1、食品组分与芽孢耐热性

 

食品罐内杀菌热加工概念已有很长的历史大致始于1920年，随后将近一个世纪的发展。主要围绕长时间的高温热处理杀灭导致腐败和危害健康的微生物以期延长产品的货架期。而对于食品的要求已经超出了对于安全性和货架期的要求，更追求感官舒适性，高质量，营养健康以及方便性。因此杀菌工艺的趋势在于保证安全性的同时最小程度的减小对食品组分的破坏。

 

经过众多科学研究发现，不同的食品组分对于微生物的耐热性有着不同的影响。悬浮液的pH，缓冲剂，NaCl和阳离子等都会影响细菌或芽孢的耐热性，但是研究的结论却不尽相同。如IciekJ利用数学模型研究表明在降低pH以及在有少量盐存在的情况下，能提高芽孢的激活和坏;PeriagoPM得到了类似的结论，且pH与NaCl对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的D值都有显著性的作用；而GulinC等人研究酸土环酯芽孢杆菌芽孢在苹果汁中不同pH，不同固形物浓度下的耐热性时发现酸土环酯芽孢杆菌芽孢耐热性几乎没有影响。BriggA等人又发现，NaCI浓度从2%增加到8%时能降低嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的耐热性却对枯草芽孢杆菌芽孢没有影响101。LopezM认为0.06%的NaCI就能有效降低芽孢耐热性，而且在各种缓冲液中，只有磷酸盐缓冲液浓度增大，D值增大，其他缓冲液几乎没有影响。在有机物中，通常情况下我们认为蛋白质(如血清白蛋白)和碳水化合物(如蔗糖)对孢子耐热性有促进作用。

 

2、食品添加剂对芽孢耐热性的影响

 

加热基质中如果有杀菌剂或抑制剂存在时会降低芽孢耐热性。早在上世纪四十年代有人提出来少量的杀菌剂可提高在低温下的杀菌效应。Pederson提出22ppm的二氧化硫可以使果汁巴氏杀菌的温度降低5.5。MichenerHD研究了650种物质对梭状芽孢杆菌芽孢P.A3679耐热性的影响,除抗氧化剂之外，影响较大的物质有氧化乙烯，环氧二丁烷，过氧化氢，甲醛，胍十二烷，溴化物，溴化物和蒜油等。而研究发现枯草菌素(subilin)的浓度在0.002-0.02ppm,乳酸链球菌素(Nisin)的浓度在0.004-0.04ppm时，P.A3679耐热性表现的非常敏感。LewisJC也考察了67种抗菌素，却发现绝大多数并没有显著效果，而乳酸链球菌素和枯草菌素却有比较好的效果，能降低P.A3679的D值50%左右。关于抑菌剂对芽孢耐热性的影响机理方面的探索，报道的比较少且深度也比较浅。

 

MichenerHD]研究发现经过热处理的梭状芽孢杆菌芽孢比未经过热处理的芽孢对枯草菌素更为敏感，并推断枯草菌素可能粘附在芽孢表面，在后复活培养萌芽后会抑制微生物的生长，而受热处理后的芽孢更加容易萌芽，因此更容易受枯草菌素的影响。而对于Nisin降低嗜热脂肪芽孢杆菌的作用机理的探索过程中，LeonL利用胰岛素和Nisin的作用指出Nisin事实上也是影响芽孢后复活培养时的萌芽。而对于抑菌剂对芽孢耐热性的影响现阶段主要有三个截然不同的观点:1.后期复活时阻止和延长腐败菌的生长。2.杀死微生物细胞或芽孢。3.对热处理时起到协同作用，降低耐热性。

 

MaisnierS在牛奶中加入Nisin,研究Nisin与适度的加热对李斯特菌的办同破坏作用，加入Nisin后能大大提高对李斯特菌的破坏作用，例如不加入Nisin时，在54 下降低103需要77min,加入25IU/mL的Nisin后，只需要16min。然而NaimF却发现单独作用时Nisin即使浓度达到750IU/mL，对产芽孢梭状芽孢杆菌耐热性并无明显影响。而在pH3.5,Nisin浓度2000IU/mL,90时却对产芽孢梭状芽孢杆菌耐热性有显著的协同降低作用，D90从19.6min下降到1.17min。

 

山梨酸钾是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂，广泛应用于食品、饮料、化妆品等行业，能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味。其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的5-10倍。

 

关于山梨酸钾对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢耐热性的研究还比较少，MariaF和Cerruttip分别研究了低水分活度,低pH下时，山梨酸钾对Z.bili和Saccharomycescerevisiae的耐热性有着良好的降低作用。乳化剂是能改善(减小)乳化体中各种构成相之间的表面张力，形成均匀分散体或乳化体的物质，是-类具有亲水基和疏水基的表面活性剂，在食品中有着广泛的应用。乳化剂有一定的抑菌作用，常以表面涂层的方法用于食品和水果抑菌保鲜。具有抗菌作用的蔗糖酯对微生物具有广泛的抑制作用，一般而言，对革兰氏阳性菌，特别是孢子形成菌的抑制作用大于革兰氏阴性菌，其作用机制主要是抑菌而非杀菌。