（食品科学专业论文）复合保鲜剂对高水分甘薯点心防腐保鲜的研究.pdf

复合保鲜剂对高水分甘薯点心防腐保鲜的研究 。 摘要 糕点是一种休闲食品，在食品工业中占有重要的份额。甘薯含有丰富的糖 质、维生素、矿物质及食物纤维，是一种药食两用的食物，被世界卫生组织认 定为健康食品之一。高水分点心具有优良的质构品质，松软可口，深受消费者 喜爱，但不易保存的缺点则是制约其发展的瓶颈问题，也是糕点行业发展中急 需解决的一个重要问题。本文以高水分甘薯点心( h m d s ) 为研究对象，通过 单因素、多因素组合试验和综合评价方法，考察1 1 种保鲜剂及其复合作用对 h m d s 保鲜效果的影响。 本研究的主要试验结果表明： ( 1 ) 引起h m d s 变质的主要腐败菌为3 种需氧兼性球菌( 2 种革兰氏阴性 菌、1 种革兰氏阳性菌) 和1 种霉菌。 ( 2 ) 适宜加工h m d s 的复合保鲜剂配方为双乙酸钠1 2g & g 、脱氢醋酸钠 0 1g k g 、海藻酸钠8 0g k g 、异v c 钠0 。8g c k g 、柠檬酸0 0 5 眺g 。 ( 3 ) 适宜加工h m d s 的工艺条件为焙烤温度2 1 0 。c 、焙烤时间2 0m i n ，包 装材料p e 膜( 厚o 1 2m m ) ，包装方式真空包装。 ( 4 ) 在4 - 4 0 储存温度范围内，真空包装h m d s 货架期y 与温度x 问 的预测方程为y = 0 0 0 5 5 x 3 0 1 5 0 6 x 2 1 3 6 3 3 8 x + 4 8 8 6 9 2 1 ，= 0 9 9 8 3 。 ( 5 ) 技术、经济、环境、市场初步分析结果显示，h m d s 工业化可行。 关键词：高水分点心；甘薯；复合保鲜剂；微生物；理化稳定性 f r e s h e n i n gr e a r c ho fc o m p o u n dp r e s e r v a t i v ef o rh i g h m o i s t u r ed e s s e r to fs w e e t p o t a t o a b s t a c t p a s t r yi sak i n do fr e c r e a t i o nf o o d s t u f fa n dp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei nt h ef o o d i n d u s t r y s w e e tp o t a t oi sr i c hi ns u g a r ，v i t a m i n , m i n e r a l ，d i e t a r yf i b e ra n ds oo n i ti s ak i n do fp l a n tw i t hb o t hf o o da n dm e d i c i n ef u n c t i o n i ti sr e c o g n i z e da so n eo f h e a l t hf o o d sb yt h ew o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i o n h i l g h - m o i s t u r ed e s s e r th a sq u a l i t i e s s u c ha se x c e l l e n tt e x t u r e ，s o f ta n dd e l i c i o u st a s t ea n di sa p p r e c i a t e db yc o n s u m e r s h o w e v e r ，t h ed i s a d v a n t a g eo fs h o r ts h e l f - l i f ei sn o to n l yab o t t l e n e c kf o ri t s d e v e l o p m e n t , b u ta l li m p o r t a n tp r o c e s s i n gp r o b l e mt od e a lw i t hi nt h eb a k e r y i n d u s t r y i nt h i sp a p e r ，b a s e dh i g hm o i s t u r ed e s s e r to fs w e e tp o t a t o ( h m d s ) a st h e r e s e a r c ho b j e c ta n dt h es i n g l e - f a c t o r , m u l t i - f a c t o re x p e r i m e n t sa n dc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm e t h o d ，t h ep r e s e r v a t i v ee f f e c t so f1 1k i n d so ff l e s h k e e p i n ga g e n t sa n d c o m p o u n du s eo ft h e mo nh m d sw e r ei n v e s t i g a t e d t h em a i nr e s u l t so ft h er e s e a r c hw e r es h o w na sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ed o m i n a n tm i c r o o r g a n i s m sw h i c hl e a dh m d st op u t r e s c e n c ea r et h r e e k i n d so f f a c u l t a t i v e l y a n a e r o b i c c o c c i ( t w og r a m n e g a t i v eb a c t e r i a , o n e g r a m - p o s i t i v eb a c t e r i u m ) a n do n ek i n d o ff u n g u s ( 2 ) t h es u i t a b l ef o r m u l ao fc o m p o u n dp r e s e r v a t i v ef o rh m d sp r o c e s s i n gi s s h o w na sf o l l o w s ：t h ea m o u n to fs o d i u md i a c e t a t e ，s o d i u md e h y d r o a c e t a t e ，s o d i u m a l g i n a t e ，d s o d i u me r y t h o r b a t ea n dc i t r i ca c i di s1 2g k g ，0 1e g x g ，8 0 9 k g ，0 8g k g a n do 0 5g k g ，r e s p e c t i v e l y ( 3 ) t h es u i t a b l eo p e r a t i o nc o n d i t i o nf o rh m d sp r o c e s s i n gi ss h o w na sf o l l o w s ： b a k i n gt e m p e r a t u r ei s210 ，b a k i n gt i m ei s2 0m i n ，t h em a t e r i a lo fv a c u u m p a c k a g i n gb a gi sp ea n di t st h i c k n e s si s0 12i n n l ( 4 ) 啊1 ep r e d i c t i n gf o r m u l aw h i c hr e v e a l st h er e l a t i o no fs h e l f - l i f eya n ds t o r e t e m p e r a t u r e s xi s ：y = 0 0 0 5 5 x 3 0 1 5 0 6 x 2 1 3 6 3 3 8 x + 4 8 8 6 9 2 1 ，r 2 = 0 9 9 8 3 w h e r e h m d si sv a c u u m - p a c k e da n ds t o r e da t4t o4 0 ( 5 ) n l er e s u l t so fp r e l i m i n a r ya n a l y s i sb a s e do nt h ec o n s i d e r a t i o no ft e c h n o l o g y ， e c o n o m y ，e n v i r o n m e n ta n dm a r k e tp o t e n t i a ls h o wt h a th m d sa l ep r a c t i c a b l ef o r i n d u s t r i a l i z a t i o n k e yw o r d s ：h i g h - m o i s t u r ed e s s e r t ，s w e e tp o t a t o ，c o m p o u n dp r e s e r v a t i v e ， m i c r o o r g a n i s m ，p h y s i c a l c h e m i c a ls t a b i l i t y 插图清单 图1 1 海藻酸盐的结构6 图1 2 双乙酸钠晶体的基本结构单元7 图1 3 双乙酸钠晶胞的结构7 图3 1 点心细菌x l 菌落1 9 图3 2 点心细菌x 2 菌落1 9 图3 3 点心细菌x 3 菌落2 0 图3 4 点心细菌x l 显微形态2 0 图3 5 点心细菌x 2 显微形态2 0 图3 - 6 点心细菌x 3 显微形态2 0 图3 7 点心霉菌菌落2 1 图3 8 点心霉菌显微形态( i ) 2 l 图3 - 9 点心霉菌显微形态( ) 2 1 图4 1 单一防腐剂用量的对h m d s 抑菌效果比较图2 4 图4 2 单一防腐剂对h m d s3 0 恒温储存4d 霉菌数的影响2 5 图4 3s d a 与s d 的协同对h m d s 抑菌试验结果2 6 图4 - 4h m d s 储存4 8h 时因素与指标关系图2 8 图4 5h m d s 储存7 2h 时因素与指标关系图2 8 图5 1p e 膜厚度对h m d s 失重率的影响3 4 图6 - 1 海藻酸钠对h m d s 储存5d 硬度增值h 、回复值差r 的影响3 7 图6 2 柠檬酸用量对h m d sp h 值影响3 7 图6 3 保鲜剂对储存过程中h m d sp h 值影响3 8 图6 - 4 保鲜剂对储存过程中h m d sp o v 值影响3 9 图6 5 最终h m d s 水分活度比较结果3 9 图6 - 6 添加剂组h m d s 与空白组h m d s 的质构比较图4 1 图6 7 保鲜剂对储存过程中h m d s 感官评分的影响4 2 图7 。1 储存温度下h m d s 货架期的实验数据与拟合曲线4 4 v i i 表格清单 表2 1 甘薯泥的基本组分检测结果1 2 表2 2 感官评价标准1 6 表3 。lh m d s 中各种细菌菌落形态1 9 表4 1s d a 与s d 的协同对h m d s 抑菌试验设计表2 6 表4 2 异v e 钠、柠檬酸、海藻酸钠复合对h m d s 保鲜的影响2 7 表4 3h m d s 保鲜的方差分析表2 9 表5 1 焙烤温度对h m d s 菌落总数的影响3 0 表5 2 焙烤温度的h m d s 感官评分结果3 0 表5 3 焙烤温度的h m d s 焙烤失重率的影响3 1 表5 4 焙烤温度的h m d s 综合评分结果3 l 表5 5 焙烤时间对h m d s 保鲜效果的影响3 2 表5 6 焙烤时间对h m d s 感官评分结果3 2 表5 7 焙烤时间对h m d s 焙烤失重率的影响3 3 表5 8 焙烤时间对h m d s 综合评分结果3 3 表6 1 温度对h m d s 储存1 5d 内的老化指标( ah 、ar ) 的影响3 5 表6 2 水分含量对h m d s 储存1 5d 后的老化指标( ah 、ar ) 的影响3 6 表6 3h m d s 的色泽变化4 0 表7 1 储存温度下的细菌增殖结果4 4 表7 2 每th m d s 产品添加剂的成本核算4 6 v i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得金胆王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示 谢意。 学位论文作者签字知 ， 声粥年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金8 里工些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权 佥筵王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名： 钮降 签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：年月日 电话： 邮编： 致谢 本人在三年的硕士研究生课程学习和撰写学位论文的过程中，自始至终得 到了我的导师陈从贵教授的悉心指导，无论从课程学习、论文选题，还是收集 资料、论文成稿，都倾注了导师的心血。导师深厚的理论知识和丰富的工程经 验、严谨的治学态度以及敬业精神，使我受益匪浅。在此，向我的导师表达由 衷的感谢! 在试验过程中，得到了方红美老师、王武老师、周存六老师、钟昔阳老师、 李军红老师、王满军同学、陈晓同学等的热心帮助，向他们表示感谢! 另外，实验室的吕顺老师、余顺火老师在试剂购买和仪器使用方面提供了 热情帮助，向他们一并表示感谢! 最后，向所有关心和支持我的老师、同学和家人致以衷心的感谢! 我的导 师诲人不倦的教育情怀和对事业的忠诚，必将使我终身受益，并激励我勇往直 前。 i i i 作者： 2 0 0 9 年4 月日 第一章引言 1 1 点心及甘薯食品加工概述 1 1 1 点心行业现状 点心在食品行业中处于重要的位置，据全国工业普查数据统计，近年规模 越来越大，2 0 0 3 年我国点心业产值3 2 1 亿元，而2 0 0 8 年产值达到8 5 3 亿元， 此时点心类糕点企业已有3 0 5 8 家，具有千万元以上资产规模的企业有4 1 4 家。 随着人们生活节奏的加快，饮食方式也发生了很多变化，快餐食品作为一 种方便、营养合理的食品越来越受到人们的青睐。尤其在节假日，消费者对点 心的需求更加旺盛，点心生产供不应求，而且对食品的安全卫生、营养风味等 要求越来越高。我国传统中式点心因原辅料、配方、制作工艺不同丽形成的具 有地方特色和地方风味的派别，代表性的有京式点心、苏式点心、广式点心、 扬式点心以及潮式点心等。开发特色传统中式点心蕴藏着巨大潜在的市场和广 阔的发展前景。 近年来，发达国家一些知名品牌的点心企业对中式点心企业构成激烈的竞 争。以日式点心为代表的国外点心具有口味细腻、式样新颖的特点，吸引了国 内部分消费者，表现出巨大的市场潜力。将其特色风味、质构品质引入传统中 式点心，可以此来提升我国的传统点心食品的品质，增强市场竞争力。 1 1 2 甘薯及其食品简介 甘薯由于富含多种生物活性物质：膳食纤维、可溶性蛋白及多肽、酚类化 合物，此外还含有咖啡酸、花青素、类胡萝卜素、维生素( v c 、b l 、b 2 ) 和矿 物质( c a 、p 、f e 等) 等【l 】，因而具有独特的生理保健作用和药用价值。早在本 草纲目就有记载：甘薯性味甘平无毒，健脾胃，补虚弱，使人长寿少病。然 而现今国内采收的甘薯一方面用于提取淀粉作为制作粉丝、味精等的原料，或 主要用于，晒干后制成薯条作为饲料或者酿酒原料，此外，极少部分储存后作 为蔬菜或者现烤现卖的烘烤红薯原料。 甘薯产品的档次低、附价值低，而国外发达国家已有将甘薯直接应用到精 加工、高附加值食品上的先例。日本企业将蒸熟的甘薯块真空包装、蒸煮甘薯 后制得甘薯泥作为汤料、酱料和点心料等后销售，或制作甘薯小馅饼供人们食 用。美国学者r u t hm p a t r i c k 报道了将甘薯( l o u i s i a n a 品种) 去皮洗净后，表 面涂上油脂，烘箱焙烤，包装后冷冻储存，解冻后微波加热速食【2 】。此外，甘 薯泥还可作为婴幼儿配方食品成分之一。 将甘薯应用在点心上，不仅满足消费者的口味需求，而且满足健康需求。 特别对于中老年人来说，以富含膳食纤维的甘薯作为基料的点心具有一定的保 健价值。然而细腻柔软的甘薯点心有着突出的问题，就是水分含量高，具有着 高水分食品普遍存在难保持优良品质、腐败快的问题。 1 2 高水分食品存在的问题及其分析 1 2 1 存在的问题 几乎所有的高水分食品都存在一个共性问题：水分高，腐败快、保存难。 就高水分点心而言，市场对点心的需求越来越大，但由于科技投入的不足，国 内的点心业技术相对落后，主要呈现在生产效率低、能耗大、环境污染严重、 品质差和产品缺乏市场竞争力。尽管作坊式的，设备简陋，手工操作，卫生条 件差，产品质量不稳定是国内点心加工业的明显缺陷，但更为严重的是生产工 艺中技术靠师徒间言传口授，凭经验和感觉控制产品质量，没有明确的技术指 标、标准和可靠的质量检测手段，不适应工业化生产。 就消费者而言，方便点心已成为迫切地需求，尤其在节假日，需求旺盛。 但点心产量很难控制，未及时销售出的点心腐败、老化造成巨大的经济损失， 尤其在炎热的夏季，这一矛盾显得极为突出。目前一张较为完善的冷链网络一 次性投资巨大、能耗高，在我国尤其一些中小城市和广大农村，还未形成，产 品的包装技术尚未得到应有的重视，因此，完全冷藏不适合现今点心的发展。 对于点心企业来说，由于点心水分较高，保存难，目前能够做成流通的产 品种类不多，点心基本上以现做现卖为主，企业发展到一定程度就会受到保鲜 问题的抑制。如果保鲜的瓶颈无法摘除，企业就难以有更大的发展，而且也难 以适应越来越激烈的市场竞争。高水分点心品质恶化常呈现腐败菌的污染、水 分损失、酸败、老化等，下面分析论述。 1 2 2 食品腐败菌来源 由于食品物性、加工工艺、生产环境千差万别，引起其腐败的微生物也不 尽相同，常见腐败菌有细菌、酵母菌和霉菌等。就高水分焙烤点心而言，腐败 菌来源有两种。 c l a r k 报道【3 】，粘状丝菌容易在高温高湿的环境中生长，耐高温芽孢在焙烤 后还能存活。原料来源、加工用水、环境空气、工作人员、加工用具以及杂物 中的微生物都会污染食品，虽然经过高温烘烤灭菌，但有学者认为一些耐热菌 及芽孢、孢子仍能存活，当遇到温湿的环境，就会快速增殖。 焙烤点心腐败菌来源除了焙烤后残存菌外，另一种来源是冷却、包装和储 存环境中的微生物。王钦若报道月饼经过高温烘烤灭菌，仍出现微生物超标的 主要原因是由于月饼在烘烤后到包装前，冷却的过程中受到环境或操作人员污 染而导致【4 1 。d o e r r y 也报道了焙烤类食品在冷却、包装和储存过程中极易受到 周围环境中的霉菌孢子污染，引起霉菌腐败，面包厂内的环境并不是无菌的， 2 因为空气中，面粉及其它干原料含霉菌孢子，估计lg 面粉内含有8 0 0 0 多个霉 菌孢子，而面粉及其它粉尘又极易通过空气传播，一些面包厂每小时有8 0 0 0 , - 1 0 0 0 0 个霉菌孢子沉降在lm 2 的表面上，面包在此环境下冷却、包装很容易受 到霉菌污染5 1 。 1 2 3 高水分对食品腐败的影响 微生物腐败是高水分食品腐败的主要原因之一。无论是原核生物的腐败细 菌，还是真核生物的腐生酵母和霉菌，由于其个体小，与环境紧密接触，水可 以自由进出细胞，故而保持生命活动。但是，如果环境中的水分活度减小，微 生物将会失水，直到细胞内外建立起渗透平衡，反之亦然。水穿过细胞膜是一 个被动的运输过程，当环境中的水分活度通过溶质浓度增大而减小时，细胞内 的代谢途径及细胞膜上的运输系统就会作出相应的反应，以调节细胞的失水过 程，由此会造成微生物生长量减小或生长速度降低。当某类微生物水分活度值 达到一个某个下限值，就不能正常生长、代谢和繁殖，最终可能导致死亡。大 多数细菌的水分活度极限为0 9 1 ，霉菌多为0 8 0 ，耐旱真菌约为o 6 5 。 大量的研究表明，在非冷冻条件下，由于高水分食品富含自由水而呈较高 的水分活度，而较高的水分活度能够促进微生物的生长发育和酶活力上升，促 进其腐败变质【6 - 7 。因此，抑制高水分食品微生物生长一直是一个技术难题。王 辛等【8 】选用对羟基苯甲酸复合酯和s d a 复配防腐剂，考察其对含水3 0 5 的传 统糕点保鲜的影响；吕季璋等【9 】选用c a i i i 保鲜剂对含水量约3 5 的蛋糕与面 包进行保鲜研究；傅小伟等【io 】选用有机酸，于3 7 、r h8 0 条件下观察湿面 ( 含水量6 0 以上) 的保鲜情况；都取得了可喜的研究进展。 1 2 4 高水分点心食品中腐败类型分析 近年来，沙门氏菌、李斯特菌、肉毒杆菌污染等事件使食品的安全再次成 为热点话题。控制微生物污染腐败对食品安全起着关键性的作用。高水分食品 点心中常见的微生物腐败主要表现为以下三个方面。 1 2 4 1 细菌腐败 细菌腐败是引起点心品质下降的一个重要原因，也是具有高水分食品的一 种常见的腐败现象【1 1 】。常见的点心腐败细菌有沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、粪 肠球菌、大肠杆菌、变形杆菌等。当p h 近似中性的点心在2 5 以上、潮湿的 环境中储存，腐败加剧，细菌的淀粉酶和蛋白酶会降解点心，使其变色变粘， 产生恶臭气味。 1 2 4 2 霉菌腐败 点心中常见的霉菌为青霉类、曲霉类，热带地区曲霉类较多一些l l2 。此外， 在点心中还观察到枝孢霉类和链孢霉类等。其中有些霉菌还产生霉菌毒素，严 重危害着公众的健康。直接食用产毒素霉菌污染的点心或间接食用以污染饲料 饲养的动物产品均会接触霉菌毒素。霉菌毒素抗性极高，在热杀菌条件下仍有 活力。据报道1 0 曲霉及青霉属类对老鼠有毒i l3 1 。 1 2 4 3 酵母腐败 一般认为酵母在焙烤过程中也不能存活，但点心在冷却过程中会受到外源 性酵母菌污染。点心与不洁设备接触，裸露在空气中等均易受到酵母菌污染。 引起点心腐败的主要有以下两类酵母【l4 1 。一类是发酵酵母，该酵母分解点 心中的糖类产生酒精或醋酸，可依据产生的气味而来鉴别。另一类是丝状酵母， 在点心表面经常会形成白斑，外观貌似霉菌，常被误称为白霉菌。事实上，它 们属于单细胞芽生繁殖酵母。 1 2 5 高水分点心老化问题及分析 淀粉基食品的老化是一个多因素影响的复杂过程，大量文献报道了面包l l 引、 馒头【1 6 1 7 1 、米饭【1 8 】老化研究，形成许多学术观点。一般认为，淀粉包括直链淀 粉和支链淀粉，在2 4h 内货架期间短期老化主要是由直链淀粉回生所引起，而 在随后的货架期间的长期老化主要由支链淀粉的重结晶所引起，并且较多的外 侧短支链将导致较高的最终老化度。但通常情况下，直链淀粉分子含量较高的 食物容易发生老化，而支链淀粉含量较高的食物不易发生老化。原因在于支链 淀粉的分子呈三锥空间分布，形成复杂的网状结构，淀粉分子之间有一定的空 间距离，不易形成氢键，防碍了淀粉分子微晶束形成，阻止了0 【化的淀粉向d 化 的淀粉转变。水分散失和迁移，淀粉结晶、蛋白特性的变化显著影响着两类老 化。采用质构仪检测淀粉基食品的硬度和回复性，能够较好地反应老化程度。 1 3 高水分食品保鲜研究的现状 1 3 1 保鲜理论 食品保鲜一直是学术界和产业界研究的热点问题，许多食品腐败给食品工 业带来巨大的经济损失。究其原因主要在于：污染了食品的腐败微生物和食品 中的腐败酶催化的生化反应。目前，研究保鲜的主要理论依据是栅栏因子理论 和危害分析及关键控制点理论。 栅栏因子理论是德国肉类食品专家l e i s t n e r 博士提出的一套系统科学地控 制食品货架期的理论。该理论认为，设置高温处理( f ) 、降低水分活度( a w ) 、 酸化( p h ) 、添加防腐剂( p r e s ) 、真空包装、引入竞争菌、降低氧化还原点位 ( e h ) 等栅栏因子综合应用能显著提高食品货架期【1 9 珈】。在实际生产中，运用 不同的栅栏因子，科学合理地组合起来，发挥其协同作用，从不同的侧面抑制 引起食品腐败的微生物增殖，形成对微生物的多靶攻击，从两改善食品品质， 保证食品的卫生安全。 危害分析及关键控制点理论( h a c c p ) 是通过分析与控制生产过程中影响 4 腐败的关键点，如优选原料、操作规范性、加工卫生条件等减少初始含菌量； 对运输、储存、销售各环节的温度、湿度控制来延长货架期。 1 3 2 保鲜剂在高水分食品保鲜中的应用研究 1 3 2 1 高水分点心食品中主要保鲜剂的应用研究现状 ( 一) 点心天然保鲜剂的研究现状 基于点心常见腐败菌和一般经过高温焙烤过程考虑，可选择抑制该类腐败 菌、耐高温、准许应用于糕点的保鲜剂。据报道荸荠皮提取液对枯草芽孢杆菌、 金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等有抗菌效力，并且1 2 1 湿热灭菌处理1 5m i n 后 仍有较强的抗菌效力 2 1 - 2 2 j 。 大蒜能显著抑制大肠杆菌生长【2 3 】。丁香的成分丁香酚、桂皮的成分桂皮醛， 对金黄色葡萄糖球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等都有 抑制作用，丁香酚的m i c 仅为苯甲酸钠和山梨酸钾m i c 的1 6 4 - - - , 1 1 6 ，桂皮醛 的m i c 相当于苯甲酸钠和山梨酸钾m i c 的1 1 6 1 8 【2 4 圳j 。 富含甘露聚糖的魔芋粉无色、无毒和无异味，是一种天然的食品防腐剂， 能有效地防止食品腐败、霉烂和虫变。据报道魔芋甘露聚糖对霉菌抑制作用较 强，具有很好的成膜性，可用于肉类食品的保鲜储存和可食性包装纸【2 阳。 据报道，壳聚糖对金黄色葡萄球、大肠杆菌的抑制作用显著【3 。壳聚糖添 加到焙烤食品蛋糕、面包中，能起着较好的乳化稳定作用，使面包柔软可口、 保湿性良好【3 2 】。此外，将壳聚糖喷洒于月饼表面，也能起到很好的保鲜效果1 3 3 1 。 壳聚糖抑菌可能的机制主要有三个方面：一是改变病原菌细胞膜的流动性和通 透性，可能原因是壳聚糖能与酸或酸性化合物结合，生成带正电荷的聚电物质 3 4 - 3 5 ，这些聚电物质能与真菌细胞表面带负电荷的基团发生相互作用，缠绕于 壳聚糖的线性分子结构上，从而阻碍细胞膜的流动性和通透性：二是干扰d n a 的复制与转录，壳聚糖由于对带负电荷的d n a 有高度的亲和力，进入到病原菌 的细胞核中，影响真菌d n a 的复制和r n a 的转录，从而抑制其生长；三是阻 断病原菌代谢p 圳。 溶菌酶可专一地作用于肽多糖分子中n 乙酰胞壁酸与n 。乙酰氨基葡萄糖 之间的d 1 ，4 键，从而破坏细菌的细胞壁，使细菌溶解死亡，又称n 乙酰胞壁 质聚糖水解酶f 37 1 。溶菌酶可以直接破坏革兰氏阳性菌的细胞壁，对某些革兰氏 阴性菌，如埃希氏大肠杆菌，伤寒沙门氏菌，也有破坏作用；此外，由于人体 细胞没有细胞壁，溶菌酶对人体也不会产生不利的影响，被广泛地应用于医药， 食品等需抑菌的领域【3 8 1 。尽管溶菌酶的耐热性不高，但华晶忠等【3 9 j 将溶菌酶改 性达到提高耐热性，并喷涂到焙烤类食品蛋糕的表面延长了蛋糕的货架期。 e 聚赖氨酸对微球菌、枯草芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、热链球菌等革兰 氏阳性菌和大肠杆菌、沙门氏菌以及酵母菌等革兰氏阴性菌引起食物中毒与腐 败有强烈的抑制作用，而对霉菌的抑制作用较d d 4 1 1 。聚赖氨酸的热稳定性非 常好，其水溶液在8 0 处理6 0m i n 、1 0 0 处理3 0m i n 、1 2 0 处理2 0r a i n 后对大肠杆菌的最小抑制浓度不变 4 2 1 。聚赖氨酸呈高聚合多价阳离子态，能 破坏微生物的细胞膜结构，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，此外，还 能与胞内的核糖体结合影响生物大分子的合成，最终导致细胞死亡1 4 引。目前， 日美等发达国家将e 聚赖氨酸主要应用于米饭、糕点、面条、酱类等食品。 海藻酸钠也是一种天然的微生物多糖，相对分子质量为3 2 万 2 0 万，白色 或淡黄色颗粒，无臭无味，不溶于乙醇、乙醚、氯仿和酸( p h 2 0 0 0 0g m g ) ，上海源聚生物科技有限公司；壳聚糖( 食 品级，脱乙酰度9 5 ) 上海源聚生物科技有限公司；魔芋粉( 食品级) ，合肥 精科化学试剂有限公司；e 聚赖氨酸( 食品级) ，上海实建化工有限公司；异 v c 钠( 食品级) ，郑州市生物化工厂；海藻酸钠( 食品级，2 0 时1 0 的水溶 液的粘度为1 0 0 2 0 0c p s ) ，大日本制药株氏会社；柠檬酸( 分析级) ，上海轩蓝 化学试剂有限公司。 2 1 3 主要的仪器设备 数码生物显微镜 辐射感温分层式食品烤箱 电热恒温培养箱 洁净工作台 电热压力蒸汽灭菌器 真空包装机 冰柜 p h 计 水分活度仪 电子分析天平 移液枪 物性测试仪 m o t i c d m b a 4 0 0 型 y f x d 型 d h p 9 0 8 2 型 d g c j 1 f 型 z d x 3 5 b i 型 s f 3 0 0 型 b c b d 2 4 1 g s 型 e 一2 0 1 9 型 m s l 型 0 。0 0 0 1g 精度 l o o 1 0 0 0 9 l t a x tp l u s 型 麦克奥迪实业集团有限公司 江苏飞月厨具股份有限公司 上海一恒科技有限公司 哈尔滨东联电子技术公司 上海申安医疗器械厂 江苏连云港微波电器厂 青岛海尔股份有限公司 上海罗素科技有限公司 瑞士n o v a s i n a 公司 奥豪斯( 上海) 公司 f i n l a n db i o h i tc o ，l t d e n g s t a b l em i c r os y s t e m sc o 2 2 试验设计 2 2 1 高水分甘薯点心( h m d s ) 加工工艺流程 甘薯泥7 卜一手工包制一焙烤一真空包装一保存 包材 _ j 操作要点：将辅料加水搅拌制成包材，用包材将解冻后的甘薯泥团包被成 橄榄球状，放入烤箱焙烤。待焙烤结束后，取出用p e 膜真空包装( 真空度0 1 m p a ，抽空时间3 0s ，封口时间2 0s ) 。 2 2 2h m d s 基本组分及理化检测 ( 一) 基本成分检测 对甘薯泥分别进行水分含量、淀粉含量、还原糖含量、蔗糖含量、蛋白质 含量、灰分。检测方法如下： 水分含量检测：g b t 1 4 7 6 9 1 9 9 3 减压加热干燥法， 淀粉含量检测：g b 5 0 0 9 9 _ _ 2 0 0 3 酸水解法， 还原糖含量检测：g b t 5 0 0 9 7 2 0 0 3 直接滴定法， 蔗糖含量检测：g b t 5 0 0 9 8 2 0 0 3 法， 蛋白质含量：g b 5 0 0 9 5 1 9 8 5 微量凯氏定氮法， 灰分的检测：g b 1 4 7 7 0 9 3 法， 甘薯泥的基本组分检测结果详见表2 1 。 1 2 表2 1 甘薯泥的基本组分检测结果 t a b 2 一lt h em e a s u r e m e n to f s w e e tp o t a t op u r e e ( 二) 基本理化性质检测 水分活度检测：使用水分活度仪测定，检测样：h m d s 心馅1 0 0g 。由于 h m d s 心馅水分易蒸发，不能立即检测的采用保鲜膜将康威皿封住。 p h 值检测：直接使用p h 计测定。 过氧化值( p o v ) 的测定：按g b t 5 0 0 9 3 7 1 9 9 6 规定方法测定。 色差检测：采用c i e 标准色度学系统，使用w b 2 0 0 0 i x a 型全自动色差计， 以调零用的黑筒调零，以标准白板作标准调白。将所制点心的心馅分切成薄片， 其长、宽均为1 5c m ，厚为o 5c m ；在色差计的“t a r g e t ”模式和l 币a 宰b 术色系统 下测定样品色泽。d 6 5 光源、1 0 度视场条件。 褐变度：测量h m d s 心馅的l 幸、a 乖、b 乖值，并以计算值a e a b * = ( 么l 乖) 2 + ( 么 a 木) 2 + ( 么b 宰) 2 】m 的大小来比较各h m d s 试验组色泽的差异程度( a e a b * 值越小， 表示色泽差异越小) 。 质构：参照p i a l rt r e s p a l a c i o s 方法【_ 7 2 】，并稍做改动。取三组平行试验所得无 破损的h m d s 试样，用小刀平整地切掉点心两端，保留点心中间2 0c m 供检测； 采用物性测试仪的t p a 模型分析硬度、弹性、黏结性和咀嚼性；选用p 3 6 r 圆 柱形不锈钢探头，测定参数设定为触发类型b u t t o n 、测试速率1 0 0m m s 、返回 速率1 0 0m m f s 、下压距离4 0 0i t i i t i 。( 1 ) 硬度值( h a r d n e s s ) 以t p a 图谱第一 次下压力的峰值表示，单位n 。( 2 ) 弹性( s p r i n g i n e s s ) 以t p a 图谱第二次开 始下压到力最大的时间与第一次开始下压到力最大的时间之比表示，无量纲。 ( 3 ) 黏结性( c o h e s i v e n e s s ) 以t p a 图谱第二次下压的面积与第一次下压的面 积之比表示，无量纲。( 4 ) 咀嚼性( c h e w i n e s s ) 以硬度、弹性和粘结性三者的 乘积表示，单位为n 。( 5 ) 回复性：表示样品在第一次压缩过程中回弹的能力， 是第一次压缩循环过程中返回样品所释放的弹性能与压缩时探头的耗能之比， 在曲线上用第一次峰面的后半峰面积与前半峰面积的比值来表示，为无量纲参 数。 以上h m d s 基本组分及理化检测均重复3 次或以上，结果以“平均值标 准差表示。 2 2 3 诱发h m d s 腐败微生物的初步鉴定 将h m d s 中各种腐败菌种分离出来以便鉴定区别。具体分离方法如下：在 无菌操作台下，从一个包装好的已变质的h m d s 中，取1 5 og 变质h m d s 放 入装有1 3 5m l 无菌水的锥形瓶中。用灭菌的玻璃棒将h m d s 捣碎均匀，振荡 得到1 ：1 0 稀释液，使用移液枪吸取l ：1 0 稀释液1m l 转入装有9m l 无菌水 的试管中，摇匀后得到1 ：1 0 0 稀释液。同样依次可以得到l ：1 0 0 0 、l ：1 0 0 0 0 等稀释液。 使用移液枪吸取l ：1 0 0 稀释液o 1m l 涂布接种到已灭菌的肉膏蛋白胨培 养基上，做3 组平行样。同样对于1 ：1 0 0 0 ，1 ：1 0 0 0 0 稀释液也各做3 组平行 样。将接种完的培养皿倒扣放入3 7 1 恒温箱培养2 4h ，取出后，观察形态 菌落，每一种菌种转接到已灭菌的肉膏蛋白胨培养基活化多次，待菌落形态稳 定后，观察菌落的形状、高度、大小、颜色、湿润度、光泽、透明度、边缘状 况等。用接种环挑起一点菌种，用革兰氏染色，进行显微镜观察。 同样使用移液枪吸取1 ：1 0 0 稀释液0 1m l 涂布接种到马铃薯葡萄糖培养 基( 附加氯霉素) 的培养皿上，做3 组平行样。将接种完的培养皿倒扣放入2 8 3 0 恒温箱培养3 , - - - , 5d ，取出后，观察霉菌菌落的形状、高度、大小、颜色、 湿润度、光泽、透明度、边缘状况等。显微镜观察霉菌显微形态。 按照g b t 4 7 8 9 3 2 0 0 3 检测大肠杆菌群。 2 2 4 复合保鲜剂对i - i m i ) s 中微生物影响的试验设计 2 2 4 1 防腐剂对h m d s 菌落总数影响的试验设计 目前的防腐剂抑菌力比较方法主要有抑菌圈法、最低抑菌浓度( m i c ) 法、 平板法等。抑菌圈法虽然操作简便、省工、省时，指示菌抑制力强的防腐剂， 其抑菌圈直径也一般较大，但仅用它来对比不同防腐剂的防腐能力是不够准确 的，原因在于抑菌圈大小受诸如培养基成分、p h 值、琼脂来源和浓度、菌种对 药剂的敏感性、菌种生长到肉眼可见所需时间、培养温度和时间、药剂的扩散 系数、溶解度等多种因素综合影响。m i c 法虽可较为客观地反映出各防腐剂对 食品中各种腐败菌的抑菌效果。但各防腐剂毒理学试验结果不同，最大使用量 也不尽相同，存在m i c 值小毒性大的防腐剂，因此利用较小m i c 值选择食品 防腐剂，安全性得不到保证。本实验选用平板法，添加国标允许量的防腐剂到 h m d s 中，可直接客观地比较它们的保鲜效果。 由于防腐剂准许用量差异很大，比较等用量的不同防腐剂对h m d s 的防腐 效果筛选防腐剂已失去可比性。基于防腐剂在准许用量范围内用量增加，防腐 效果非线性增加考虑，同时基于安全性考虑，比较不同防腐剂占其最大用量的 某- - l h 例( 如5 0 ) 的用量对h m d s 的防腐效果，可依据用量在零至最大许用 量范围的抑菌效果筛选出适合h m d s 的最佳防腐剂。本论文研究了0 5 o 、1 0 0 ( 质量分数，下同) 用量的山梨酸钾，0 5 o 、2 0 o 、4 o o 用量的双乙酸钠，0 2 5 o 、 o 5 用量的脱氢醋酸钠，0 1 o 、0 2 5 0 用量的对羟基苯甲酸乙酯( e b h ) ，1 0 o 、 3 0 o 用量的溶菌酶，1 5 o 、3 0 用量的壳聚糖，1 、5 、1 0 用量的魔芋粉， 1 4 o 5 0 、1 0 、2 0 0 用量的聚赖氨酸对h m d s 的防腐效果，采用2 1 0 、1 5 m i n 焙烤，p e 膜真空包装后放入3 7 + 1 恒温培养箱中储存。对于每一种防腐 剂的每一种用量水平而言，制作三个平行样品，依次未储存、在储存2 4h 、4 8h 后用于菌落总数计数观察。并设空白对照。 2 2 4 2 防腐剂对h m d s 中霉菌的抑菌效果比较试验 比较天然防腐剂用量( 溶菌酶3 0 o 、壳聚糖3 o 、魔芋粉1 0 0 o 、一聚 赖氨酸1 0 o ) 合成防腐剂用量( 山梨酸钾0 5 o 、双乙酸钠2 o o 、脱氢醋酸钠 0 2 5 o 、对羟基苯甲酸乙酯0 2 5 o ) 对h m d s 中霉菌抑菌效果。将分别添加以 上用量防腐剂的h m d s ，2 1 0 、1 5m i n 焙烤，厚度0 1 2 0i n l n 的p e 膜真空包 装后，放入3 0 恒温恒湿培养箱中储存，第4 天取出做霉菌检测，并记录h m d s 中霉菌数。 2 2 4 3 防腐剂的添加方法 溶菌酶的添加方法：采用涂抹法。考虑到溶菌酶的高温变性，影响防腐效 果；以给定的溶菌酶，按照酶与水重量比l ：1 配成酶液，均匀涂抹到冷却后的 h m d s 表面。 魔芋粉的添加方法：直接与甘薯泥混合。 其它防腐剂的添加方法：依照设定的防腐剂用量，先分别以相同的添加浓 度将所选的单一防腐剂溶解于蒸馏水中，再加入心馅和包材，并搅拌混合均匀； 用于心馅的溶解防腐剂的水量均为1m l ( 心馅质量均为2 5g ) ，用于包材的防 腐剂直接溶解于所用蒸馏水中。 2 2 4 4 防腐剂复配对h m d s 抑菌试验设计 选择抑菌效果最好的两种防腐剂，进行复配试验；并按各自用量占其最大 使用量的比例之和为5 0 设计抑菌试验方案，以菌落总数为指标，选择出最佳 防腐效果用量比。 2 2 4 5 复合保鲜剂对h m d s 抑菌正交试验设计 保鲜剂包含防腐剂、抗氧化剂、酸度剂等食品添加剂。基于符合加工绿色 食品安全性的要求考虑，将双乙酸钠( s d a ) 和脱氢醋酸钠( s d ) 的各自使用 量占其许可使用量百分数之和控制为5 0 ，进行复配试验。在s d a 和s d 复配 试验得出最佳配比不变的基础上，采用正交