不同防腐劑對抹茶拿鐵飲料保鮮影響的研究

何文毅，邢威，王晨，崔葉，汪艷霞

（貴州大學茶學院，貴州 貴陽 550000）

在《抹茶》國家標準GB/T34778—2017 中，抹茶被定義為：“抹茶，采用覆蓋遮陰栽培的茶樹鮮葉，經蒸汽或熱風殺青、干燥加工的葉片為原料，再經研磨工藝加工而成的微粉狀茶產品”[1]。抹茶是集綠色、健康、營養、保健等多種功效為一體的天然食品原料，其富含多種有益于人體健康的化學物質，例如茶多酚、茶氨酸和生物堿等，可以幫助人體保持健康。這些成分能夠幫助調節人們的情緒同時具有抗氧化減緩人體衰老、抗癌防癌、降脂、降血糖、保護心血管和抵抗老年癡呆等功效[2-5]。

抹茶富含茶氨酸、茶多酚和咖啡堿等多種天然活性成分，也是一種新型的綠色健康食品添加劑，在食品工業具有巨大的經濟和運用價值，在食品生產過程中加入到食品中，可增加食物的色、香、味，形成具有抹茶風味的新食品，如抹茶面、抹茶拿鐵、抹茶蛋糕等[6,7]。抹茶拿鐵飲料是一種由抹茶粉與牛奶調配而成的飲品，具有豐富的微量元素和營養成分。抹茶拿鐵飲料由牛奶、糖類等混合加工而成，含有豐富的蛋白質、乳糖、脂肪及茶葉中的多種營養物質，但容易滋生細菌、真菌等多種腐敗微生物而導致產品變質。當前食品研究的熱點，主要采用低溫冷藏、熱滅菌、添加防腐劑等方法延長拿鐵飲料保質期[8-11]。在茶飲料的生產過程中，主要采用優化生產工藝和添加食品添加劑的方式，延長茶飲料的保質期[12]。

在食品行業中，山梨酸、苯甲酸及其鹽類是最常見的防腐劑，在飲料中運用廣泛。除以上防腐劑外，國家標準GB/2760—2014《食品添加劑》中規定能在飲料中使用的其他類型防腐劑還有溶菌酶、二甲基二碳酸鹽（DMDC）、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸鹽酸鹽等。每種防腐劑對飲料的保鮮效果、生產成本、安全性等方面各不相同。其中DMDC 也叫維靈果，與其它殺菌方法比較，DMDC 殺菌技術具有成本低廉，操作簡便，安全性高，對果汁及其它飲料的營養和風味不產生影響等特點，是一種很有潛力的飲料非熱滅菌添加劑。

綜上，本文以抹茶拿鐵固體粉末沖泡飲品為研究對象，按照國家標準GB/2760—2014《食品添加劑》中的規定，分別添加一定濃度的溶菌酶、DMDC、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸鹽酸鹽及山梨酸鉀防腐劑，將樣品放置于一定溫度環境條件下，定期測定樣品微生物含量，并進行感官品質分析，篩選出抑菌效果最佳及對產品品質影響較小的防腐劑，并研究了最佳防腐劑對抹茶拿鐵飲料于4 ℃儲藏30 d 期間的微生物生長和品質變化規律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2023 年1 月由貴州省銅仁市貴茶公司提供的抹茶拿鐵固體粉末。

無水乙醇（分析純）購自天津市富宇精細化工有限公司；氯化鈉（分析純）購自國藥集團化學試劑有限公司；溶菌酶、DMDC、山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸鹽酸鹽購自重慶瑞富食品添加劑有限公司。

1.2 儀器與設備

超凈工作臺（SW-CJ-1F 蘇州安泰空氣技術有限公司）；高壓滅菌鍋（Ldzm-60 上海申安醫療器械廠）；電熱干燥箱（WGL-125B 天津市泰斯特儀器有限公司）；分析天平（JA2003 上海箐海儀器有限公司）；pH 計（PHS-3C+成都世紀方舟科技有限公司）；恒溫培養箱（DHP-9052 上海一恒科學儀器有限公司）；均質機（JJ-60 紹興艾析科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 防腐劑懸濁液的制備 選用溶菌酶、山梨酸鉀、DMDC、乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸鹽酸鹽等5 種防腐劑與純凈水混合，制成一定濃度的溶液，加入抹茶拿鐵飲料中，再進行均質處理。根據國家標準GB/2760—2014《食品添加劑》規定上述防腐劑在飲料中的用量標準，將上述5 種防腐劑配制濃度為100 mg/L 的溶液。懸濁液配制方法：稱取2.000g±0.001g防腐劑，于100 mL容量瓶中，加入純凈飲用水溶解并定容至刻度線，搖勻（現用現配）。

1.3.2 不同防腐劑對抹茶拿鐵飲料微生物含量的影響 稱取抹茶拿鐵粉末20 g，分別加入1.3.1 中各防腐劑懸濁液1 mL，混合后用純凈水定容至200 mL，再進行均質處理，對照組不添加防腐劑。各處理重復3 次。將成品放置于37 ℃恒溫箱進行培養2 d，待測。菌落總數測定方法依據GB 4789.2—2016[13]。最終得出各防腐劑對抹茶拿鐵飲料的抑菌率，抑菌率的計算公式見式（1）：

式中：Y為平均抑菌率，%；A為未加防腐劑對照組平均菌數，CFU/mL；B為試驗組平均菌數，CFU/mL[14]。

1.3.3 不同防腐劑對抹茶拿鐵飲料感官品質的影響分別由5 位茶學專業人士根據GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》中的方法對1.3.2 中各處理進行感官審評[15]。具體檢測方法見表1，感官審評評分要求見表2。

表1 感官要求Table 1 Sensory requirements

表2 感官審評評分要求Table 2 Sensory evaluation scoring requirements

1.3.4 不同滅菌處理對抹茶拿鐵飲料微生物含量的影響 由試驗1.3.2 和1.3.3 篩選出最佳防腐劑DMDC，為探究DMDC 滅菌技術相較于熱滅菌對抹茶拿鐵飲料的滅菌效果。具體操作方法如下：

DMDC懸濁液配制：稱取2.000g±0.001g防腐劑，于100 mL 容量瓶中，加入純凈飲用水溶解并定容至刻度線，搖勻（現用現配）。

DMDC處理組：稱取抹茶拿鐵粉末20g，加入50mg DMDC，混合后用純凈水定容至200mL，快速攪拌1 min。快速分裝至消毒滅菌后的帶蓋玻璃瓶中，于4℃環境中冷藏，待測。

熱滅菌組（HK）：稱取抹茶拿鐵粉末20 g，用純凈水溶解后定容至200 mL，再進行均質處理，將處理后的抹茶拿鐵飲料煮沸1 min。快速冷卻至室溫后分裝至消毒滅菌后的帶蓋玻璃瓶中，于4 ℃環境中冷藏，待測。

對照組（CK）：稱取抹茶拿鐵粉末20 g，用純凈水溶解后定容至200 mL，再進行均質處理后分裝至消毒滅菌后的帶蓋玻璃瓶中，于4℃環境中冷藏，待測。

將上述各組處理重復3次，于4℃環境中冷藏保存。

1.3.5 不同滅菌處理抹茶拿鐵飲料微生物含量的測定 分別于0 d、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d 測定1.3.4 各樣品菌落總數、大腸桿菌、霉菌和酵母菌等微生物含量，霉菌和酵母菌的測定依據GB 4789.15—2016 中的方法進行測定[16]。大腸桿菌的測定依據GB 4789.3—2016中的方法進行測定[17]。

1.3.6 不同滅菌處理抹茶拿鐵飲料感官品質分析 分別于0 d、3 d、7 d、14 d、21 d 和30 d 對不同處理后的抹茶拿鐵飲料進行感官分析，分析方法見1.3.3。

1.4 數據處理

使用Excel 2016 軟件、SPSS 26.0 統計分析軟件對相關數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同防腐劑對抹茶拿鐵飲料的抑菌效果

抹茶拿鐵飲料添加不同防腐劑的濃度為100mg/L，于37 ℃環境條件下放置2 d 后檢測樣品中菌落總數和抑菌率，結果見表3。

表3 添加不同防腐劑后樣品中的菌落總數Table 3 Total number of bacterial colonies in the sample after adding different preservatives

由表3 可知，添加不同防腐劑后，各處理菌落總數差異顯著（P ＜0.05），其中添加DMDC 抹茶拿鐵飲料中的菌落總數最少；為1.1×104CFU/mL。其次是添加山梨酸鉀和ε-聚賴氨酸鹽酸鹽，菌落總數分別為2.3×104CFU/mL 和2.9×104CFU/mL；添加溶菌酶和乳酸鏈球菌素，菌落總數分別為4.7×104CFU/mL 和5.4×104CFU/mL。抑菌率分析可知，添加DMDC 抑菌率達81%，對抹茶拿鐵飲料的抑菌效果最佳。添加不同防腐劑，抑菌率分別是DMDC ＞山梨酸鉀＞ε-聚賴氨酸鹽酸鹽＞溶菌酶＞乳酸鏈球菌素。添加乳酸鏈球菌素的抑菌效果最差，抑菌率僅6.9%。

2.2 不同防腐劑對抹茶拿鐵飲料感官品質影響

抹茶拿鐵飲料添加濃度為100 mg/L 不同防腐劑懸濁液，于37 ℃環境條件下放置2 d后進行感官品質分析，結果見表4。

表4 添加不同防腐劑抹茶拿鐵飲料感官品質Table 4 Sensory quality of matcha latte beverage with different preservatives

由表4 可知，添加不同防腐劑后，各樣品感官品質發生不同程度的變化，其中添加DMDC 的抹茶拿鐵飲料保存2 d 后依然保持產品原有的色澤、風味等品質特點，且對產品的風味影響最小，感官評分最高為95.3。其次是添加山梨酸鉀和ε-聚賴氨酸鹽酸鹽，分別為73.2 和65.5；添加溶菌酶、乳酸鏈球菌素和不添加防腐劑的空白處理均為60 以下。感官分析可知，添加DMDC的抹茶拿鐵飲料感官品質正常，而添加其他類型防腐劑的抹茶拿鐵飲料均發生不同程度的變質，添加乳酸鏈球菌素的感官品質最差。

2.3 不同滅菌處理對抹茶拿鐵飲料菌落總數的抑菌效果

抹茶拿鐵飲料經過DMDC 和熱滅菌處理后，于4℃環境條件儲藏，儲藏過程中菌落總數變化情況，見圖1。

圖1 不同處理對菌落總數的抑制效果Fig.1 Inhibition effect of different treatments on total bacterial count

由圖1 可知，DMDC處理和熱滅菌均能顯著降低抹茶拿鐵飲料的初始細菌總量（P＜0.05），分別降低27.10%和71.26%。在貯藏30 d 期間，對照組菌落總數顯著增加（P ＜0.05），21 d 內菌落總數從4.28 lg（CFU/mL）增加到7.51lg（CFU/mL）。在30d 的貯存期內，DMDC 處理組菌落總數雖然增長緩慢，但始終低于51g（CFU/mL），說明DMDC 處理后的抹茶拿鐵飲料中微生物的生長得到了有效抑制。同時在貯存期間，熱滅菌處理的抹茶拿鐵飲料中菌落總數顯著低于DMDC處理（P＜0.05），說明熱滅菌處理對抹茶拿鐵飲料的滅菌效果比DMDC處理更好。

2.4 不同滅菌處理對抹茶拿鐵飲料霉菌和酵母總數的抑菌效果

抹茶拿鐵飲料經過DMDC 與熱殺菌處理后于4 ℃環境條件儲藏過程中霉菌和酵母總數的變化情況，見圖2。

圖2 不同處理對霉菌和酵母總數的抑制效果Fig.2 Inhibition effect of different treatments on the total number of molds and yeast

由圖2 可知，DMDC處理和熱滅菌均能顯著降低抹茶拿鐵飲料中霉菌和酵母菌的總數（P ＜0.05），處理后的抹茶拿鐵飲料中霉菌和酵母的總數幾乎為0。在30 d的貯藏期內，對照組霉菌和酵母菌總數顯著增加。DMDC 處理組霉菌和酵母總數無顯著變化，說明DMDC 處理可有效抑制抹茶拿鐵飲料中霉菌和酵母菌的生長，始終低于51g（CFU/mL）。與本實驗結果相似，程銀琪等[18]也發現，在桑葚汁中加入250 mg/L 的DMDC，桑葚汁中的細菌總數、霉菌總數和酵母菌總數均顯著降低，且在4℃下保存1 個月后沒有明顯上升趨勢，始終低于51g（CFU/mL）。在30 d 貯藏期間，熱滅菌處理組霉菌和酵母菌總數7 d 降為0 lg（CFU/mL）后緩慢增加，但始終低于DMDC 處理組。

2.5 不同滅菌處理對抹茶拿鐵飲料大腸桿菌的抑菌效果

抹茶拿鐵飲料經過DMDC 與熱殺菌處理后，于4 ℃環境條件儲藏過程中大腸桿菌總數的變化情況，見圖3。

由圖3 可知，經過DMDC 處理與熱滅菌處理后均能顯著降低抹茶拿鐵飲料中的大腸桿菌總數（P＜0.05），在4 ℃冷藏條件下，大腸桿菌總數整體呈下降趨勢。在儲藏期30 d 內，對照組與熱滅菌組中的大腸桿菌總數在3d 內先緩慢上升后逐漸下降。而經DMDC 處理的抹茶拿鐵飲料中的大腸桿菌總數持續下降，30 d 內大腸桿菌總數從2.02 lg（CFU/mL）下降到0.70 lg（CFU/mL）。可見，DMDC 處理對大腸桿菌有明顯的抑制作用。

2.6 不同滅菌處理對抹茶拿鐵飲料感官品質影響

分別于儲藏0 d、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d 對不同殺菌處理的抹茶拿鐵飲料進行感官審評，結果見表5至表7。

表5 DMDC 處理感官品質Table 5 Sensory quality of DMDC treatment

表6 HK 處理感官品質Table 6 Sensory quality of HK treatment

表7 CK 處理感官品質Table 7 Sensory quality of CK treatment

結果表明，DMDC殺菌處理后于4℃冷藏30 d期間，抹茶拿鐵飲料的感官品質無明顯變化。經感官審評可知，熱滅菌處理對抹茶拿鐵飲料抑菌效果優于DMDC處理。茶飲料營養豐富，通常采用熱滅菌，但熱滅菌會在一定程度上破壞茶多酚等有效成分，對產品的包裝和加工也有較高的要求[19]。經熱滅菌處理的抹茶拿鐵飲料在色澤和風味、口感等方面相較于DMDC 處理得分較低，可能與飲料中部分成分受熱分解有關，需進一步研究。且在空白對照中抹茶拿鐵飲料貯藏14d后的口感和風味明顯變化，開始出現變質現象。

3 結論與討論

根據GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》中對液體飲料微生物限量的要求，飲料中腐敗微生物含量保持在51g（CFU/mL）以下時，不會對飲料的營養風味和人體安全產生明顯影響，一致認為是可接受的水平。因此，在飲料貯藏期間，其微生物數量超過51g（CFU/mL）時，可認為該飲料已經達不到微生物貨架期要求[20]。本試驗中DMDC 處理能顯著減少并抑制抹茶拿鐵飲料中的細菌、霉菌和酵母菌、大腸桿菌生長量，使其在30 d內均保持在51g（CFU/mL）以下。從而將抹茶拿鐵飲料的低溫保存期限延長至30 d，可作為抹茶拿鐵飲料的短期保存方法。與熱殺菌相比，DMDC處理更有利于減少抹茶拿鐵的顏色變化，改善抹茶拿鐵的風味和口感，這可能與熱殺菌后抹茶拿鐵中酚類、VC等部分活性成分的流失有關，而DMDC處理則可以保留大部分抹茶中的活性成分，使風味更加豐富。

與傳統熱滅菌技術相比，經初步篩選的最佳防腐劑DMDC 具有高效、無殘留、不會影響飲料的新鮮度和營養品質等特點。它作為一種安全有效的防腐劑，對設備要求低，成本低，操作簡單安全，滅菌效果好，已成為非熱滅菌技術研究的熱點[21]。但在實際應用中還存在許多問題，首先，DMDC 對果汁飲料中各種污染細菌的殺菌效果存在顯著差異。本試驗表明，它在抹茶拿鐵飲料中具有良好的殺菌效果，有效延長了抹茶拿鐵飲料的保鮮期。但在某些飲料中，乳酸菌對DMDC 的耐受性較強，因此，單獨使用DMDC 殺菌效果往往不理想，這極大地限制了DMDC的應用。如何提高DMDC的殺菌效果，使其在國家食品添加劑要求的范圍內殺滅被污染的細菌，還有待研究。其次，DMDC與其他滅菌技術的協同效應可以有效增強DMDC的滅菌效果。然而，DMDC與其他滅菌技術協同滅菌的研究相對較少，在實際生產中的應用也不成熟，需要進一步的研究和開發。擴大DMDC 的適用性，為其他受熱影響較大的飲料提供更多的滅菌方法，從而延長產品的保質期。

綜上所述，DMDC處理對抹茶拿鐵飲料具有良好的殺菌和抑菌效果，有效延長了抹茶拿鐵飲料在低溫環境下的保存期，與熱殺菌相比，能更好地保持抹茶拿鐵飲料的品質。它具有短期保存抹茶拿鐵飲料的巨大潛力。為了在實際生產中更好的應用，未來應研究DMDC與其他滅菌方法的結合，以達到更好的滅菌抑菌效果，從而提高產品的安全性。