CN114271311A - 一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物及其制备方法 - Google Patents

一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及食品保鲜技术领域,尤其涉及一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物及其制备方法。本发明的植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物,包括植物精油和菌株挥发性物质;所述菌株挥发性物质,包含以普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉。本发明利用葡萄柚精油、肉桂精油的挥发性香气成分和普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉的挥发性物质,能够在熟肉制品贮藏过程中通过原料本身具有的挥发性物质的扩散,抑制微生物的活动,阻断二级胺和亚硝酸的结合过程,从而在贮藏过程中抑制亚硝胺类化合物的生成,降低熟肉制品中亚硝胺类物质的生成。

Description

一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物 及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品保鲜技术领域,尤其涉及一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提升及消费升级带来的影响,冰箱中的食材越来越丰盛。熟食以其营养丰富、口味鲜美、携带方便、食用方法简单成为“菜篮子工程”的重要产品之一。熟肉制品指以鲜(冻)畜、禽产品为主要原料加工制成的产品,包括酱卤肉制品类、熏肉类、烧肉类、烤肉类、油炸肉类、西式火腿、肉灌肠类、发酵肉制品类等多种熟肉制品。用户对熟食的存储习惯及条件对其品质、安全性有着显著影响。随疫情发展,消费者对即食熟食等的囤购需求增大,熟食的安全及保鲜贮藏需求也愈发凸显。
1.熟食贮藏安全性:
熟食本身丰富的营养成分、水分等条件非常适合微生物的生长繁殖;在冷藏状态下,微生物的繁殖及分解并没有被充分抑制,只是速度减缓,其总量还是在增加。如冰箱无抗菌除菌功能,无法遏制微生物繁殖,在放置一段时间后,熟食还是会出现腐败现象。
亚硝酸盐是常用于畜肉、禽肉和鱼肉的腌制剂,具有呈色、呈味、防腐作用。我国食品添加剂使用卫生标准中明确规定:肉制品成品中的亚硝酸盐残留量不应大于30mg/kg,最大添加量不大0.15g/kg。随贮藏时间亚硝酸盐含量增长,且伴随一系列化学反应易生成亚硝胺等有毒有害物质,危害健康。食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)明确写明在肉及肉制品中亚硝胺限量为3μg/kg。微生物易将蛋白质降解成为氨基酸和二级胺,二级胺的生成能够为亚硝化反应提供原料,在酸性条件下经亚硝基化生成亚硝基化合物,因此,通过抑制微生物的繁殖、酶活性及化学变化,能够延缓或防止蛋白质的腐败及亚硝酸盐的转化。
2.熟食保鲜技术方向:
现有高温高压杀菌保鲜技术对设备要求较高,且应用设备体积庞大,操作不便。辐照保鲜中微波杀菌易对肉中蛋白质造成影响,安全性未知;紫外杀菌易加剧肉中脂肪氧化;蓝光杀菌技术处理时间较长、杀菌效率低。随着人们对健康和环保意识的增强,现代食品生物保鲜剂的使用越来越受到人们的喜爱:它可以有效地抑制或杀灭有害菌等,更有效地达到保鲜的目的;无毒物残留,无污染;能更好的保持食品原有风味和营养成分,并且外观形态不发生变化;节约能耗,利于环保;在保鲜的同时,还有助于改善提高食品的品质和档次,从而提高产品附加值。植物多酚、抗坏血酸、山梨酸等天然提取物质通过向空间内释放活性分子,清除羟基自由基(-OH),实现抗菌抑菌、抗氧化的保鲜效果,并且能够对N-亚硝胺的形成起到阻断作用、控制亚硝酸盐进一步转化为亚硝胺等其他产物。传统的保鲜剂处理方法主要为保鲜液浸泡/涂膜,一般需在加工过程中进行浸泡及涂覆且操作过程繁琐,应用寿命较短。缓释制剂相较不仅能满足杀菌抑菌、抗氧化的需要,且应用成本低、时间长,按照剂量及缓释速率控制,缓释寿命可达到1年以上。控制释放是指在一个特定的环境体系内,基质中的活性制剂依照一定的释放机理,按理想的速度缓慢释放到周围环境中去,从而在某段理想时间内或特定区域,活性制剂的浓度可保持在设定的理想范围内。通过控释释放能起到一系列特殊功效:活性制剂包藏或包封在受体或基质中,避免了环境因素的干扰和破坏,保护了活性制剂的作用,延长有效期;活性制剂包覆在基质中后,可将不相容的活性成分隔开,并且可掩盖活性制剂的不良性质,如刺激气味、pH值和催化活性;可改变产品的感官性质等。
N-亚硝胺化合物是世界公认的具有强致癌性的物质之一。在熟肉制品贮藏过程中,亚硝胺化合物主要是二级胺在酸性条件下亚硝酸经亚硝基化生成。二级胺主要来自于蛋白质的过度氧化和肉中本身所含的生物胺发生的环化反应和脱氨基反应,微生物活动为亚硝胺的生成提供酸性条件。控制亚硝胺形成的方法主要为减少亚硝酸盐添加量、抑制生物胺形成、阻断亚硝胺生成、降解已生成的亚硝胺等方式控制亚硝胺形成。目前在加工过程中使用外源性添加剂或营养物质是控制亚硝胺生成的主要措施,但如何在食品低温贮藏过程中更加有效的阻断亚硝胺类化合物的生成依旧是尚未攻克的难题。
芽孢杆菌在食品加工与保鲜领域已有广泛的应用基础,其代谢产物中的抗菌物质具有广谱杀菌活性,在食品加工过程中预防杂菌污染和杀菌过程中控制微生物再污染已有应用,其中苏云金芽孢杆菌已应用于水环境中亚硝胺类化合物的分解。寡养单胞菌属是一类革兰氏阴性好氧菌群,大部分为环境有益菌。其分泌产物具有的抗菌能力,在农业、医药等领域展现出良好的应用前景。
植物源提取物是阻断和降解亚硝胺类化合物的研究热点之一。葡萄柚(Citrusparadisi Macf.)是芸香科柑橘属植物,其果皮的精油提取物主要为萜烯类化合物,具有良好的抗菌抑菌功效。肉桂是樟科,樟属中等大乔木,桂皮是在食品加工中广泛应用的食品香料,具有增香防腐的功效,桂油是肉桂树皮等组织提取的植物精油,主要成分是桂醛、桂酸等。肉桂精油具有良好的生物活性和抑菌活性,可作为天然食品保鲜剂应用在食品工业中。
三菱日本特开JP2007064620A公开了在冷藏室中配置抗氧化释放组件,防止食品中的营养成分与氧气结合而减少,抑菌、抗氧化作用与本发明研究的模块功能相似,具体成分不明确且没有提及重点关注的熟食亚硝酸盐及其转化的抑制效果。日立专利CN101532765B公开了在冰箱储藏室内配置有包含抗氧化剂的抗氧化成分释放盒,强调低压状态下(0.80~0.95个大气压)缓释而在大气压下不释放,对模块结构要求高,应用便利性不强;主要以抗坏血酸、生育酚为主要抗氧化成分;与本发明模块应用成分及缓释方式有所不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物及其制备方法。本发明针对现有技术难题,筛选出在鲟鱼子酱中分离的普罗旺斯芽孢杆菌和嗜根寡养单胞菌,并联合筛选出的葡萄柚精油和肉桂精油,应用于低温贮藏抑制亚硝胺生成。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:提供一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物,所述组合物包括植物精油和菌株挥发性物质;
所述菌株挥发性物质,包含以普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉。
本发明选用了两株具有降亚硝胺作用的普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌及两种具有明显抑制亚硝胺生成的植物源提取物将其应用到食品安全控制中。本发明所述的普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌为从鲟鱼子酱中提取并分离鉴定的菌种,其发酵产物冻干粉与精油复配能够抑制熟食贮存过程中的N-亚硝胺类物质生成。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述普罗旺斯类芽孢杆菌为普罗旺斯类芽孢杆菌(Paenibacillus provencensis)PP-2,其保藏编号为CCTCC NO:M 20211109;所述嗜根寡养单胞菌为嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)SR-1,其保藏编号为CCTCC NO:M 20211110。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述植物精油包括葡萄柚精油和肉桂精油。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述葡萄柚精油是以葡萄柚新鲜果皮为原料,经加工提取得到的葡萄柚精油成品。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述肉桂精油是以桂皮原料提取加工后的肉桂精油成品。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述组合物中葡萄柚精油、肉桂精油按体积比1:1混合,普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉按质量比1:1混合,混合精油与混合冻干粉按体积:质量为1:2混合得到。
作为本发明所述组合物的优选实施方式,所述组合物为膏状物。
本发明同时提供所述组合物在熟肉制品贮藏期间抑制或降解亚硝胺类化合物生成中的应用。
本发明还提供一种抑制肉类熟食亚硝胺生成的绿色缓释保鲜剂,所述绿色缓释保鲜剂包含所述组合物。
针对肉类熟食冷藏贮藏过程中仍存在的细菌滋生、亚硝酸盐有害转化等问题,本发明采用混配配方并由透气性无纺布对其进行包覆,形成缓释固体,延长保鲜剂的抗菌、抗氧化作用时间,增加作用效果,同时有效抑制肉类熟食中亚硝酸盐的有害转化、抑制亚硝胺类生成,延长熟食保鲜时间,为肉类熟食贮藏提供一种安全、高效的天然缓释保鲜剂,延长熟食保鲜时间。通过绿色保鲜剂的缓释作用,提升熟食贮藏品质,显著抑制有害物质亚硝胺的生成,延长保质期。
本发明的有益效果:
本发明利用葡萄柚精油、肉桂精油的挥发性香气成分和普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉的挥发性物质,能够在熟肉制品贮藏过程中通过原料本身具有的挥发性物质的扩散,抑制微生物的活动,阻断二级胺和亚硝酸的结合过程,从而在贮藏过程中抑制亚硝胺类化合物的生成,降低熟肉制品中亚硝胺类物质的生成。
生物材料保藏
本发明的普罗旺斯芽孢杆菌,是从鲟鱼子酱中提取并分离鉴定的菌种,命名为普罗旺斯类芽孢杆菌(Paenibacillus provencensis)PP-2,其菌种保藏编号为CCTCC NO:M20211109,现保藏于中国典型培养物保藏中心,地址中国武汉市武汉大学,保藏日期为2021年9月1日。
本发明的嗜根寡养单胞菌,是从鲟鱼子酱中提取并分离鉴定的菌种,命名为嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)SR-1,保藏编号:CCTCC NO:M 20211110。现保藏于中国典型培养物保藏中心,地址中国武汉市武汉大学,保藏日期为2021年9月1日。
附图说明
图1为本发明抑制不同食材二甲基亚硝胺的结果图。
具体实施方式
为更清楚地表述本发明的技术方案,下面结合具体实施例进一步说明,但不能用于限制本发明,此仅是本发明的部分实施例。
实施例1菌株冻干粉的制备
1.普罗旺斯芽孢杆菌的活化
(1)液体培养基活化:使用LB液体培养基,取1.25g溶于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,取1ml菌液接种于冷却后的液体培养基中,于37℃,140r/min,培养36h。
(2)固体培养基分离纯化:使用LB营养琼脂培养基,取2g于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,待培养基冷却至50℃倾注平板,平板冷却后,取20μl菌悬液于固体培养基,划线后37摄氏度培养36h,挑取单个菌落进行培养。
(3)液体培养基培养:使用LB液体培养基,取1.25g溶于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,取1ml菌液接种于冷却后的液体培养基中,于37℃,140r/min,培养36h。
(4)扩大培养:以LB肉汤为培养基,按2%的接种比例扩大培养,培养条件37℃,140r/min,培养时间48h-72h。
2.嗜根寡养单胞菌的活化
(1)液体培养基活化:使用LB液体培养基,取1.25g溶于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,取1ml菌液接种于冷却后的液体培养基中,于37℃,140r/min,培养36h。
(2)固体培养基分离纯化:使用LB营养琼脂,取2g于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,待培养基冷却至50℃倾注平板,平板冷却后,取20μl菌悬液于固体培养基,划线后37摄氏度培养36h,挑取单个菌落进行培养。
(3)液体培养基培养:使用LB液体培养基,取1.25g溶于50ml水中,121℃高温灭菌15分钟,取1ml菌液接种于冷却后的液体培养基中,于37℃,140r/min,培养36h。
(4)扩大培养:以LB肉汤为培养基,按2%的接种比例扩大培养,培养条件37℃,140r/min,培养时间48h-72h。
3.菌株培养物冻干粉的制备
将菌悬液于-60℃预冻12h,使用真空冷冻干燥机冷冻干燥72h,待菌悬液完全冻干后,收集冻干粉。
实施例2产品制备
将葡萄柚精油、肉桂精油按体积各1ml,与实施例1制备得到的普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉各1g混合均匀。
实施例3产品制备
将葡萄柚精油、肉桂精油按体积各1ml,与实施例1制备得到的普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉各1g混合均匀,产品使用透气包装材料包装。
实施例4产品抑制亚硝胺效果实验
(1)样品制备:实验对象为添加0.5%亚硝酸钠的午餐肉罐头,采用最终产品进行实验。将产品与午餐肉罐头放于密闭保鲜盒中,在28℃下放置3天。随后采用气相色谱质谱联用法测定午餐肉罐头中亚硝胺含量。
(2)提取:水蒸馏装置蒸馏,准确称取100g(精确至0.01g)试样,加入50mL水和25g氯化钠于蒸馏管中,充分混匀,检查气密性。在500mL平底烧瓶中加入100mL二氯甲烷及少量冰块用以接收冷凝液,冷凝管出口伸入二氯甲烷液面下,并将平底烧瓶置于冰浴中,开启蒸馏装置加热蒸馏,收集400mL冷凝液后关闭加热装置,停止蒸馏。
(3)萃取净化:在盛有蒸馏液的平底烧瓶中加入10g氯化钠和1.5mL的硫酸(1+3),搅拌使氯化钠完全溶解。然后将溶液转移至500mL分液漏斗中,振荡5min,必要时放气,静置分层后,将二氯甲烷层转移至另一平底烧瓶中,再用75mL二氯甲烷分三次提取水层,合并4次二氯甲烷萃取液,总体积约为125mL。
(4)浓缩:将二氯甲烷萃取液用10g无水硫酸钠脱水后,进行旋转蒸发,于40℃水浴上浓缩至5mL~10mL改氮吹,并准确定容至1.0mL,摇匀后待测定。
气相色谱-质谱测定条件:
气相色谱条件:毛细管气相色谱柱:INNOWAX石英毛细管柱(柱长30m,内径0.25mm,膜厚0.25μm);进样口温度:220℃;程序升温条件:初始柱温40℃,以10℃/min的速率升至80℃,以1℃/min的速率升至100℃,再以20℃/min的速率升至240℃,保持2min;载气:氦气;流速:1.0mL/min;进样方式:不分流进样:进样体积:1.0μL。
质谱条件:选择离子检测。9.9min开始扫描N-二甲基亚硝胺,选择离子为15.0,42.0,43.0,44.0,74.0;电子轰击离子化源(EI),电压:70eV;离子化电流:300μA;离子源温度:230℃;接口温度:230℃;离子源真空度:1.33×10-4Pa。
测定结果如图1所示,贮藏过程中使用本发明的产品后,午餐肉罐头中的亚硝胺含量显著低于空白对照,说明本发明的产品具有在贮藏过程中抑制亚硝胺类化合物生成的作用。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种植物精油联合菌株挥发性物质抑制亚硝胺生成的组合物,其特征在于,所述组合物包括植物精油和菌株挥发性物质;
所述菌株挥发性物质,包含以普罗旺斯类芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述普罗旺斯类芽孢杆菌为普罗旺斯类芽孢杆菌(Paenibacillus provencensis)PP-2,其保藏编号为CCTCC NO:M 20211109;所述嗜根寡养单胞菌为嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)SR-1,其保藏编号为CCTCC NO:M 20211110。
3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述植物精油包括葡萄柚精油和肉桂精油。
4.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述葡萄柚精油是以葡萄柚新鲜果皮为原料,经加工提取得到的葡萄柚精油成品。
5.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述肉桂精油是以桂皮原料提取加工后的肉桂精油成品。
6.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述组合物中葡萄柚精油、肉桂精油按体积比1:1混合,普罗旺斯芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌的48h的液体培养物的冻干粉按质量比1:1混合,混合精油与混合冻干粉按体积:质量为1:2混合得到。
7.根据权利要求6所述的组合物,其特征在于,所述组合物为膏状物。
8.权利要求1-7任一所述组合物在熟肉制品贮藏期间抑制或降解亚硝胺类化合物生成中的应用。
9.一种抑制肉类熟食亚硝胺生成的绿色缓释保鲜剂,其特征在于,所述绿色缓释保鲜剂包含权利要求1-7任一所述组合物。
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