乳酸菌在水产品保鲜的应用现状及发展趋势.pdf

一 = = J 9D 2 0 1 1年 8月 第 3 2卷第 8期 食品研究鸟羿发 F o o d R e s e a r c h A n d D e v e l o p m e n t 专题论述 乳酸菌在水产品保鲜的应用现状及发展趋势 张咏梅 ， 张家国 ( 山东商业职业技术学院， 山东 济南 2 5 0 1 0 3 ； 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室， 山东 济南 2 5 0 1 0 3 ) 摘要： 微加工水产品的消费需求 日益增加， 其微生物安全性不容忽视。乳酸菌可以对这类水产品进行有效的保鲜， 其中肉杆菌和肠球菌属乳酸菌在水产品保鲜上最有应用前景。使用乳酸菌保护性培养比使用乳酸菌素提取物更适 宜于水产品保鲜。 关键词 ： 乳酸 菌； 水产品； 保护性培养 ； 生物保 鲜； 李斯特 菌 Cu r r e nt Ap p l i c at i o ns a n d Fut ur e Tr e nd s o f ac t & Ac i d Ba c t e r i a f o r t h e Bi o pr e s e r v a t i o n o f Aq ua t i c Foo ds ZHANG Yo n g me i ZHANG J i a g u o ( S h a n d o n g I n s t i t u t e o f C o mme r c e& T e c h n o l o g y ， J i n a n 2 5 0 1 0 3 S h a n d o n g ，C h i n a ； S h a n d o n g P r o v i n c e Ke y L a b o r a t o r y o f S t o r a g e a n d T r a n s p o r t a t i o n T e c h n o l o g y o f Ag r i c u l t u r a l P r o d u c t s ， J i n a n 2 5 0 1 0 3， S h a n d o n g ， C h i n a) Ab s t r a e t ： r f h e mi c r o b i o l o g i c a l s a f e t y s h o ul d b e c o n c e r n e d wi t h i n t h e c o n t e x t o f i n c r e a s i n g de ma n d f o r mi n i ma l l y p r o c e s s e d a qu a t i c f o o d s S o me La c t i c ac i d b a c t e r i a h a v e b e e n t e s t e d e f f i c i e n t p r e s e r v a t i o n o n s e a f o o d， a mo n g whi c h， t h e g e n e r a Ca r n o b a c t e r i u m a n d En t e r o c o c c us ma y p l a y a n i mp o r t a n t r o l e i n t h e p r e s e r v a t i o n o f a q u a t i c f o o d s q u a l i t y T h e u s e o f p r o t e c t i v e c u l t u r e s o f La c t i c ac i d b a c t e r i a c o u l d b e mo r e e ffic i e n t t h a n u s i n g t h e i s o l a t e d b a c t e r i o c i n i n c a s e o f b i o p r e s e r v a t i o n o f a q u a t i c f o o d s Ke y wo r ds ：L a c t i c a c i d b a c t e r i a；a qu a t i c f o o d s ；p r o t e c t i v e c u l t u r e s ；b i o p r e s e r v a t i o n；l i s t e r i a 鲜度是反映水产品质量的一个重要指标， 如何有 效地延长水产品的保鲜期是提高水产品效益的关键技 术。 随着人们对生鱼片、 新鲜贝类这些微加工水产品需 求的日益增加 ， 水产品的保鲜成为一个重要研究课题。 目前 ， 仅依靠低温保鲜对冷链有严格的要求 ， 对于贵重 水产 品而言 ， 稍有 闪失 可能会 导致严重的经济损失 。 传 统的化学保鲜 、 辐照保鲜存在一定的安全隐患， 气调保 鲜因增加成本而使使用受到限制。 近年来， 微生物保鲜 剂由于其高效性和低成本成为被关注的保鲜技术。乳 酸菌传统上主要应用于乳制品和果蔬的保鲜，应用于 水产品保鲜只是在近几年进行了研究 ，成为水产保鲜 研究 的一个热点 。 1 水产 品中的主要有 害微生物分析 新鲜 的水产 品中主要有害微生物 是弧菌属 ( v i b r i o s p p ) 菌类 ， 例如致病的霍乱弧菌。这类菌不能耐受高 基金项 目： 山东省海洋水产研究所泰 山学者资助项 目 作者简介 ： 张咏梅 ( 1 9 7 5 一 ) ， 女 ( 汉 ) ， 讲师 ， 博士 ， 研究方 向： 应用微生 物技术 。 温， 通过巴氏灭菌可以灭活【 l 1 。 储存的鲜食水产品中， 例 如生鱼片，主要有害微生物是单核李斯特菌( L i s t e r i a m o n o c y t o g e n e s ) ， 蜡样芽胞杆菌( B aci l l u s c e r e us) ， 产气 荚膜梭菌 ( C l o s t r i d i u m p e rf r i n g e n s ) ，金黄色葡萄球菌 ( S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s ) ， 嗜冷假单胞菌属( p s y c h r o t r o p h i c P s e u d o m o h a s s p p ) 。也有相关报道发现 了环 丝菌属 ( B r o c h o t h r i x s p p ) ， 气单胞菌属( A e r o m o n a s s p p ) 以及 弧菌属( V i b r i o s p p ) 微生物2 1 。冷冻食品处于高温环境 时， 大肠菌群( 革兰氏阴性菌) 繁殖速度远远快于李斯 特菌。 由于在李斯特菌大量繁殖前 ， 食物已经被大肠菌 群腐败不可食用，所 以在冷冻食品中没有过多关于李 斯特菌的报道 。 李斯特菌是嗜冷菌， 能够在低温储存条件下生长 繁殖 ，它在即食和鲜食水产品中被认为是主要的有害 微生物。李斯特菌能致人患李斯特氏菌病， 导致发烧、 脑膜炎和脑炎。李斯特菌在0一 4 5的范围都能生 长， 特别是在5 以上时生长迅速。李斯特菌是耐渗透 压微生物 ， 能耐受冷冻温度， 在冰箱 、 低水活度下都能 存活，而其竞争性微生物在这些恶劣环境下一般都不 专题 论述 张咏梅 ， 等： 乳酸菌在水产品保鲜的应用现状及发展趋势 能生长。 因此 ， 李斯特菌是危害食品安全的高危险有害 菌 。 并且已经导致了全球若干例食物中毒死亡。 有些国 家对李斯特菌的标准是零容忍度，即在2 5 g 食物样品 中不得检出该微生物。 因此 ， 在研究乳酸菌的保鲜效果 时 ，以抑制 李斯 特菌 的生 长为 检测 指标 更 具有 研 究 意 义 。 2乳酸菌进行水产保 鲜的机理 乳酸菌产生抗菌性代谢产物或者抗菌素( 乳酸菌 素 ， 英文名n i s i n ) 阻止腐败菌生长 ， 防止食品变质。 乳酸 菌的代谢产物如乳酸 、 双乙酰、 脂肪酸 、 二氧化碳、 过酸 化物和n i s i n 等都有一定的抑菌作用。 乳酸菌代谢产生的乳酸可降低食物的p H， 也可以 限制许多有害微生物的增长。 另外， 未解离的乳酸渗透 人细胞膜 ， 降低了胞内的p H。乳酸还能干扰一些代谢 途径 ，例如氧化磷 酸化。二 氧化碳 能降低细胞 内外 的 【 ) H， 并与细胞膜发 生反应 。双 乙酰能与精 氨酸结合 蛋 白发生 反应 。 过氧化物能氧化膜磷脂和细胞蛋 白。 乳 酸 菌素n i s i n ， 是一类蛋 白质复合物 ， 具有抗生素的作用 ， 可以抑 制同源 的或异 源的微 生物生 长。 在水产保鲜时， 将乳酸菌进行保护性培养 ， 可以 与潜在病原菌及腐败菌产生竞争 ，达到抑制有害微生 物繁殖的效果。保护性培养与传统的发酵培养目的不 同， 培养过程要尽量减少对食品感官特性的改变。 保护 性培养保鲜水产品的原理类似于人类体表粘液中乳酸 菌群 的作用。 3 可用 于水产 品保鲜 的乳酸菌 乳酸菌是 基于形态 学 、 代谢 特征和 生理特征 定 义 的一类微生物。乳酸菌是发酵糖类主要产物为乳酸的 一 类无芽孢 、 革兰氏染色阳性细菌的总称。 在过去的几 十年里 ， 发现的乳酸菌分布于 l 8 个属 ， 共有2 0 0 多种 。 用 于食品加T的乳酸菌主要有乳酸杆菌 、 明串珠菌属 、 小 球菌属、 双歧杆菌属、 链球菌属 、 气球菌属、 肉品杆菌 、 肠球菌属 、 酒球菌属 、 漫游球菌属 。这些种类属 于细菌 界， 有厚壁菌门、 类杆菌和气球菌科 、 肉杆菌科 、 肠球菌 科 、 乳杆 菌科 和明串珠 菌科 以及链球菌科 。 在产生乳酸菌素的菌种中， 两类从鱼身上分离出 来 的乳 酸 菌 ， 肉杆 菌 ( C a r n o b a c t e r i u m s p p ) 和 肠 球 菌 ( E n t e r o c o c e u s s p p ) ， 可能会在水产品的保鲜中起到重 要的作用。 肉杆 菌是 根据 D N A同源性 和 生理 特性 分析 新 定 义的菌属 ，包括异性乳 酸发酵菌和产 乳酸 的乳 酸杆 菌 两个属的乳酸菌， 并将其更名为肉杆菌属。 肉杆菌属革 1 91- - 兰式阳性 ， 无孢子 ， 短： 忏， 经常成对或短链排列 。肉杆 菌属乳酸菌主要从肉制品中、 水产品中分离出来。 最近 一 株能产乳酸菌素的肉杆菌 ( C m a ! t a r o m a t i e u m) C B 1 被F D A 批准可用于热狗这类即食食品的防腐 5 。 4 乳酸菌在水产保鲜 中的应用 大量实验表明， 有些乳酸菌能明显抑制李斯特单 核 菌 的生 长 _6 _ 。这 些乳 酸 菌有 ： 从 蛙 鱼肠 中分 离 的c d i v e r g e n s V 4 1 ， ， 从鳟 鱼肠 中分离 的e p i s c i c o l a V1 ， 从 挪威传统的冷熏蛙鱼中分离的C p i s c i c o l a S F 6 6 8 r 1等。 采用乳酸菌保护性培养保鲜效果会受环境N a C 1 浓度 、 温度和细胞浓度的影响。采用产 n i s i n 的乳酸菌 L 1 a c t i s s s p 1 a c t i s A T C C 1 1 4 5 4 进行保护性培养保鲜， 当 N a C I 的浓 度达 g lJ 4时 ， 乳酸 菌繁殖 I l n i s i n 生 成都 不会 受影响， 当N a C 1 浓度达到5时， 乳酸菌繁殖和n i s i n 生 成同时被抑制。N a C l i “ 以增加李斯特菌对乳酸菌的抗 性 。不过 ， 当环境 中盐 浓度增加 到i 0时 ， 乳酸菌素 的 稳定性 增加 ， 但 是乳酸 菌的生长会受 到抑制 9 1 。 另外， C d i v e r g e n s V 4 1 不仅能抑制李斯特菌， 对鱼 的内源性的肠道菌，乳酸菌和酵母也有轻微的抑制作 用【 O l 。 应用乳酸菌保护性培养保鲜水产品 ， 目前主要采 用 了浸泡法 J和喷洒法_ J 2 I 。 该技术 当前应用 的主要 障碍 是乳酸菌在水产品上的黏附性以及菌体与海鲜表面的 物质发生交 叉反应 。 乳酸菌素作为食品防腐剂在过去几年研究的 比 较多 ， 但是只使用n i s i n 行水产保鲜， 存在如下缺点 ： ( 1 ) 易扩散到水相， 降低保鲜效率 ； ( 2 ) 受p H、 盐度等环 境因素的影响较大； ( 3 ) 溶解度偏小； ( 4 ) 易被酶降解， 稳定性差。同时考虑到生产成本， 保鲜作用的长效性 ， 使用乳酸菌保护性培养比使用n i s i n 在水产保鲜上更具 有优势 。 5结论与展望 随着生活水平的提高， 消费者对于微加 工冷藏食 物 的需 求 在 显 著 增 长 ，然 而 由 于 肉毒 梭 菌 ( C 1 B o t u l i n u m) 及储存过程中耐低温菌李斯特菌等病原微 生物的污染， 这类食品的微生物安全也正受到关注。 考 虑到消费者的心理接受度和水产品的自身特点，使用 乳酸菌保护性培养进行保鲜是值得关注的保鲜技术。 参考 文献 ： f I He s s e h n a n D M， Mo t e s M L ， L e w i s J P E f f e c t s o f a c o m me r c i a l h e a t s h o c k p r o c e s s o n V i b r i o v u fi c u s i n t h e Am e r i c a n o y s t e r ， C r a s s o s t r e a = =j 9 2 张 咏梅， 等： 乳酸菌 在水产品 保鲜的 应用 现状及发展趋势 专题论述 V i r g in i c a , h a r v e s t e d f r o m t h e G u l f C o a s t册 J o u r n a l o f F o o d P r o t e c t i o n ， 1 9 9 9 ， 6 2( 1 1 ) ： 1 2 6 6 - 1 2 6 9 【 2 G o n z a l e z - R o d r i g u e z M N， S a n z J J ， S a n t o s J A， e t a 1 N u mb e r s a n d t y p e s o f mi c r o o r g a n i s ms i n v a c u u mp a c k e d c o l d - s mo k e d f r e s h wa t e r fi s h a t t h e r e t a i l l e v e l f J J I n t e r n a t i o n a l J o u rna l o f F o o d Mi c r o b i o l o g y ， 2 0 0 2 ， 7 7 ( 1 2 ) ： 1 6 1 - 1 6 8 【 3 J G o n z ale z C J ， E n c i n a s J P ， G a r c i a L o p e z M L ， e t a 1 C h a r a e t e r i s a t i o n a n d i d e n t i fi c a ti o n o f l a c t i c a c i d b a c t e r i a fr o m fr e s h w a t e r fi s h e s f J 】 F o o d Mi c r o b i o l o gy， 2 0 0 0 ， 1 7 ( 4 ) ： 3 8 3 3 9 1 4 A d i n d o S ， C a l o F r a n c o C ， e t a 1 S i n g l e n u c l e o t i d e p o l y mo r p h i s m a n a l y s i s o f t h e e n t e r o c i n P s t r u c t u r a l g e n e o f En t e r o c o c c u s f a e c i u m s t r a i n s i s o l a t e d f r o m n o n f e r me n t e d a n i ma I f o o d s J Mo l e c u l a r N u t ri t i o n a n d F o o d R e s e a r c h ， 2 0 0 6 ， 5 0 ( 1 2 ) ： 1 2 2 9 1 2 3 8 f 5 】 B u r d o c k G G R A S N o t i c e N o G R N 0 0 0 1 5 9 E B O L J Wa s h i n g t o n ： U S F DA ， 2 0 0 5 2 0 1 1 - 5 2 1 h t t p ： w w wf d a g o v f F o o d F o o d I n g r e d i e n t s P a c k a g i n g Ge n e r a l l y Re e o g ni z e d a s S a f e GRAS GRAS L i s t i n g s u c m 1 5 43 9 4 h t m 6 J L a u r s e n B G ， Ba y I C l e e n w e r c k I ， e t a 1 C a r n o b a c t e r i u m d i v e r g e n s a n d Ca r n o b a c t e r i u m ma h a r o ma t ic u m a s s p o i l e rs o r p r o t e c t i v e c u l t u r e s i nme a t a n ds e a f o o d ： p h e no t y p i e a n dg e n o t y p i ec h a r a c te r i z a t i o n ( J 】 S y s t e ma t i c A p p l i e d Mi c r o b i o l o gy， 2 0 0 5 ， 2 8 ( 2 ) ： 1 5 1 - 1 6 4 7 】 P i l e t M F ， D o u s s e t X ， B a R ， e t a 1 E v i d e n c e f o r t w o b a e t e r i o c i n s p r o d u c e d b y Ca r n o b a c t e r i u m pi s c i c o l a a n d Ca r n o b a c t e r i u m di v e r g e n s i s o l a t e d f r o m fi s h a n d a c t i v e a g a i n s t L i s t e r i a mo n o c y t o g e n e s J 】 J o u r n al o f F o o d P r o t e c t i o n ， 1 9 9 5 ， 5 8 ( 3 ) ： 2 5 6 2 6 2 8 L e r o i F ，J o f f r a u d J J ， C h e v a l i e r F ， e t a 1 S t u d y o f t h e m i c r o b i a l e c o l o gy o f c o l d s mo k e d s a l mo n d u ri n g s t o r a g e a t 8 J I n t e r n a t i o n a l J o u rna l o f F o o d Mi c r o b i o l o gy， 1 9 9 8 ， 3 9 ( 1 ) ： 1 l 1 - 1 2 1 9 】 H i m e l b l o o m B ， N i l s s o n L ， G r a m L F a c t o r s a ff e c t i n g p r o d u c t i o n o f a ll a n t i l i s t e r i a l b a c t e rio c i n b y C a r no b a c t e ri um p i s c i c o l a s t r a i n A9 b i n l a b o r a t o r y m e d i a a n d m o d e l fi s h s y s t e m s 【 J J o u r n a l o f A p p l i e d Mi c r o b i o l o g y ， 2 0 0 1 ， 9 1 ( 3 ) ： 5 0 6 - 5 1 3 1 O B r i l l e t P i l e t M P r e v o s t I e t a1 E f f e c t o f i n o c u l a t i o n o f C a mo b a e t e r i u m d i v e r g e n s V41 ， a b i o p r e s e rva t i v e s t r a i n a g a i n s t Li s t e r i a mo n o - c y t o g e n e s r i s k ， o n t h e mi c r o b i o l o g i c a l ， c h e mi c al a n d s e n s o r y q u a l i t y o f c o l d s mo k e d s alm o n J I n t e r n a t i o n al J o u r n a l o f F o o d Mi c r o b i o l o g y ， 2 0 0 5 ， 1 0 4 ( 3 ) ： 3 0 9 3 2 4 1 1 周哗， 王国霞， 黄 文庆， 等 乳酸菌对 南美 白对虾保鲜效 果 的初 步探讨 fJ J 广东农 业科学 ， 2 0 1 0( 1 0 ) ： 1 1 7 一 l 1 9 【 1 2 C o r e o r a n B M， Ro s s R P ， F i t z g e r a l d G F ， e t a1 C o m p a r a t i v e s u r v i v a l o f p r o b i o t i c l a c t o ba c il l i s p r a y d rie d i n the pr e s e n c e o f p r e b i o t i c s u b s t a n c e s J 1 J o u rna l o f A p p l i e d Mi c r o b i o l o g y ， 2 0 0 4 , 9 6 ( 5 ) ： 1 0 2 4 - 1 0 3 9 ( 上接 第 1 1 7页) 为地衣芽孢杆菌。( 2 ) 菌种B 1 、 c 1 、 D 1 、 E 1 、 F 1 、 G l 、 Hl 、 I l 、 J 1 、 K 1 、 O 2 、 s 为枯草芽孢杆菌。 ( 3 ) 菌种O l 、 P 、 Q 为蜡 样芽孢杆菌。 ( 4 ) 菌种0 3 、 R、 T 是巨大芽孢杆菌。 该结果 经细菌生理生化鉴定后确证。 A R D R A 分析显示 ：活性 干酵母 成品 中检测 到3 种 芽孢杆菌污染 ， 分别是地衣芽孢杆菌 、 巨大芽孢杆菌 、 枯草芽孢杆菌， 但未检出蜡样芽孢杆菌； 生产设备糖渣 回收罐和多批次灭菌后糖蜜里均含有大量的枯草芽孢 杆菌和地衣芽孢杆菌，而蜡样芽孢杆菌仅在二次分离 酵母乳、 原糖蜜样和酵母浸出膏里检出； 巨大芽孢杆菌 也只在二次分离酵母乳检 出。 3 结论与讨论 某 酵母 生产 企业 在其 活性 干酵母 成 品 中检测 到 细菌污染后需要鉴定污染菌同时查找出生产环节的污 染源。 由于用传统对微生物的检测方法耗时长、 准确度 低 ， 我们应用A R D R A 技术对芽孢杆菌进行分型， 耗时 短， 只需8 h ， 实验结果准确可靠。根据对送检各