1、食品組分與芽孢耐熱性

 

食品罐內殺菌熱加工概念已有很長的歷史大致始于1920年，隨后將近一個世紀的發展。主要圍繞長時間的高溫熱處理殺滅導致腐敗和危害健康的微生物以期延長產品的貨架期。而對于食品的要求已經超出了對于安全性和貨架期的要求，更追求感官舒適性，高質量，營養健康以及方便性。因此殺菌工藝的趨勢在于保證安全性的同時最小程度的減小對食品組分的破壞。

 

經過眾多科學研究發現，不同的食品組分對于微生物的耐熱性有著不同的影響。懸浮液的pH，緩沖劑，NaCl和陽離子等都會影響細菌或芽孢的耐熱性，但是研究的結論卻不盡相同。如IciekJ利用數學模型研究表明在降低pH以及在有少量鹽存在的情況下，能提高芽孢的激活和壞;PeriagoPM得到了類似的結論，且pH與NaCl對嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的D值都有顯著性的作用；而GulinC等人研究酸土環酯芽孢桿菌芽孢在蘋果汁中不同pH，不同固形物濃度下的耐熱性時發現酸土環酯芽孢桿菌芽孢耐熱性幾乎沒有影響。BriggA等人又發現，NaCI濃度從2%增加到8%時能降低嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的耐熱性卻對枯草芽孢桿菌芽孢沒有影響101。LopezM認為0.06%的NaCI就能有效降低芽孢耐熱性，而且在各種緩沖液中，只有磷酸鹽緩沖液濃度增大，D值增大，其他緩沖液幾乎沒有影響。在有機物中，通常情況下我們認為蛋白質(如血清白蛋白)和碳水化合物(如蔗糖)對孢子耐熱性有促進作用。

 

2、食品添加劑對芽孢耐熱性的影響

 

加熱基質中如果有殺菌劑或抑制劑存在時會降低芽孢耐熱性。早在上世紀四十年代有人提出來少量的殺菌劑可提高在低溫下的殺菌效應。Pederson提出22ppm的二氧化硫可以使果汁巴氏殺菌的溫度降低5.5。MichenerHD研究了650種物質對梭狀芽孢桿菌芽孢P.A3679耐熱性的影響,除抗氧化劑之外，影響較大的物質有氧化乙烯，環氧二丁烷，過氧化氫，甲醛，胍十二烷，溴化物，溴化物和蒜油等。而研究發現枯草菌素(subilin)的濃度在0.002-0.02ppm,乳酸鏈球菌素(Nisin)的濃度在0.004-0.04ppm時，P.A3679耐熱性表現的非常敏感。LewisJC也考察了67種抗菌素，卻發現絕大多數并沒有顯著效果，而乳酸鏈球菌素和枯草菌素卻有比較好的效果，能降低P.A3679的D值50%左右。關于抑菌劑對芽孢耐熱性的影響機理方面的探索，報道的比較少且深度也比較淺。

 

MichenerHD]研究發現經過熱處理的梭狀芽孢桿菌芽孢比未經過熱處理的芽孢對枯草菌素更為敏感，并推斷枯草菌素可能粘附在芽孢表面，在后復活培養萌芽后會抑制微生物的生長，而受熱處理后的芽孢更加容易萌芽，因此更容易受枯草菌素的影響。而對于Nisin降低嗜熱脂肪芽孢桿菌的作用機理的探索過程中，LeonL利用胰島素和Nisin的作用指出Nisin事實上也是影響芽孢后復活培養時的萌芽。而對于抑菌劑對芽孢耐熱性的影響現階段主要有三個截然不同的觀點:1.后期復活時阻止和延長腐敗菌的生長。2.殺死微生物細胞或芽孢。3.對熱處理時起到協同作用，降低耐熱性。

 

MaisnierS在牛奶中加入Nisin,研究Nisin與適度的加熱對李斯特菌的辦同破壞作用，加入Nisin后能大大提高對李斯特菌的破壞作用，例如不加入Nisin時，在54 下降低103需要77min,加入25IU/mL的Nisin后，只需要16min。然而NaimF卻發現單獨作用時Nisin即使濃度達到750IU/mL，對產芽孢梭狀芽孢桿菌耐熱性并無明顯影響。而在pH3.5,Nisin濃度2000IU/mL,90時卻對產芽孢梭狀芽孢桿菌耐熱性有顯著的協同降低作用，D90從19.6min下降到1.17min。

 

山梨酸鉀是國際糧農組織和衛生組織推薦的高效安全的防腐保鮮劑，廣泛應用于食品、飲料、化妝品等行業，能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性細菌的活性，還能防止肉毒桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等有害微生物的生長和繁殖，從而達到有效地延長食品的保存時間，并保持原有食品的風味。其防腐效果是同類產品苯甲酸鈉的5-10倍。

 

關于山梨酸鉀對嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢耐熱性的研究還比較少，MariaF和Cerruttip分別研究了低水分活度,低pH下時，山梨酸鉀對Z.bili和Saccharomycescerevisiae的耐熱性有著良好的降低作用。乳化劑是能改善(減小)乳化體中各種構成相之間的表面張力，形成均勻分散體或乳化體的物質，是-類具有親水基和疏水基的表面活性劑，在食品中有著廣泛的應用。乳化劑有一定的抑菌作用，常以表面涂層的方法用于食品和水果抑菌保鮮。具有抗菌作用的蔗糖酯對微生物具有廣泛的抑制作用，一般而言，對革蘭氏陽性菌，特別是孢子形成菌的抑制作用大于革蘭氏陰性菌，其作用機制主要是抑菌而非殺菌。