• 食品科学与工程领域高质量科技期刊分级目录第一方阵T1
  • Scopus
  • FSTA
  • 北大核心期刊
  • 中国核心学术期刊RCCSE
  • DOAJ
  • JST China
  • 中国精品科技期刊
  • 中国农业核心期刊
  • CA
  • WJCI
  • 中国科技核心期刊CSTPCD
  • 中国生物医学SinoMed
中国精品科技期刊2020

三华李果坯发酵液中腐败真菌分离鉴定、相关抑菌剂效价评定及发酵工艺优化

黄志钰 沈雪玉 陈珣琳 郭卓钊 黄苇

黄志钰,沈雪玉,陈珣琳,等. 三华李果坯发酵液中腐败真菌分离鉴定、相关抑菌剂效价评定及发酵工艺优化[J]. 食品工业科技,2021,42(14):113−120. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020110278
引用本文: 黄志钰,沈雪玉,陈珣琳,等. 三华李果坯发酵液中腐败真菌分离鉴定、相关抑菌剂效价评定及发酵工艺优化[J]. 食品工业科技,2021,42(14):113−120. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020110278
HUANG Zhiyu, SHEN Xueyu, CHEN Xunlin, et al. Isolation and Identification of Spoilage Fungi in the Fermentation Broth of Sanhua Plum, Evaluation of the Potency of Related Antibacterial Agents and Optimization of Fermentation Technology[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 113−120. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020110278
Citation: HUANG Zhiyu, SHEN Xueyu, CHEN Xunlin, et al. Isolation and Identification of Spoilage Fungi in the Fermentation Broth of Sanhua Plum, Evaluation of the Potency of Related Antibacterial Agents and Optimization of Fermentation Technology[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 113−120. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020110278

三华李果坯发酵液中腐败真菌分离鉴定、相关抑菌剂效价评定及发酵工艺优化

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020110278
基金项目: 广东传统果品智能化绿色加工关键技术及配套装备研发与产业化(2020B020225006)
详细信息
    作者简介:

    黄志钰(1994−),女,硕士研究生,研究方向:食品加工与保藏,E-mail:842427510@qq.com

    通讯作者:

    黄苇(1967−),女,硕士,教授,研究方向:食品加工、包装与保藏,E-mail:weih007@scau.edu.com

  • 中图分类号: TS205.5

Isolation and Identification of Spoilage Fungi in the Fermentation Broth of Sanhua Plum, Evaluation of the Potency of Related Antibacterial Agents and Optimization of Fermentation Technology

  • 摘要: 为了探究三华李果坯接种乳酸菌发酵异常的原因,改善发酵工艺,以表面长有白色菌膜的异常发酵液为分离源,对其中的腐败真菌进行分离纯化,通过形态学特征观察和ITS序列鉴定,得到3株优势腐败真菌,分别为Candida stellimalicolaPichia kudriavzeviiPichia occidentalis;用牛津杯法评定了山梨酸、纳他霉素及二甲基二碳酸盐的抑菌效价,发现3种抑菌剂作用于上述3株腐败真菌,均出现了明显抑菌圈,二甲基二碳酸盐对发酵所用的干酪乳杆菌略有抑制作用,抑菌圈直径为(10.45 ± 0.11)mm,说明3种抑菌剂可以用于抑制腐败真菌的生长繁殖但不会影响发酵的正常进行;用棋盘稀释法测定了抑菌剂的联合抑菌效力,山梨酸与纳他霉素联合作用于Pichia kudriavzevii的部分抑菌浓度指数为0.50;山梨酸与二甲基二碳酸盐联合作用于Candida stellimalicolaPichia occidentalis的部分抑菌浓度指数分别为0.50和0.38,均表现出协同抑菌作用;采用响应面法优化发酵防腐工艺,显示在发酵液中按果重添加质量浓度0.040%山梨酸、0.010%纳他霉素和0.015%二甲基二碳酸盐,室温密封发酵30 d后,测得发酵液中霉菌酵母活菌数为3.212 lg CFU/mL,远低于旧工艺发酵液中霉菌酵母活菌数,发酵液表面不再出现白膜。新工艺简单有效、效果稳定,解决了发酵异常导致的果坯软化、产生异味等问题。
  • 图  1  棋盘稀释法加抑菌剂示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of bacteriostatic agent added by checkerboard dilution method

    图  2  发酵液中优势腐败真菌的菌落形态

    Figure  2.  Colony morphology of dominant spoilage fungi in fermentation broth

    注:(a)C2菌株;(b)6H7菌株;(c)6H8菌株。

    图  3  优势酵母菌镜检下的细胞形态(×800)

    Figure  3.  Cell morphology of dominant yeasts under microscope(×800)

    注:(a)C2菌株;(b)6H7菌株;(c)6H8菌株。

    图  4  优势腐败真菌PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳结果

    Figure  4.  Agarose gel electrophoresis results of PCR amplification products of dominant spoilage fungi

    图  5  基于C2菌株ITS序列及其相似菌株的系统发育树

    Figure  5.  Phylogenetic tree based on the ITS sequence of C2 strain and its similar strains

    图  6  基于6H7菌株ITS序列及相似菌株的系统发育树

    Figure  6.  Phylogenetic tree based on the ITS sequence of 6H7 strain and similar strain

    图  7  基于6H8菌株ITS序列及相似菌株的系统发育树

    Figure  7.  Phylogenetic tree based on ITS sequence of 6H8 strain and similar strains

    表  1  Box-Behnken试验因素水平设计表

    Table  1.   Box-Behnken test factors level design table

    水平因素
    A 山梨酸(%)B 纳他霉素(%)C 二甲基二碳酸盐(%)
    −10.0200.0100.015
    00.0300.0200.020
    10.0400.0300.025
    注:抑菌剂添加量按果重百分比计。
    下载: 导出CSV

    表  2  不同抑菌剂对供试菌的抑菌效力

    Table  2.   Antibacterial efficacy of different antibacterial agents on the tested bacteria

    菌株抑菌圈直径(mm)
    二甲基二碳酸盐纳他霉素山梨酸
    C225.35±0.36a14.35±0.54c20.80±0.71b
    6H724.21±0.74a19.39±0.71b13.75±0.92c
    6H824.16±0.31b26.71±1.00a13.22±0.24c
    植物乳杆菌×××
    干酪乳杆菌10.45±0.11××
    肠膜明串珠菌×××
    注:“×”表示无抑菌圈;字母表示不同抑菌剂处理同一菌株的显著性差异,P<0.05。
    下载: 导出CSV

    表  3  山梨酸对腐败酵母菌的MIC和MBC值

    Table  3.   MIC and MBC values of sorbic acid on spoilage yeast

    菌株MIC(μg/mL)MBC(μg/mL)
    C262.50125.00
    6H7125.00250.00
    6H8125.00250.00
    下载: 导出CSV

    表  4  纳他霉素对腐败酵母菌的MIC和MBC值

    Table  4.   MIC and MBC values of natamycin on spoilage yeast

    菌株MIC(μg/mL)MBC(μg/mL)
    C27.8131.25
    6H73.9131.25
    6H87.8131.25
    下载: 导出CSV

    表  5  二甲基二碳酸盐对腐败酵母菌的MIC和MBC值

    Table  5.   MIC and MBC values of dimethyl dicarbonate on spoilage yeast

    菌株MIC(μg/mL)MBC(mg/mL)
    C2125.0040.00
    6H7125.0020.00
    6H8250.0040.00
    下载: 导出CSV

    表  6  山梨酸与纳他霉素对三株供试酵母菌联合抑菌的结果

    Table  6.   The combined antibacterial results of sorbic acid and natamycin on the three tested yeasts

    菌株MIC单独(μg/mL)MIC联合(μg/mL)FICI作用类型
    山梨酸纳他霉素山梨酸纳他霉素
    C262.507.811.953.910.53部分协同或相加
    6H7125.003.9131.250.980.50协同
    6H8125.007.813.913.910.53部分协同或相加
    下载: 导出CSV

    表  7  山梨酸与二甲基二碳酸盐对三株供试酵母菌联合抑菌的结果

    Table  7.   The combined antibacterial results of sorbic acid and dimethyl dicarbonate on the three tested yeasts

    菌株MIC单独(μg/mL)MIC联合(μg/mL)FICI作用类型
    山梨酸二甲基二碳酸盐山梨酸二甲基二碳酸盐
    C262.50125.0015.6331.250.50协同
    6H7125.00125.003.9162.500.53部分协同或相加
    6H8125.00250.0015.6362.500.38协同
    下载: 导出CSV

    表  8  纳他霉素与二甲基二碳酸盐对三株供试酵母菌联合抑菌的结果

    Table  8.   The combined antibacterial results of natamycin and dimethyl dicarbonate on the three tested yeasts

    菌株MIC单独(μg/mL)MIC联合(μg/mL)FICI作用类型
    纳他霉素二甲基二碳酸盐纳他霉素二甲基二碳酸盐
    C27.81125.003.9162.501.00部分协同或相加
    6H73.91125.001.9562.501.00部分协同或相加
    6H87.81250.000.98125.000.63部分协同或相加
    下载: 导出CSV

    表  9  响应面方案设计及试验结果

    Table  9.   Response surface scheme design and test results

    试验序号A
    B
    C
    霉菌酵母
    活菌数(lg CFU/mL)
    1−1−104.021
    21−104.040
    3−1105.151
    41104.796
    5−10−15.841
    610−14.040
    7−1015.349
    81016.060
    90−1−14.526
    1001−15.088
    110−114.128
    120114.123
    130004.841
    140004.510
    150004.458
    下载: 导出CSV

    表  10  回归模型方差分析

    Table  10.   Analysis of variance of regression model

    方差来源平方和自由度均方FP显著性
    模型5.90110.5410.230.0404*
    A0.2510.254.850.1150
    B0.0810.081.480.3106
    C0.4610.468.850.0588
    AB0.0310.030.670.4742
    AC1.5811.5830.060.0119*
    BC0.0810.081.530.3036
    A20.5310.5310.030.0506
    B20.8510.8516.140.0277*
    C20.4310.438.230.0641
    A2B0.2210.224.200.1328
    A2C1.0511.0519.940.0209*
    残差0.1630.05
    失拟项0.0710.071.650.3280不显著
    纯误差0.0920.04
    矫正总和6.0614
    注:*表示P<0.05,影响显著。
    下载: 导出CSV
  • [1] 海金萍, 刘钰娜, 邱松山. 三华李果酒发酵工艺的优化及香气成分分析[J]. 食品科学,2016,37(23):222−229. doi:  10.7506/spkx1002-6630-201623037
    [2] Bobrich A, Fanning K J, Rychlik M, et al. Phytochemicals in Japanese plums: Impact of maturity and bioaccessibility[J]. Food Research International,2014,65:20−26. doi:  10.1016/j.foodres.2014.06.030
    [3] 莫周美. 番荔枝采后熟腐病致病真菌的分离鉴定及药物保鲜试验研究[D]. 南宁: 广西大学, 2017.
    [4] 黄月. 广式凉果果坯安全保藏工艺研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2015.
    [5] 曾晓房, 叶绍环, 白卫东. 广式凉果降硫技术研究进展[J]. 食品与机械,2011,27(3):156−159. doi:  10.3969/j.issn.1003-5788.2011.03.047
    [6] Alamo L S T, Tangkuaram T, Satienperakul S. Determination of sulfite by pervaporation-flow injection with amperometric detection using copper hexacyanoferrate-carbon nanotube modified carbon paste electrode[J]. Talanta,2010,81(4−5):1793−1799. doi:  10.1016/j.talanta.2010.03.043
    [7] Ensafi A A, Karimi-Maleh H, Keyvanfard M. A new voltammetric sensor for the determination of sulfite in water and wastewater using modified-multiwall carbon nanotubes paste electrode[J]. International Journal of Environmental Analytical Chemistry,2013,93(6):650−660. doi:  10.1080/03067319.2011.637198
    [8] 李媛, 黄月, 黄苇. 基于乳酸菌发酵法的果坯保藏工艺[J]. 食品工业科技,2017,38(6):201−206.
    [9] 郭美媛, 黄苇, 黄妙云, 等. 植物乳杆菌发酵保藏三华李果坯工艺研究[J]. 轻工科技,2017,33(1):9−11.
    [10] 任剑豪, 吴卫国. 山梨酸及其钾盐防腐效果的研究进展[J]. 南方农业,2017,11(17):77−78.
    [11] Davidson P Michael, Taylor T Matthew, David Jairus R D. Antimicrobials in food[M]. 4th ed. Florida: CRC Press, 2020: 421−438.
    [12] 刘忠义, 刘红艳, 付满, 等. DMDC前处理对巨峰冰葡萄酒发酵及其品质的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),2020,48(5):123−130.
    [13] 王树庆, 李保国, 范维江, 等. 无二氧化硫添加葡萄酒酿造技术研究进展[J]. 酿酒,2020,47(3):4−7. doi:  10.3969/j.issn.1002-8110.2020.03.003
    [14] Ollé Resa C P, Jagus R J, Gerschenson L N. Effect of natamycin, nisin and glycerol on the physicochemical properties, roughness and hydrophobicity of tapioca starch edible films[J]. Materials Science and Engineering,2014,40:281−287. doi:  10.1016/j.msec.2014.04.005
    [15] 孙成行, 张福娟, 王廷平. 纳他霉素的应用与检测方法研究进展[J]. 中国食品添加剂,2017(3):178−182. doi:  10.3969/j.issn.1006-2513.2017.03.023
    [16] 焦龙. 复配防腐剂开发及其应用效果研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2015.
    [17] 李媛. 基于发酵法的高花色苷三华李果坯保藏工艺研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2017.
    [18] 卢小菊, 孟鸳. 溶菌酶与壳聚糖复配液抑菌作用的研究[J]. 中国食品添加剂,2016(2):51−56. doi:  10.3969/j.issn.1006-2513.2016.02.002
    [19] 赵国群, 葛世辉, 张桂. 以菊粉为碳源培养酵母细胞的研究[J]. 食品研究与开发,2008(8):58−61. doi:  10.3969/j.issn.1005-6521.2008.08.016
    [20] CLSI. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically; approved standard-ninth edition CLSI document M07-A9[S]. Wayne, PA, Clinical and Laboratory Standards Institute, 2012: 18−19.
    [21] 陈卓. 高通量抗菌活性筛选模型的构建及两株海洋真菌次级代谢产物的研究[D]. 厦门: 厦门大学, 2014.
    [22] Hemaiswarya S, Kruthiventi A K, Doble M. Synergism between natural products and antibiotics against infectious diseases[J]. Phytomedicine,2008,15(8):639−652. doi:  10.1016/j.phymed.2008.06.008
    [23] 石明杨. 沙果和桃子中酵母菌的分离鉴定及其生物学特性研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2016.
    [24] 钟小廷, 樊君, 罗红刚, 等. 泡菜生花酵母的鉴定及生理特性研究分析[J]. 食品与发酵科技,2014,50(5):19−22.
    [25] 敖晓琳, 蔡义民, 夏姣, 等. 引起泡菜“生花”腐败微生物的分离鉴定[J]. 食品科学,2013,34(21):204−208.
    [26] 张瑜, 郑伟, 谢婷婷, 等. 腌制蔬菜“生花”微生物研究进展[J]. 广州化工,2016,44(2):33−35. doi:  10.3969/j.issn.1001-9677.2016.02.015
    [27] 朱寒冰, 明瑞虎, 张媛, 等. 市售草莓腐败菌的分离鉴定及拮抗酵母的筛选[J]. 食品工业科技,2020,41(1):98−104.
    [28] Cassanego D, Richards N, Valente P, et al. Identification by PCR and evaluation of probiotic potential in yeast strains found in kefir samples in the city of Santa Maria, RS, Brazil[J]. Food Science and Technology,2018,38:59−65. doi:  10.1590/1678-457x.13617
    [29] 于丽洪, 黄盛蓝, 杜木英. 泡菜品质败坏的研究进展[J]. 中国酿造,2018,37(3):6−9. doi:  10.11882/j.issn.0254-5071.2018.03.002
    [30] 李东, 杜连祥, 路福平, 等. 纳他霉素的抑菌谱及最小抑菌浓度[J]. 食品工业科技,2004, 25(7):143−144. doi:  10.3969/j.issn.1002-0306.2004.07.060
    [31] Sánchez-Rubio M, Guerrouj K, Taboada-Rodríguez A, et al. Control of native spoilage yeast on dealcoholized red wine by preservatives alone and in binary mixtures[J]. Journal of Food Science,2017,82(7−9):2128−2133.
  • 加载中
图(7) / 表(10)
计量
  • 文章访问数:  195
  • HTML全文浏览量:  45
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-30
  • 网络出版日期:  2021-06-04
  • 刊出日期:  2021-07-15

目录

    /

    返回文章
    返回