TWI660682B - 抑菌劑及其食品 - Google Patents

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Abstract

一種抑菌劑包括45%至79%的有機酸鹽、1.2%至10.7%的有機酸以及1.4%至12.2%的有機酸內酯。其中，此抑菌劑的pH值為介於6.0至7.0之間，或者更包括7%至26%的胺基酸。藉此，於此抑菌劑應用至一食品中時，能致使食品具有長達3天以上的保存期限，並且同時具有良好的口感。

Description

抑菌劑及其食品
本發明關於一種食品保存的技術，特別是關於一種抑菌劑及其食品。
烘焙產品如麵包、蛋糕等，乃利用麵粉、麥粉進行發酵、烘烤等程序所製成，因此容易受到微生物的感染而難以保存。以麵包為例，通常在烘烤後剛出爐的麵包是風味最佳的。隨著距離出爐時間愈久，麵包的鮮度及風味便愈下降。
最常見的影響麵包保存的微生物是黴菌。而當氣候暖和時，則麵包更有可能遭受細菌或是酵母菌的感染。通常，造成麵包腐敗的微生物中，約60%是黴菌(mould)，25%是細菌(bacteria)，而僅有15%是酵母菌(yeast)。造成麵包的黴菌性腐敗的來源主要為Penicillium、Aspergillus、Cladosporium、Mucorales及Neurospor等。以一般的包裝型態的麵包商品為例，在22℃的環境下，每個月Penicillium的成長幅度可達90~100%，Aspergillus、Cladosporium的成長幅度可達約50%，Mucorales的成長幅度可達約20%。每條麵包平均約可生長25個菌落。若是以酵母進行發酵的麵包，發黴時以Penicillium為主要優勢菌種，特別以Penicillium viridicatum最常發生。然而，Cladosporium spp.的生長又較 Penicillium為來得快。若麵包遭受Cladosporium的污染，其保存期限會快速地縮短。造成麵包的細菌性腐敗的來源主要為Bacillus species，例如：Bacillus subtilis、Bacillus licheniformis、Bacillus megaterium以及Bacillus cereus等。這類腐敗會使食物起初呈現類似於成熟水果的甜氣味。之後，麵包的顏色變淡，且麵包的質感變軟濕且黏。撕開腐敗的麵包，可觀察到形成於麵包內部的網狀絲線。此外，麵包的酵母性腐敗分為以下兩種現象：(1)可以肉眼看到酵母位於麵包表面，且產生白色或其他顏色的塵狀物。(2)麵包產生氣體使包裝變得膨脹，且散發乙醇的味道，甚至造成油脂酸敗。
由於麵包等的烘焙產品的保存實屬不易，因此難以大規模地生產製造。但是，市場上仍有龐大的烘焙產品的需求。必需突破麵包廠的出爐時間的限制，以使消費者可隨時取得烘焙產品。於是，業界開發出包裝型態的烘焙產品，且可搭配抑菌劑的使用、防腐劑等的使用。經過適當包裝的烘焙產品需要能於常溫環境下存放至少3天，以增加產品競爭力並提升食品的衛生及安全。
然而，烘焙產品的類型及口味十分多樣化，目前有許多烘焙產品的保存期限難以達到市場的期許，且即便經過包裝，仍然容易發生酸敗或發黴的現象。此外，即便烘焙產品已有適當的包裝及加工，而得以延長保存期限，卻反而使產品的口感變得不良。因此，開發一種兼顧烘焙產品的保存及風味的食品添加物，已成為目前亟欲解決的問題。
鑒於以上的問題，本發明在於提供一種抑菌劑及其食品，以 克服烘焙產品的保存及風味難以兼顧的問題。
在一實施例中，一種抑菌劑，其可包括45%至79%的有機酸鹽、1.2%至10.7%的有機酸以及1.4%至12.2%的有機酸內酯。此抑菌劑的pH值為介於6.0至7.0之間。
在一實施例中，一種抑菌劑，其可包括45%至79%的有機酸鹽、1.2%至10.7%的有機酸、1.4%至12.2%的有機酸內酯以及7%至26%的胺基酸。
在一實施例中，一種食品，其可包括食物本體及上述的抑菌劑。此抑菌劑佔食物本體的重量的比例為0.8%至3%。
綜上，本發明之實施例的抑菌劑及其食品適用於一烘焙產品，以使所獲得的烘焙產品可具有長達3天以上的保存期限，並且同時具有良好的口感。
圖1為本發明之一實施例中的不含胺基酸的抑菌劑與現有的抑菌劑添加於TSB中且在37℃環境下培養後進行總生菌數抑制試驗的結果圖
圖2至圖6為本發明之實施例的抑菌劑與現有的抑菌劑於DRBC培養基中進行黴菌抑制試驗的實際狀態圖。
圖7為本發明之一實施例的含胺基酸的抑菌劑添加於TSB中且在37℃環境下培養後進行總生菌數抑制試驗的結果圖。
圖8為無添加的布丁餡以及添加有本發明之實施例的抑菌劑的布丁餡進行總生菌數抑制試驗的結果圖。
在一實施例中，一種抑菌劑，其可包括有機酸鹽、有機酸、有機酸內酯等成分。以抑菌劑的整體重量為基礎，有機酸鹽所佔的比例可為45%至79%，有機酸所佔的比例可為1.2%至10.7%，且有機酸內酯所佔的比例可為1.4%至12.2%。
在一些實施例中，有機酸鹽可以是乙酸、檸檬酸、丁烯二酸及乳酸的鹽類，或其他可替代使用的鹽類。舉例而言，有機酸鹽可以是乙酸鹽，且更佳地可以是乙酸鈉。在一些實施例中，有機酸可以是乙酸、檸檬酸、丁烯二酸及乳酸，或其他可替代使用的酸。舉例而言，有機酸可以是檸檬酸。在一些實施例中，有機酸與有機酸鹽可以選擇性地分別為相對應的共軛酸及共軛鹼。在一些實施例中，可依據生產上的需求選擇二種以上的有機酸及/或二種以上有機酸鹽搭配使用。
在一些實施例中，有機酸內酯可以是葡萄糖酸-δ-內酯(glucono-δ-lactone,GDL)或其他可替代使用的有機酸內酯。於此，有機酸內酯可用來作為增酸劑。有機酸內酯溶於水溶液中會逐漸水解為有機酸，藉以緩慢地降低食品的pH值，致使微生物難以生長。如此，抑菌劑除了能抑制微生物生長，同時還能避免添加此抑菌劑的食品的酸度上升快速而導致食品具有不良口味。
在不過度改變食品的風味的情況下，有機酸鹽、有機酸與有機酸內酯之間的比例可再調整。於一些實施例中，有機酸鹽、有機酸與有機酸內酯的比例可為6.0~6.5：0.6：0.8。於一些實施例中，有機酸鹽、有機酸與有機酸內酯的比例可為6.5：0.2~0.6：0.8。於一些實施例中， 有機酸鹽、有機酸與有機酸內酯的比例可為6.5：0.6：0.5~0.8。於一些實施例中，有機酸鹽、有機酸與有機酸內酯的比例為6.5：0.6：0.8。
於一些實施例中，有機酸與有機酸鹽的組合可緩衝pH值，以避免添加後的產品在口感上具有明顯酸味。其中，抑菌劑的pH值較佳可介於6.0及7.0之間。於此，可透過適當地分配有機酸與有機酸鹽在抑菌劑中的比例，以使抑菌劑的pH值達到所需的值。
於一些實施例中，抑菌劑可以再包括胺基酸。於此，胺基酸在抑菌可以抑制細菌中的二磷酸尿核苷-N-乙醯胞壁酸連接酶(UDP-N-acetylmuramic acid ligase)的作用，而引起溶菌作用(bacteriolysis)或是細胞形變，進而避免添加此抑菌劑的食品上的細菌生長。舉例來說，此胺基酸可以是甘胺酸(glycine)。由於甘胺酸與丙胺酸的結構相似，因此甘胺酸能取代細菌的細胞壁的N-乙醯胞壁酸(N-acetylmuramic acid)上的L-丙胺酸(L-alanine)或D-丙胺酸(D-alanine)，因而破壞細胞壁的結構。
於一些實施例中，以抑菌劑的整體重量為基礎，胺基酸所佔的比例可為7%至26%。於一些實施例中，有機酸鹽、有機酸、有機酸內酯與胺基酸的比例可為6.5：0.6：0.8：1.0~1.5。於一些實施例中，有機酸鹽、有機酸、有機酸內酯與胺基酸的比例可為6.5：0.6：0.8：1.5。
於一些實施例中，抑菌劑可只具有45%至79%的有機酸鹽、1.2%至10.7%的有機酸以及1.4%至12.2%的有機酸內酯，且抑菌劑的pH值為介於6.0及7.0之間。或者，於一些實施例中，抑菌劑可只具有45%至79%的有機酸鹽、1.2%至10.7%的有機酸、1.4%至12.2%的有機酸內酯以 及7%至26%的胺基酸。
於一些實施例中，一種食品，其可包括食物本體及抑菌劑。以食物本體的整體重量為基礎，抑菌劑所佔的比例為0.8%至3%。於一些實施例中，抑菌劑所佔的比例為1%至2%。更佳的是，抑菌劑所佔的比例為1%。
於一些實施例中，食物本體主要為經由一般的烘焙程序所製成的食品。舉例來說，食物本體可為穀類烘焙製品、蛋類烘焙製品、奶類烘焙製品、或其任意組合。「穀類烘焙製品」表示由麥、米或其他穀類植物作為主原料的來源所製得的烘焙製品。「蛋類烘焙製品」表示由蛋作為主原料的來源所製得的烘焙製品。「奶類烘焙製品」表示由天然牛奶、人造奶等作為主原料的來源所製得的烘焙製品。於一些實施例中，食物本體可以是麵包、蛋糕、點心、其他類似的烘焙製品、或其任意組合。此外，食物本體也可以是麵包、蛋糕、點心或其他類似的烘焙製品的餡料及/或配料。
表1為乙酸鈉與檸檬酸在胰蛋白酶大豆培養液(tryptic soy broth,TSB)中以特定比例混合且共同產生緩衝作用的pH值。
在表1中，依據乙酸鈉與檸檬酸在TSB中以不同的比例混合，可使TSB的pH值維持約在介於4及7之間。其中，當pH值調整在介於6及7之間時，即，乙酸鈉與檸檬酸的比例為10：1至30：1時，應用在食品中有利於食品呈現良好的風味。若pH過低，則可能會導致食品過酸；反之，pH過高時，可能會導致食品過鹹。
參照圖1，在TSB中添加以不同配方的抑菌劑後，在37℃下培養且進行總生菌數抑制的測試。「1%CT」組表示在TSB中添加1%的現有的抑菌劑。「1%M」組表示在TSB中添加1%的自行配製之現有的抑菌劑。GDL組表示在TSB中添加本發明實施例的抑菌劑，其係包括乙酸鈉(SA)、檸檬酸(CA)及葡萄糖酸-δ-內酯(GDL)，且上述成分的比例為SA：CA：GDL=6.5：0.6：0.8。「1.2%GDL」組表示在TSB中添加1.2%的本發明實施例的抑菌劑。「1.5%GDL」組表示在TSB中添加1.2%的本發明實施例的抑菌劑。「1.8%GDL」組表示在TSB中添加1.8%的本發明實施例的抑菌劑。「1%GDL1」、「2%GDL2」和「3%GDL3」組表示在TSB中添加1%本發明實施例的抑菌劑，且在SA、CA和GDL的比例 分別為6.5：0.6：1.0、6.5：0.6：2.0、6.5：0.6：3.0。前述的百分比(%)均表示重量百分比。
由圖1中可知，當SA：CA：GDL=6.5：0.6：0.8且添加於TSB中的比例為1.5%以上時，可以顯著地抑制TSB中總生菌數的生長數量。當SA：CA：GDL=6.5：0.6：3.0時且添加於TSB中的量為1%時，也可抑制總生菌數的增加。然而，1% GDL3組所測得的總生菌數仍然略高於1.5%GDL的總生菌數。此外，添加有現有的抑菌劑的TSB中所測得的總生菌數(即，1%CT組與1%M組)較本發明實施例的抑菌劑高出許多。
參照圖2至圖6，於第一天分別將3.2×105孢子/毫升(spore/ml)的黴菌接種在二氯喃玫瑰紅氯黴素(dichloran rose bengal chloramphenicol agar,DRBC)培養基中，再於培養第三天時觀察DRBC培養基中的抑菌情形。所使用的黴菌為以Penicillium為優勢菌種的黴菌雜菌群。圖1至圖5的培養基分別為無添加任何抑菌成分的空白的DRBC培養基(以下稱之為Blank組)、添加有1%現有之抑菌劑的DRBC培養基(以下稱之為Control組)、添加有1%本發明實施例的抑菌劑的DRBC培養基(以下稱之為1%GDL組)、添加有2%本發明實施例的抑菌劑的DRBC培養基(以下稱之為2%GDL組)以及添加有3%本發明實施例的抑菌劑的DRBC培養基(以下稱之為3%GDL組)。以上所使用的本發明實施例的抑菌劑，其係包括乙酸鈉、檸檬酸、及葡萄糖酸-δ-內酯，且上述成分在抑菌劑中的比例為6：0.6：0.8。再參照表2，其為圖2至圖6各組實驗結果的比較表。肉眼觀察黴菌生長的強度以「+」或「0」的符號表示。+號表示肉眼觀測到的黴菌生長程度，且+號愈多表示黴菌生長程度愈強。0號 則代表為以肉眼無法觀測到有黴菌生長的跡象。上述的百分比(%)均為重量百分比。
由表2及圖2至圖6可知，當DRBC培養基於25℃培養至第三天時，Blank組的外觀已經可以觀察到黴菌的孢子佈滿整個培養基的表面，且培養基的外觀呈現青綠色。除了Blank組之外，由於其他實驗組有添加可抑菌的物質，因此黴菌的繁殖較為緩慢，培養基的外觀呈現白色霧面狀。隨著抑菌劑的添加量增加，黴菌的生長數目愈少，可知本發明實施例的抑菌劑可抑制黴菌的生長。此外，相較於現有的抑菌劑，本發明實施例的抑菌劑所產生的抑菌效果較為顯著。
參照圖7，其為添加有本發明實施例的抑菌劑的胰蛋白酶大豆培養液(TSB)在37℃下培養後所測得的總生菌數的結果圖。圖6中Gly1~Gly5五組培養液中所添加的抑菌劑的成份均包括乙酸鈉(SA)、檸檬酸(CA)、葡萄糖酸-δ-內酯(GDL)及甘胺酸(Gly)。Gly1組的TSB中，抑菌劑各成份的比例為SA：CA：GDL：Gly=6.5：0.6：0.8：0.2。Gly2至Gly5組的SA、CA、GDL比例不變，但Gly的比例則分別調整為 0.5、0.8、1.0及1.5。由圖6可知，Gly1組、Gly2組在第一天測得的總生菌數均高達108以上，可知此二組的抑菌能力不顯著。Gly3組的TSB在第一天測得的菌數仍然有些微地上升，約為104~105。Gly4組及Gly5組的TSB中總生菌數在第一天至第六天均降低至0，可知此二組所使用的抑菌劑可以顯著地抑制生菌的成長。
參照圖8，其為無添加抑菌劑的克林姆餡及有添加抑菌劑(A、B、C及D組)的克林姆餡保存於37℃與25℃之下測量pH值、總生菌數的結果圖。克林姆餡係將包括蛋、砂糖及鹽的原料以打蛋器先攪拌均勻，且抑菌劑可以添加於前述原料中一併攪拌。攪拌後的原料再與低筋麵粉及玉米澱粉混合成麵糊。將麵糊加入煮沸的牛奶中並對其加熱且同時攪拌成濃稠狀的混合物，且在混合物中依序添加奶油及香料並攪拌均勻後而製得。其中，Blank組為無添加抑菌劑的克林姆餡。A組及B組的抑菌劑中各成份的比例為SA：CA：GDL：Gly=6.5：0.6：0.8：1.5，且A組與B組所添加的抑菌劑的量分別為1.0%與0.5%。C組及D組的抑菌劑中各成份的比例為SA：CA：GDL：Gly=6.5：0.6：0.8：1.0，且C組與D組所添加的抑菌劑的量分別為1.0%與0.5%。由圖7可知，Blank組的菌數上升速度最快，B組及D組次之，而A組及C組最慢。因此，可知添加1%的抑菌劑於克林姆餡中可以抑制生菌的成長。
表3為無添加抑菌劑(A組)、添加現有的抑菌劑(B組)以及添加本發明實施例的抑菌劑(C組)的克林姆餡分別用來製作克林姆麵包且保存6天，在克林姆麵包中所測得的總生菌數的結果。克林姆麵包係將麵粉、蛋、砂糖、鹽、水、酵母、奶油攪拌成麵糰，且將麵糰進行基本 發酵、分割、滾圓、中間發酵、填充克林姆餡於麵糰的內部、整型、最後發酵以及烤焙等流程所製得。其中，現有的抑菌劑與本發明實施例的抑菌劑添加於克林姆餡中的比例均佔餡料重量的1%，且本發明實施例的抑菌劑中各成份比例為SA：CA：GDL：Gly=6.5：0.6：0.8：1.5。
表3顯示A組的克林姆麵包中的生菌數量較其他組高出約103~104倍以上。在第4天時，C組所測得的總生菌數明顯地低於B組，在第6天時，此二組的總生菌數差距更大。由表2可知，隨著保存的天數增加，本發明實施例的抑菌劑在食物中的抑菌能力顯著地優於現有的抑菌劑。
表4至表7為本發明實施例的抑菌劑中的各成份的比例個別地調整後，以測試調整成份比例後的抑菌劑對食品風味的影響的比較。以乙酸鈉(SA)、檸檬酸(CA)、葡萄糖酸-δ-內酯(GDL)、甘胺酸(Gly)的比例為6.5：0.6：0.8：1.5為基準，調整其中一成份的比例。之後，再將調整成份後的抑菌劑添加至克林姆餡中，以測試克林姆餡的風味。上述抑菌劑所添加的量為佔克林姆餡的重量的1%。
由表4可知，當乙酸鈉的比例降至6.0時，風味改變不大。當乙酸鈉的比例降至5.0時，甘胺酸所導致的澀味變得突出，且檸檬酸所導致的酸味變得更加地顯著。
由表5可知，當檸檬酸比例降低時，亦會導致酸味降低。當克林姆餡失去酸味作為提味，則會使整體風味變得平淡。
由表6可知，葡萄糖酸-δ-內酯亦有提供酸度的作用。當葡萄糖酸-δ-內酯的比例降低時，會導致克林姆餡的酸味降低。
由表7可知，由於甘胺酸可以遮蔽酸味，因此當甘胺酸的比例降低時，會導致酸味上升。
總言之，本發明之實施例的抑菌劑及其食品適用於製作一烘焙產品，以使所獲得的烘焙產品可具有長達3天以上的保存期限，並且同時具有良好的口感。藉由有機酸、有機酸鹽及葡萄糖酸-δ-內酯的組合，且調整上述各成分的比例，以控制食品的pH值變化且提升抑菌劑的抑菌能力。此外，在抑菌劑中添加甘胺酸，除了可增加抑菌劑的殺滅細菌的能力之外，亦可降低抑菌劑中各成份對食品的風味的負面影響，以保持食品的良好風味。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

  1. 一種抑菌劑，包括：45%至79%的有機酸鹽，其中該有機酸鹽為乙酸、檸檬酸、丁烯二酸及乳酸的鹽類的至少其中一種；1.2%至10.7%的有機酸，其中該有機酸為乙酸、檸檬酸、丁烯二酸及乳酸的至少其中一種；1.4%至12.2%的葡萄糖酸-δ-內酯；及7%至26%的胺基酸。
  2. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸鹽、該有機酸、該葡萄糖酸-δ-內酯及該胺基酸的比例為6.5：0.6：0.8：1.0~1.5。
  3. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸鹽、該有機酸、該葡萄糖酸-δ-內酯及該胺基酸的比例為6.5：0.6：0.8：1.5。
  4. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該胺基酸為甘胺酸。
  5. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸為檸檬酸。
  6. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸鹽為該有機酸的鹽類。
  7. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸鹽為乙酸鹽類。
  8. 如請求項1所述的抑菌劑，其中該有機酸鹽為乙酸鈉。
  9. 一種食品，包括：一食物本體；及如請求項1至8中任一項所述的抑菌劑；其中，該抑菌劑佔該食物本體的重量的比例為0.8%至3%。
  10. 如請求項9所述的食品，其中該抑菌劑的比例為1%至2%。
  11. 如請求項9所述的食品，其中該抑菌劑的比例為1%。
  12. 如請求項9所述的食品，其中該食物本體為穀類、蛋類或奶類烘焙製品。
  13. 如請求項9所述的食品，其中該食物本體選自於麵包、蛋糕、點心及上述任一食品之餡料所組成的群組中的至少其中一種。
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振芳酸性食品抑菌劑應用方案，2016/09/09，網址; http://www.gemfont.com.tw/tw/applications/item/%E6%8C%AF%E8%8A%B3%E9%85%B8%E6%80%A7%E9%A3%9F%E5%93%81%E6%8A%91%E8%8F%8C%E5%8A%91%E6%87%89%E7%94%A8%E6%96%B9%E6%A1%88.html 王有忠，食品添加物，華香園出版社，民國七十九年四月出版 *
王有忠，食品添加物，華香園出版社，民國七十九年四月出版。

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