一种新型面包防腐工艺研究

\o"分享到微博"\o"分享到微信"\o"分享到QQ"\o"分享到QQ空间"1.面包防腐工艺发展现状随着人们食品安全意识的提高，面包防腐技术也逐渐受到越来越多的重视，目前面包中广泛使用的添加剂主要有脱氢乙酸及其钠盐和丙酸及其钠盐、钙盐等，食品安全国家标准审评委员会秘书处于2021年3月30日发布了GB2760《食品添加剂使用标准》征求意见稿，删除了脱氢乙酸及其钠盐在面包中使用的规定。因此，对于不添加脱氢乙酸及其钠盐的新型面包防腐工艺的研究对提高食品安全具有重要意义。2.新型面包防腐工艺研究本文主要通过添加单一天然防腐剂、复配防腐剂等方法，探究不同防腐工艺的效果及差异，最终得到能够有效替代脱氢乙酸及其钠盐在面包中使用的防腐工艺。2.1单一天然防腐剂抑菌性能研究食品防腐剂按其组分和来源主要分为化学食品防腐剂和天然食品防腐剂。天然防腐剂是由生物体分泌或者生物体内存在的具有抑菌作用的物质，经人工提取或加工而成为食品防腐剂，此类防腐剂为天然物质，有的本身就是食品的组分，故对人体无毒害。首先研究仅添加单一天然防腐剂的抑菌效果，食品中防腐效果较好的天然防腐剂主要有乳酸链球菌素、山梨糖醇、海藻糖醇，在面包中分别只添加0.1g/kg的乳酸链球菌素、山梨糖醇、海藻糖醇，37℃储存并对微生物指标进行监测（按照三级抽样记录最大数值），探究在不同存储时间下各天然防腐剂对菌落总数和霉菌的抑制作用。在添加单一天然防腐剂后，三种产品菌落总数、霉菌与存储时间的关系如图1所示。结果表明，随着存储时间的延长，产品菌落总数、霉菌均呈现出指数增长的趋势。根据微生物繁殖规律，存储时间前4天可看做初始增长阶段，由于产品本身微生物数量较少，加上防腐剂的抑制作用，微生物增长较慢；存储时间4-12天为快速增长阶段，微生物繁殖积累到一定数量，防腐剂的抑制作用日益减弱，逐渐表现出线性增长的趋势；存储时间12天后表现为指数增长阶段，随着微生物的大量繁殖，防腐剂的作用变得微乎其微，微生物不受控制地迅速增长。从图1可看出，在存储时间1-15天内，添加乳酸链球菌素的产品菌落总数从50CFU/g迅速升高到31000CFU/g，霉菌由＜10CFU/g（设备最低检出限为10CFU/g，图中＜10CFU/g的值统一以0标示）迅速升高到510CFU/g，而添加山梨糖醇和海藻糖醇的产品也表现出了相同的增长趋势，在存储时间15天时，三种产品菌落总数均达到了30000CFU/g以上，霉菌均达到了500CFU/g以上，远高于国家标准（根据GB7099-2015要求，面包产品中菌落总数应＜10000CFU/g，霉菌应＜150CFU/g）。这说明添加单一天然防腐剂的产品中微生物仍大量繁殖，菌落总数、霉菌较高，对菌落的生长控制有限，防腐效果差。乳酸链球菌素、山梨糖醇、海藻糖醇等天然防腐剂对大多数细菌具有一定的抑制作用，但对真菌抑制效果不好，导致产品中菌落总数、霉菌增长较快。这说明单一天然防腐剂虽然安全且具有一定的抑菌作用，但其抑菌效果较差，不能满足产品安全需求。因此，必须在单一天然防腐剂的基础上，添加一种相对安全且对真菌有明显抑制效果的防腐剂，形成复配防腐剂，以提高抑菌作用。2.2复配防腐剂抑菌性能研究丙酸钙是世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）批准使用的安全可靠的食品用防腐剂，对于霉菌及细菌等具有广泛的抗菌作用，丙酸钙对引起面包产生粘丝状物质的好气性芽孢杆菌有很好的抑制效果且对酵母菌影响较小，其对人体几乎无毒性，可以通过代谢被人体吸收并供给人体所必需的钙成分，是一种常用的食品防腐剂。鉴于单一天然防腐剂无法有效抑制菌落生长，在配料中增加0.6g/kg的丙酸钙，形成复配防腐剂（天然防腐剂+丙酸钙），并进一步对其抑菌效果进行研究。在添加不同的复配防腐剂后，37℃存储并对微生物指标进行监测，得到三种产品菌落总数、霉菌与存储时间的关系，并与添加单一天然防腐剂的效果进行比较，如图2所示。结果表明，在添加复配防腐剂后，三种产品中菌落总数、霉菌都大幅降低，特别是在存储时间4-12天的快速增长阶段，菌落总数、霉菌变化曲线的斜率显著低于单一天然防腐剂时，说明丙酸钙的加入起到了明显的抑制增强效果。从图2可看出，添加乳酸链球菌素+丙酸钙的产品在存储时间15天时菌落总数由之前只添加山梨糖醇时的31000CFU/g降至18000CFU/g，降幅达13000CFU/g；霉菌由之前的510CFU/g降至290CFU/g，降幅达220CFU/g。添加山梨糖醇+丙酸钙、海藻糖醇+丙酸钙的产品菌落总数降幅也均超过了12000CFU/g，霉菌降幅均超过了200CFU/g。这说明复配防腐剂明显降低了菌落总数、霉菌的繁殖速度及总体数量，对微生物的抑制非常明显。下面进一步分析三种复配防腐剂对菌落总数、霉菌的抑制作用及差异。单独表示出添加不同的复配防腐剂的三种产品中菌落总数、霉菌与存储时间的关系如图3所示。可以明显看出，添加山梨糖醇+丙酸钙复配防腐剂的产品中菌落总数、霉菌都总体低于另两种产品，其在存储时间4-12天的快速增长阶段优势最为明显；且山梨糖醇+丙酸钙产品菌落总数、霉菌变化曲线更为平缓，增速更慢，这说明三种复配防腐剂中山梨糖醇+丙酸钙的抑菌效果最好。虽然我们通过对比分析得出山梨糖醇+丙酸钙复配防腐剂对本产品的抑菌效果最好，但产品在存储时间15天时的菌落总数和霉菌仍不理想，要想继续降低微生物数量，提高产品安全，需进一步分析研究。分析之前的数据可以发现，微生物的快速增长繁殖都要经历前期量的积累，所以控制前期特别是产品中初始微生物的数量至关重要。根据图3分析，在存储的前几天内，产品菌落总数、霉菌就已经达到一定值，即使抑菌效果最好的山梨糖醇+丙酸钙复配防腐剂，在存储第2天便检出了菌落总数，在存储第6天便检出了霉菌，这说明产品初始洁净度不够，在生产加工过程中就可能存在微生物的污染。食品中微生物最直接的来源是原料和配料，因此要控制好原料和配料在厂内运输、储藏和处理时微生物的污染及生长；食品中微生物另一重要来源就是食品加工环境，包括空气和加工仪器设备的接触面等，这些都是食品中微生物产生和传递的重要途径；此外，人体体表、服装等也是食品加工中微生物的重要来源。2.3车间升级后复配防腐剂抑菌性能研究根据以上分析，对生产车间进行了改造升级，由原来的百万级洁净室升级为十万级洁净室，并对工作人员进入车间的程序进行严格把控，且进一步规范了生产操作规程，大大提高了生产环境的洁净度，降低了产品生产加工过程中受污染的风险。车间升级后，再次抽取添加三种不同复配防腐剂的产品，37℃存储并对微生物指标进行监测，得到三种产品菌落总数、霉菌与存储时间的关系，并与车间升级前的数据进行比较，如图4所示。结果表明，车间升级后菌落总数、霉菌明显低于升级前的数据，说明产品中微生物指标显著降低，特别是在存储初期，菌落总数、霉菌得到了很好的控制，三种产品中菌落总数均在存储第4天才达到检出限值（10CFU/g），霉菌均在存储第9天才达到检出限值。这主要是因为车间升级后环境洁净度明显提升，产品生产过程中受污染的概率大大降低，菌落总数、霉菌在一开始就很少。同时可以看出，车间升级后，三种产品菌落总数、霉菌随存储时间的变化曲线也更为平缓，在存储时间15天时，三种产品菌落总数最高为9800CFU/g，霉菌最高为100CFU/g，均已满足国家标准GB7099-2015的要求，这说明产品中菌落总数、霉菌繁殖速度明显减缓且一直控制在较低水平。可见环境洁净度的提升再加上复配防腐剂的抑制，有效地控制了产品菌落总数、霉菌的增长。下面进一步分析车间升级后三种复配防腐剂对微生物的抑制作用及差异。如图5所示，单独表示出车间升级后添加不同复配防腐剂的三种产品中菌落总数、霉菌与存储时间的关系，以便进一步分析不同复配防腐剂间的差异。由图5a结合数据可以看出，三种产品都是在存储第4天达到了菌落总数检出限值，但添加山梨糖醇+丙酸钙的产品菌落总数在第4天首次检出值仅为10CFU/g，明显低于乳酸链球菌素+丙酸钙和海藻糖醇+丙酸钙的首次检出值30CFU/g和20CFU/g。且在存储时间4-15天内，添加山梨糖醇+丙酸钙的产品菌落总数一直处于低值且曲线变化更为平缓，较另两种产品优势明显。图5b表明，车间升级后三种产品均在存储第9天首次检出霉菌，且首次检出值均为10CFU/g，但在其后9-15天内，添加山梨糖醇+丙酸钙的产品霉菌抑制效果明显好于另两种产品。这充分说明，山梨糖醇+丙酸钙复配防腐剂对产品