食品科学工程毕业论文(3)

河南科技大学本科生毕业论文

理条件下，nisin对枯草杆菌等革兰氏阳性菌的抑菌效果最好。 1.2.3 纳他霉素简介

纳他霉素是由纳塔尔链霉菌等微生物产生的，是能有效抑制和杀死霉菌、酵母菌和丝状真菌的天然生物防腐剂。纳他霉素可有效地降低真菌对食品的污染及真菌毒素对人类的危害。与其他抗菌成分相比，纳他霉素对哺乳动物细胞的毒性极低，可以广泛应用于由真菌引起的疾病。另外，纳他霉素的溶解度低，可用于对食品表面的处理，延长食品的保质期，却不影响食品的风味和口感。目前纳他霉素已作为一种天然的食品生物防腐剂，被许多国家广泛应用于乳制品、肉制品、果制品和粮食等的生产和保藏过程中。

李东、杜连祥[10]等通过研究表明，作为天然、高效、低毒、实用型防霉剂———纳他霉素已广泛用于食品、饮料、水果、肉制品中。孙启华、崔树玉[11]等研究采用琼脂稀释法和试管稀释法分别对纳他霉素的防腐抑菌效果进行的研究结果表明,纳他霉素对所试黄曲霉菌、青霉菌和酵母菌具有较强的抑制作用。研究发现,应用琼脂稀释法测定的纳他霉素对大多数真菌的最低抑菌浓度1.25 ～5. 0mg/L,试管稀释法测定的最低抑菌浓度为0. 62 ～1. 25 mg/L。结果提示,在食品生产中应用纳他霉素作为防腐剂时,应控制流质食品和非流质食品的使用剂量,流体食品的使用剂量应不低于1. 25 mg/L,非流质食品应不低于5. 0 mg/kg。研究结果证明,不同接种菌量和培养时间对纳他霉素抑菌效果存在影响,提示纳他霉素防腐效果随污染菌量的增加而降低;对食品的防腐效果随时间延长而降低。故在选择纳他霉素防腐剂量时应考虑被防腐食品的原料污染状况、产品性质、加工工艺、消毒除菌、储存条件、保质时间和产品包装等因素的影响,合理使用纳他霉素,达到最佳防腐效果和最经济的使用浓度,尽可能延长食品的保质期。

1.3可食性抗菌膜

1.3.1可食性抗菌膜

抗菌性食品保鲜膜是指在保鲜膜中添加抗菌剂，通过抗菌剂的缓释和光催化等作用达到抗菌、保鲜目的的一种功能薄膜[12]。可食性抗菌膜具有以下特点：(1)明显的阻水性，可延缓食品中水和油及其它成分的迁移和扩散；(2)可选择的透气性和抗渗透能力，阻止食品中风味物质的挥发；(3)较好的物理机械性能，可提高食品表面机械强度使其易于加工处理；(4)可以作为食品色、香、味、营养强化和抗氧化物质等的载体；(5)可与被包装食品一起食用，并且有较好的抑菌作用，对食品和环境无污染，因而在食品工业方面具有广阔的应用前景。近年来，在西欧

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第1章 文献综述

发达国家，过去风行一时的塑料食品包装袋已逐渐被淘汰，被新型的纸质包装袋和可食性包装袋所代替。美国已有50％的传统塑料食品包装袋由新型纸质食品包装代替。同时，美国新泽西州的全国淀粉及化学公司的科研人员正利用玉米为原料研制一种新型食品包装材料。世界食品出口大国意大利已明确宣布完全禁止使用塑料食品包装袋包装食品；英国从1991年开始使用一种可食用、薄而透明的薄膜保鲜果蔬；德国、瑞士、澳大利亚等国正逐渐淘汰塑料食品包装袋[13]；我国也在“九五”期间实施了“绿色包装”工程，即通过控制包装行业的投资方向，逐步发展易挥发、可再利用的包装材料。目前，国内外可食性包装膜的研究进展迅速。

抗菌性食品保鲜膜是在成膜材料中加入天然抗菌剂，膜中抗菌剂缓慢释放，在较长的时间内逐渐作用于食品，从而持久的抑制或防止微生物的生长[14]。可食性抗菌膜主要有4种形式:

1、将抑菌性物质直接添加到成膜材料中，制成抗菌膜； 2、通过特殊处理使抗菌性物质附着在膜表面；

3、通过化学键的形式将抗菌性物质与成膜物质固定在一起； 4、选择天然具有抗菌性的成膜材料，如壳聚糖等 1.3.2可食性抗菌膜的抗菌机理

可食性抗菌膜应用于食品时主要有两种方式，一是食品与可食性抗菌膜直接接触，这通常是指直接用于浸渍或喷涂食品的膜液，添加到成膜溶液中的抗菌剂一般是非挥发性的，抗菌剂通过在膜材料与食品之间的扩散而不断进入食品中，起到持久的抑菌作用；二是食品与可食性抗菌膜之间存在缝隙，这主要是指经过制膜工艺制备的独立的膜，混入膜材料中的抗菌剂具有挥发性并且耐热性比较好，在这种方式下，抗菌剂主要通过在缝隙、膜材料和食品中的蒸发和迁移达到平衡分布，在食品外部形成一个抑菌的环境[15]。

可食性抗菌膜主要通过直接抗菌或间接抗菌两种途径实现其对食品的保鲜功能。直接抗菌是将某些具有抗菌功能的物质直接添加在载体内制成薄膜，这类薄膜会不断地向与其接触的食品表面释放抗菌物质而实现对食品的防腐；间接抗菌是在载体中添加一些能够调节包装内微环境的物质或利用包装膜的选择透过性来调节包装内微环境而不利于微生物生长和繁殖，从而实现抗菌目的[16]。直接抗菌常用的抗菌剂包括食品防腐剂、抗生素和溶菌酶等，这类抗菌包装膜研究和使用较为广泛；间接抗菌则常通过调节包装内气体组成和湿度等实现其抗菌功能。

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1.4本课题的研究目的、意义和内容

随着社会的发展，对环境的保护也使人们更加关注食品安全，而食品包装材料的使用是一个重要的方面。关注食品安全从食品包装开始。降低食品包转的成本，能重复使用，减少污染，可持续发展，成为21世纪我们必须面对的重要课题。

在我们生活的环境中，塑料造成的白色污染到处可见，我们城市将会被塑料等包装废弃物所包围。所以，面对这严峻的事实，我们应尽量在设训食品包装时，解决好产品和包装的合理定位，尽量采用高性能包装材料和高新包装技术，在保证商品质量的同时，尽量减少包装用料和提高重复使用率，降低综合包装成本，注重生态环境保护，使产品包装与人及环境建立一种共生的和谐关系，不断开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料，把包装对生态环境的破坏降低到最低的程度。在大力推广绿色食品即无污染、安全、优质、营养类食品的同时，绿色包装的新概念也不断地被人们所重视，它是指有利于人类生存环境的包装，有利于环境保护和资源保护的包装。研究和开发绿色包装是社会发展的必然趋势，也是未来包装市场的竞争热点。绿色包装的技术系统，应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题，研究和寻找理想的绿色包装技术，对不同的商品要开发研究相应的绿色包装制品和方法。

采用生物可降解食品包转材料是解决包装材料的环境污染问题的一个行之有效的方法。乳清蛋白是由干酪生产过程中所产生的副产品乳清，并经过特殊工艺浓缩精制而成，具有很高的营养价值、生物利用价值，并且具有良好的营养特性以及成膜的能力，经过处理可以形成透明、柔软、有弹性、不溶于水的薄膜，而且这种膜在较低的湿度下具有优良的对氧气、芳香物质和油脂的阻隔性。本研究旨在以乳清蛋白和天然抑菌剂为原料，分析比较了不同抑菌剂的不同水平和不同组合对乳清蛋白复合抗菌膜抑菌效果的影响；以抑菌圈的大小为测量指标，确定复合抗菌膜的天然抑菌剂的最佳加入量，开发集防腐抑菌、保健等功能为一体的复合抗菌膜。

本文主要的研究内容有：⑴三种乳清蛋白复合抑菌膜的制备⑵ nisin、聚赖氨酸、丁香精油最小抑菌浓度的测定⑶测定复合抑菌膜的抑菌效果，通过单因素和人正交试验确定不同抑菌剂的最佳加入量。

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第2章 三种天然抑菌剂最小抑菌浓度的测定

第2章 三种天然抑菌剂最小抑菌浓度的测定

2.1 材料与设备

材料

丁香精油（主要成分丁香酚，上海生物化学有限公司）、Nisin（106IU，洛阳市华健生物工程有限公司）、纳他霉素（浙江银象生物工程有限公司）：以上均为分析纯。 菌种：

细菌：枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis；金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus；大肠杆菌Escherichia coli；沙门氏菌Salmonella；

霉菌：黑曲霉Aspergillus niger； 绿色木霉Trichoderma viride 酵母：粘红酵母Rhodotorula glutinis 以上菌种均由本院微生物教研室提供 培养基：

营养肉汤琼脂培养基（北京奥博星生物技术有限公司，批号：20080712）； 马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA) （北京奥博星生物技术有限公司，批号：20081006）；

麦芽汁琼脂培养基（广东环凯微生物科技有限公司，批号：20080912）； MRS琼脂培养基（北京奥博星生物技术有限公司，批号：20080816） 仪器和设备

JJ-1型电动搅拌器：金坛市正基仪器有限公司；202型电热恒温干燥箱：北京市永光明医疗仪器厂；精密电子天平：北京赛多利斯天平有限公司；HH-S恒温水浴锅：金坛市亿通电子有限公司；移液枪：上海荣泰生化工程有限公司；YSQ. SGH. 280型手提式压力蒸汽灭菌锅：上海华线医用核子仪器有限公司；SW-CJ-1F型单人双面净化工作台：苏州净化设备有限公司；自制有机玻璃皿；烧杯；纱布；滤纸；玻璃棒；涂布棒；接种环；酒精灯；玻璃试管；玻璃培养皿；三角瓶

2.2 实验方法

2.2.1NISIN效价的测定

混合培养法：首先配制浓度为250IU/ml、500IU/ml、1000IU/ml、2000IU/ml、4000IU/ml的nisin溶液备用，然后分别取溶液1mL分别注入无菌培养皿中与倒入的9 mL培养基混合均匀，得nisin浓度分别为25IU/ml、50IU/ml、100IU/ml、200IU/ml、400IU/ml的培养基；等其凝固后，将菌悬液均匀涂抹于培养基表面。

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适温适时培养，观察结果，以完全没有菌生长的最低浓度为nisin的最低抑菌浓度(MIC)，并且用无菌水与培养基混合做对照。 2.2.2丁香精油最低抑菌浓度(MIC)的测定

不同浓度(V/V) 挥发油的制备[17]，取丁香精油2ml，加1ml吐温-80 溶解，加无菌水至10 ml，得浓度为2ml/10ml，再用无菌水稀释，得浓度分别为15%，10%，5%，2.5%，1.25%备用。然后将各稀释液1mL分别注入无菌培养皿中与倒入的9 mL培养基混合均匀，得浓度分别为1.5%，1.0%，0.25%，0.5%，0.25%，0.125%；等其凝固后，将菌悬液均匀涂抹于培养基表面。适温适时培养，观察结果，以完全没有菌生长的最低浓度为丁香油的最低抑菌浓度(MIC)。同时用无菌水和10%吐温-80作对照。

2.2.3纳他霉素最低抑菌浓度(MIC)的测定

将各种供试菌种用无菌生理盐水制成1011 ~1012 cfu/ L 均匀的菌(孢子)悬液。纳他霉素用蒸馏水制备成不同浓度的悬浮液后分别与细菌和霉菌培养基混合，形成浓度梯度平板，将菌种接种其上，霉菌和酵母放于28℃的培养箱中培养，细菌放在37℃的培养箱中培养，观察结果，并设立空白对照组。

2.3 结果与分析

2.3.1 NISIN效价

表2-1 Nisin对不同菌种效价

Tab. 2-1 The minimal inhibiting concentration of the Nisin

供试菌种Pathogenic fungi

浓度

枯草芽孢杆菌

(IU/ml)

菌

菌

大肠杆

金黄色葡萄球

沙门氏菌

粘红酵母菌

黑曲霉

绿色木霉

400 200 100 50 25 CK1 – – + ++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ – – + ++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ 注：以上数据均为3 次试验重复。“CK1”为无菌水， “-” 表示无菌生长，“+” 表示菌体生长弱，“+ + ”表示菌体生长较强，“+ + +”表示生长很强。

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