菜并命名为 SHPC-12、SHPC-15、SPC-23;2 株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)筛自传统发酵泡菜并命名为 SHPC-35、SHPC-41;3 株耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)筛自新疆传统发酵乳制品并命名为 SHC-11、SHC-17 和 SHC-25;腐败指示菌株热带假丝酵母(Candida tropicalis)和白假丝酵母(Candida albicans)筛自腐败的红酸汤并分别命名为 CT-1 和 CU-3。NaOH(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);过氧化氢酶(5000 U/mg)、蛋白酶 K(30 U/mg)、木瓜蛋白酶(2000 U/mg)(北京索莱宝科技有限公司);改良 MRS 肉汤培养基(青岛海博生物技术有限公司);CM0077 肝肉汤培养基(上海易汇生物科技有限公司);0.22 m滤膜(湖南比克曼生物科技有限公司)。SW-CJ-2D 超净台(南北仪器有限公司);TG16-WS 高速离心机(上海科器仪器设备有限公司);HDP-800 电热恒温培养箱(常州市臣明实验仪器科技有限公司);F3 单道移液器赛默飞世尔科技(中国)有限公司;PHS-25型pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)。1.2 试验方法 1.2.1 乳酸菌的活化与培养 将乳酸菌冻存管中菌液解冻融化,从中取适量菌液接入改良 MRS 肉汤中于 37下培养 48 h,然后取培养后菌液相同温度下再次培养 24 h,所得菌液放入 4冰箱中备用。将指示酵母菌冻存管中菌液解冻融化,从中取适量菌液接入肝肉汤培养基中于28下培养48 h后,然后取培养后菌液相同温度下再次培养 48 h,所得菌液放入 4冰箱中备用。1.2.2 具有抑菌能力乳酸菌菌株的筛选(1)无细胞上清液的制备 乳酸菌的无细胞上清液的制备参考刘春娟等16的方法,得到上清液用 0.22 m 滤膜进行过滤后备用。(2)乳酸菌抑菌能力的测定 乳酸菌抑菌能力测定采用牛津杯法17,具体过程为:培养皿中倒入适量肝肉汤琼脂培养基,待凝固后,倒入适量接种1%腐败酵母的琼脂培养基,凝固后将3支牛津杯轻轻按压置于培养基表面,再向牛津杯中加入适量上述乳酸菌的无细胞上清液,然后将培养皿放入恒温培养箱,28166 食品安全质量检测学报 第 14 卷 下培养 48 h。通过游标卡尺测量抑菌圈直径,并以此确定乳酸菌抑菌能力。1.2.3 具有抑菌能力乳酸菌抑菌物质的确定 乳酸菌的抑菌物质采用 XING 等18的排除法进行确定。操作过程如下:取具有抑菌能力乳酸菌无细胞上清液,分别用一定浓度的 NaOH、过氧化氢酶、蛋白酶 K 和木瓜蛋白酶进行处理,所得上清液用 0.22 m 滤