水溶性山梨酸的開發(fā)及其抑菌性能的研究

王素梅，陸利霞，孟少華，王玉芬

（1.雙匯實(shí)業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心，河南漯河462000；2.南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京210009）

水溶性山梨酸的開發(fā)及其抑菌性能的研究

王素梅1，陸利霞2，孟少華1，王玉芬1

（1.雙匯實(shí)業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心，河南漯河462000；2.南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京210009）

采用高效乳化技術(shù)開發(fā)水溶性分子態(tài)山梨酸，建立水溶性分子態(tài)山梨酸生產(chǎn)工藝，研究了乳化劑乳化溫度、均質(zhì)速度，以及乳化劑種類對(duì)水溶性分子態(tài)山梨酸產(chǎn)率的影響，并通過比較其對(duì)幾種常見微生物的最低抑制濃度研究其抑菌性能。結(jié)果表明采用復(fù)合乳化劑、均質(zhì)速度為15000r/min、乳化溫度為40℃，所制備的水溶性山梨酸中山梨酸的含量為18.2%，所制備的水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸鉀的10倍。

乳化，水溶性山梨酸，抑菌性能

山梨酸 浙江保圣配料有限公司；土溫－20、土溫－40、土溫－60、土溫－80 淄博海杰化工有限公司；司盤－20、司盤－20 淄川創(chuàng)業(yè)油脂化工廠；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌 雙匯集團(tuán)技術(shù)中心保藏。

高速均質(zhì)機(jī)Disperser T 10 basic IKA公司；高效液相色譜儀 Agilent公司；斬拌鍋 ALPINA公司；灌腸機(jī) Handtmann公司；煙熏爐 Maurer公司；恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠。

1.2 水溶性山梨酸乳化工藝

稱量一定量的山梨酸于乳化劑中，攪拌，山梨酸以渾濁狀態(tài)分布在乳化劑中，然后采用高速均質(zhì)機(jī)高速均質(zhì)10min，后用冰水浴降溫至15℃以下后，3000r/min離心5min，棄去沉淀，液體部分所含的山梨酸即為水溶性山梨酸，沒有被乳化的山梨酸殘留在沉淀中。

1.3 水溶性山梨酸產(chǎn)率的測(cè)定

1.4 山梨酸的測(cè)定

高效液相色譜法。采用GB/T23495－2009對(duì)食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測(cè)定。

1.5 防腐劑對(duì)菌種的最低抑制濃度的測(cè)定

參照文獻(xiàn)［3］進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑溫度對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

圖1為采用乳化劑土溫－20在不同溫度條件下乳化所得水溶性山梨酸的產(chǎn)率。由圖1可以看出，溫度對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率影響很大。隨著溫度的升高，產(chǎn)率逐漸提高，混合液逐漸澄清。當(dāng)均質(zhì)機(jī)轉(zhuǎn)速為15000r/min，溫度達(dá)到40℃時(shí)，水溶性山梨酸產(chǎn)率達(dá)到最高，為16%，然后隨溫度的升高又呈緩慢下降趨勢(shì)。說明乳化劑對(duì)山梨酸的乳化包埋隨溫度呈動(dòng)態(tài)變化。選擇適宜的乳化溫度為40℃。

圖1 溫度對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

2.2 不同均質(zhì)速度對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

表1為乳化劑溫度35℃，不同轉(zhuǎn)速時(shí)的水溶性山梨酸的產(chǎn)率。由表1可以看出，均質(zhì)速度對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率影響很大，隨著均質(zhì)速度的提高，產(chǎn)率逐漸增加，混合液澄清度逐漸提高，當(dāng)均質(zhì)速度達(dá)到15000r/min時(shí)，水溶性山梨酸產(chǎn)率基本不變。選擇適宜的均質(zhì)速度為15000r/min。

表1 不同轉(zhuǎn)速對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

2.3 不同乳化劑對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

從表2可以看出，不同乳化劑對(duì)山梨酸包埋效果差別很大。其中復(fù)合乳化劑的溶解分散效果最好，可以達(dá)到18.2%，其次吐溫－20，其他乳化劑溶解分散效果都較差。說明乳化劑的種類對(duì)溶解分散效果影響很大。從表2還可以看出，乳化劑的HLB值和水溶性山梨酸產(chǎn)率關(guān)系密切，乳化劑的HLB值越高，越利于山梨酸的溶解分散。

表2 不同乳化劑對(duì)水溶性山梨酸產(chǎn)率的影響

2.4 水溶性山梨酸與山梨酸鉀對(duì)不同菌種的最低抑制濃度

稱取一定量的山梨酸于乳化劑中，攪拌，山梨酸以渾濁狀態(tài)分布在乳化劑中，然后采用高速均質(zhì)機(jī)高速均質(zhì)10min，后用冰水浴降溫至15℃以下后，3000r/min離心5min，棄去沉淀，液體部分所含的山梨酸即為水溶性山梨酸，沒有被乳化的山梨酸殘留在沉淀中。其中水溶性山梨酸中山梨酸的含量為18.2%。表3為不同抑制劑對(duì)不同菌種的最低抑制濃度。

表3 抑制劑對(duì)不同菌種的最低抑制濃度（!g/mL）

從表3可以看出，水溶性山梨酸對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的最低抑制濃度分別為100、500、300!g/mL。與山梨酸、山梨酸鉀兩種抑菌劑相比，水溶性山梨酸對(duì)不同菌種的最低抑制濃度最低，說明其抑菌能力最強(qiáng)，水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸鉀的10倍。山梨酸鉀對(duì)三種微生物最低抑制濃度偏高，主要原因在于山梨酸鉀雖然能均勻地分布在測(cè)定的體系中，但在pH6～7的環(huán)境下水解生成山梨酸的轉(zhuǎn)化率很低，而山梨酸在水溶液中幾乎不溶解，因此很難發(fā)揮其抑菌防腐性能。而水溶性山梨酸不同，它在乳化劑的作用下，既能溶于脂溶性物質(zhì)，又能溶于水溶性物質(zhì)，顯著提高了山梨酸對(duì)微生物細(xì)胞膜的穿透性，從而顯著提高其對(duì)微生物的抑制能力。

3 討論

3.1 水溶性山梨酸的產(chǎn)率較低，工業(yè)化生產(chǎn)還存在一定的距離

雖然水溶性山梨酸抑菌能力是山梨酸鉀的10倍，但由于水溶性山梨酸中山梨酸的含量僅有18.2%，用于肉制品防腐，其添加量還很高。如果將山梨酸鉀用于肉制品防腐，按添加量為1.5‰，山梨酸鉀價(jià)格20元/kg，肉制品每噸均增加費(fèi)用30元；如果使用水溶性山梨酸，按添加量為0.82‰，乳化劑的價(jià)格為46元/kg，在不考慮水溶性山梨酸加工費(fèi)用的前提下，肉制品每噸均增加費(fèi)用33.82元，因此由于水溶性山梨酸產(chǎn)率較低，使用水溶性山梨酸，目前還沒有明顯的商業(yè)價(jià)值，因此篩選合適的乳化劑、提高水溶性山梨酸的產(chǎn)率是該課題的研究方向之一。

3.2 生產(chǎn)水溶性山梨酸使用的乳化劑存在特殊的異味

從我們實(shí)驗(yàn)的幾種乳化劑來看，都具有特殊的脂肪味道，如何減輕乳化劑的味道，同時(shí)篩選無味乳化劑是當(dāng)前需要解決的問題。

［1］白艷紅，趙電波，毛多斌，等.低溫肉制品加工過程衛(wèi)生質(zhì)量控制研究［J］.食品研究與開發(fā)，2006，27（6）：83－86.

［2］GB/T23495－2009食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測(cè)定高效液相色譜法［S］.

［3］Vorland LH，Ulvatne H，Andersen J，et al.Lactoferricin of bovine origin is more active than lactoferricins of human，murine and caprine origin［J］.Scand J Infect Dis，1998，30（5）：513－517.

Development of water－soluble sorbic acid and its antimicrobial capacity

WANG Su－mei1，LU Li－xia2，MENG Shao－h(huán)ua1，WANG Yu－fen1
（1.Shine Group Technology Development Center，Luohe 462000，China；2.Nanjing University of Technology College of Food Science and Light Industry，Nanjing 210009，China）

Water－soluble sorbic acid was developed by using high efficiency emulsification technique and its processing technology was researched.The effects of emulsifying temperature，speed of homogenization and kinds of emulsifier on its yields were studied and its antimicrobial capacity was researched by comparing minimum concentration of its preventing microbial.The results showed that the optimal condition for preparation watersoluble sorbic acid was speed of homogenizatio 15000r/min，emulsifying temperature 40℃with complex emulsifier and the concentration of sorbic acid in product was up to 18.2%.And its antimicrobial capacity was increased to 10 times of potassium sorbate.

emulsification；water－soluble sorbic acid；antimicrobial capacity

TS201.2

A

1002－0306（2010）12－0297－03

低溫食品由于水分高，殺菌溫度低，造成一部分耐熱芽孢桿菌存活下來，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，產(chǎn)品最終出現(xiàn)出水、脹袋、漏氣等腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。使用防腐劑可以有效地延緩微生物的生長，延長低溫肉制品貨架期，減少食品的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。食品添加劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760規(guī)定肉制品常用的防腐劑有山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素、乳酸鈉、脫氫醋酸鈉等。山梨酸鉀因其毒性低，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。山梨酸鉀只有在轉(zhuǎn)化為山梨酸時(shí)，才能很好地發(fā)揮抑菌防腐作用，但是由于肉制品的pH在5.7～6.5之間，在這樣的pH環(huán)境下，山梨酸鉀很難水解轉(zhuǎn)化為山梨酸，因此其抑制微生物的能力很難發(fā)揮［1］。如果使用山梨酸控制微生物的生長，因?yàn)樯嚼嫠嵩谒腥芙庑院懿睿茈y發(fā)揮抑菌作用。因此如何增加山梨酸在水中的溶解度，使山梨酸以分子態(tài)形式分布在肉制品體系中，是控制肉制品微生物生產(chǎn)，提高低溫產(chǎn)品質(zhì)量，延長產(chǎn)品貨架期的有效手段。關(guān)于如何增加山梨酸在水中的溶解度的研究，目前國內(nèi)尚未報(bào)道。本文采用高效乳化技術(shù)開發(fā)水溶性山梨酸，增加山梨酸在水中的溶解度，建立水溶性山梨酸生產(chǎn)工藝，并通過比較水溶性山梨酸對(duì)幾種常見微生物最低抑制濃度，研究了水溶性山梨酸的抑菌能力。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

2009－11－09

王素梅（1974－），女，博士，主要從事肉制品加工技術(shù)研究。