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姜辣素对微生物及生物胺的作用效果(二)

发布时间:2021-07-20 15:31 作者:北纳生物编辑-陈丹

2 结果与分析

2.1 不同姜辣素添加量对加工过程中培根理化指标的影响

图1 不同添加量对风干培根加工过程中理化指标的影响 
姜辣素|北纳生物

由图1a可知,水分含量在整个加工过程中呈下降趋势,到风干成熟结束时对照样品中的水分含量为45.3%,相比原料阶段(73.6%)下降了38.5%。整个过程中,水分在腌制阶段变化不显著,在风干成熟阶段显著下降(P<0.05)。不同含量的姜辣素对水分含量变化的影响无显著差异(P>0.05)。

由图1b可知,pH值在整个加工过程呈上升趋势,原料与终产品差异显著(P<0.05)。在风干过程中腐败微生物生长代谢的外源蛋白酶会产生氨基酸、挥发性含氮化合物等碱性物质,使产品pH值逐渐升高;风干中后期,各处理组pH值显著低于对照组(P<0.05),说明姜辣素能抑制腐败微生物繁殖,减少胺的积累。

由图1c可知,TVBN含量随风干成熟时间的延长显著增加,与对照组相比,添加姜辣素可显著降低培根在风干过程中TVBN的含量(P<0.05)。添加300 mg/kg姜辣素处理组样品TVBN含量最低,风干12 d时为28.18 mg/100 g,相对于对照组(35.54 mg/100 g)降低了20.7%,当姜辣素添加量增加到500 mg/kg时,样品中TVBN含量又出现上升的趋势,但这两个处理组差异不显著(P>0.05)。

2.2 不同姜辣素添加量对培根加工过程中微生物的影响

培根|北纳生物
图2 姜辣素不同添加量对风干培根加工过程中菌落总数的影响 

由图2可知,与对照组相比,在腌制和风干成熟前期(6 d),姜辣素能显著降低菌落总数(P<0.05)。腌制后菌落总数呈下降趋势,可能是由于氯化钠改变了细胞膜渗透压等环境因素,使水分活度降低,导致了微生物的新陈代谢减缓,从而抑制了大量微生物的繁殖。在风干成熟阶段,微生物数量均呈明显的增加趋势,此时姜辣素对微生物的抑制作用开始凸显,且质量浓度越高,抑制作用越明显。300 mg/kg与500 mg/kg添加量的抑菌作用显著优于100 mg/kg,在风干12 d时,300 mg/kg与500 mg/kg的抑菌效果并无显著差异(P>0.05)。

赵晋通过抑菌实验表明,姜辣素能够激活单核细胞的分泌功能,使溶菌酶大量释放,水解细胞壁中的黏多糖使其死亡或裂解,起到抑菌作用,特别是对具有氨基酸脱酸酶活性的金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用明显。Bover-Cid等报道,微生物数量在6~10(lg(CFU/g))就可认为是肉制品开始腐败,风干结束对照组和300 mg/kg处理组菌落总数分别为5.43、4.58(lg(CFU/g)),均在此标准之下,可见姜辣素能显著抑制微生物的繁殖,延长肉制品腐败变质时间。

肠杆菌数|北纳生物
图3 姜辣素不同添加量对风干培根加工过程中的影响 

由图3可知,风干过程显著影响肠杆菌的数量(P<0.05),原料中肠杆菌为3.0(lg(CFU/g)),腌制结束各处理组降低到2.0(lg(CFU/g))左右,在风干成熟过程中,肠杆菌数先显著升高随后降低。姜辣素对肠杆菌数的影响在风干后期(12 d)时与对菌落总数的影响有所不同,呈明显的下降趋势,可能是风干后期次生代谢产物积累,肠杆菌生长繁殖能力与培根基质之间达到平衡,并对水分活度的快速降低及pH值升高等因素影响更加敏感,使其他微生物成为优势菌株。不同添加量的姜辣素对具有氨基酸脱羧酶阳性的肠杆菌均有不同程度的抑制作用,这种抑制作用可以减缓培根的pH值升高。在风干成熟结束,对照组和500 mg/kg处理组的肠杆菌数量分别为3.55、2.86 (lg(CFU/g))。

de Mey等 指出,在发酵香肠中肠杆菌是生物胺累积的重要因素之一,大肠杆菌能在香肠生产的前期释放脱羧酶,酶催化氨基酸脱羧产生生物胺。腌腊肉制品中含有丰富的蛋白质,是生物胺产生的前体物质,姜辣素抑制具有高氨基酸脱羧酶活性微生物的繁殖,目前研究表明,肠杆菌是产生尸胺、腐胺的主要微生物,一些大肠杆菌也能产生大量的组胺。实验结果表明,具有抗氧化活性的姜辣素能有效抑制培根中肠杆菌数量,减缓肉制品中化学物质氧化水解的速率,使生物胺前体物质氨基酸减少,从而抑制生物胺在肉制品加工和贮藏过程中的积累。

2.3 不同姜辣素添加量对培根加工过程中生物胺含量的影响

生物胺|北纳生物
图4 生物胺混合标准溶液的HPLC色谱图 

由图4可知,标准溶液中各种生物胺分离效果较好。由表2可知,风干培根样品中共检测到5 种生物胺,分别为:腐胺、尸胺、组胺、酪胺和精胺。生物胺是一类具有由氨基酸脱羧或醛和酮氨基化而形成的含氮脂肪族、芳香族或杂环类低分子质量有机化合物的总称。一般来说,它们都是由相应的氨基酸脱羧而产生的,如组胺、酪胺、腐胺、尸胺和精胺分别是由组氨酸、酪氨酸、鸟氨酸、赖氨酸和精氨酸经酶解脱羧而生成。

不同姜辣素添加量能有效地控制风干培根样品中总生物胺的含量。风干过程对总生物胺含量有显著影响(P<0.05),风干12 d时各处理组与对照组总生物胺含量存在显著性差异(P<0.05),300 mg/kg添加量时总生物胺含量为94.13 mg/kg,相对于对照组降低了34.56%,为总生物胺含量最低的一组。风干培根样品中各种生物胺的含量存在差异,5 种生物胺中含量最高的是精胺,酪胺、腐胺和尸胺次之,组胺含量最低。样品中各种生物胺含量的不同可能是由于各类来源微生物产生的脱羧酶种类与数量不同以及样品中内源酶与各种氨基酸组成比例不同所致。除尸胺外,其余4 种生物胺的含量均随成熟时间的延长显著增加。就其毒性而言,组胺的毒性最大,酪胺次之;二胺中的腐胺和尸胺会增强组胺和酪胺的毒性,精胺作为生理多胺,对生物体内的代谢具有机能性作用。

组胺毒性最强,在原料和风干成熟前期各姜辣素处理组中均未检测到组胺,可能是由于风干前期水分含量下降,水分活度降低,产胺菌在低水分活度下生长缓慢,内源酶活性降低,姜辣素的抑菌作用扰乱位于细胞膜上的微生物脱羧酶活性,抑制微生物组氨酸脱羧酶分泌,延缓组胺生成。500 mg/kg姜辣素处理组显著延缓酪胺生长,风干结束相对于对照组降低了41.87%。Latorre-Moratalla等认为食品中酪胺含量应低于100 mg/kg,100~800 mg/kg被认为是有毒性的,在培根样品中,酪胺含量显著低于此水平。原料中精胺含量为38 mg/kg,在风干成熟阶段有所增加,精胺本身对人体没有毒性,但是它可以和亚硝酸盐反应生成致癌物N-亚硝胺。

3 结 论

不同姜辣素添加量对风干培根样品中水分含量的影响显著,能显著降低pH值和TVBN值,有效抑制微生物的生长繁殖,各指标的变化均在可接受范围内。在风干培根样品中共检测出5 种生物胺,添加姜辣素能显著降低总生物胺含量(P<0.05),当添加量为300 mg/kg时,对样品中TVBN和总生物胺含量的抑制率最高,分别为20.7%和34.56%,且对毒性相对较高的组胺和酪胺有较好的抑制效果;添加姜辣素(300、500 mg/kg)与对照组相比在没有显著降低感官品质的基础上,降低了风干培根样品的腐败程度,提高了肉品食用安全水平。实验选择具有抗氧化活性的姜辣素为添加剂,研究微生物及生物胺在培根生产过程中的变化规律,综合理化指标结果,选择300 mg/kg添加量应用于实际生产,为工业化应用提供理论依据。

相关链接:姜辣素,氨基酸,添加量,微生物,多肽,蛋白质尸胺腐胺生物胺北纳生物

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