孫紅男, 張慜*, 陳衛(wèi)平
(1.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江南大學(xué),江蘇無(wú)錫 214122;2.建德市新安江山野食品有限公司,浙江建德 311603)
尼泊金酯類防腐劑對(duì)魚(yú)粒的控菌效果
孫紅男1, 張慜*1, 陳衛(wèi)平2
(1.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江南大學(xué),江蘇無(wú)錫 214122;2.建德市新安江山野食品有限公司,浙江建德 311603)
以魚(yú)粒加工工藝為基礎(chǔ),在熱殺菌的基礎(chǔ)上并以傳統(tǒng)的防腐劑山梨酸鉀為參照,通過(guò)添加尼泊金酯類防腐劑,尼泊金酯的復(fù)配,發(fā)現(xiàn)當(dāng)尼泊金丙酯、丁酯、庚酯的復(fù)配體積比在1∶1∶1時(shí),總的添加量為0.2%能有效抑制大腸菌群的生長(zhǎng),并抑制菌落的生長(zhǎng),達(dá)到控制微生物的目的。
魚(yú)粒;尼泊金酯;防腐劑;微生物
魚(yú)粒是一種味道鮮美、富有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的新型水產(chǎn)休閑食品。魚(yú)粒高蛋白質(zhì)、低脂肪,營(yíng)養(yǎng)豐富且食用方便,深受群眾特別是兒童的喜愛(ài)。它可作為兒童的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化食品,對(duì)兒童健康成長(zhǎng)有很大的益處。近年來(lái),日本已研制出魚(yú)粒休閑食品,產(chǎn)品很受市場(chǎng)歡迎。我國(guó)市場(chǎng)上至今未見(jiàn)有國(guó)產(chǎn)魚(yú)粒休閑食品,因此,開(kāi)發(fā)生產(chǎn)魚(yú)粒休閑食品,前景很好,預(yù)計(jì)可創(chuàng)造較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。但目前魚(yú)粒產(chǎn)品在貨架期常常由于微生物的繁殖而引起“胖袋”等變質(zhì)問(wèn)題,傳統(tǒng)的山梨酸及其鉀鹽的抑菌效果不明顯,在魚(yú)粒的貨架期常會(huì)出現(xiàn)微生物超標(biāo)現(xiàn)象。
尼泊金酯類,又名對(duì)羥基苯甲酸酯類,其抑菌作用強(qiáng)于苯甲酸和山梨酸,且毒性低[2]、用量少,抑菌作用不受p H影響,為目前國(guó)際上廣泛采用的食品防腐劑。許多西方國(guó)家如美國(guó)、日本、英國(guó)等不僅很早就制訂了有關(guān)的法典允許在食品、化妝品[3]中使用尼泊金甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯等低碳醇酯,而且對(duì)尼泊金庚酯、辛酯等高碳醇酯也進(jìn)行了研制和應(yīng)用。如美國(guó)以正庚酯用于啤酒的防腐,日本也以正庚酯、正辛酯用于啤酒和清酒的防腐。而我國(guó)目前只有低碳醇酯乙酯、丙酯、丁酯在食品、化妝品中使用,生產(chǎn)量也不大,且高碳醇酯的研制及在食品中的應(yīng)用等很少全面地見(jiàn)之于報(bào)導(dǎo)。目前關(guān)于尼泊金酯類防腐劑研究主要針對(duì)尼泊金酯類產(chǎn)品的抑菌種類[4],熱穩(wěn)定性,p H值范圍[5],以及應(yīng)用方面如其在啤酒[6]、醬油及大醬中的應(yīng)用[7],但在魚(yú)粒防腐中的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。
尼泊金酯類防腐劑的抑菌機(jī)理一般認(rèn)為基本上與酚類類似,它可破壞微生物的細(xì)胞膜,使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性,并抑制微生物細(xì)胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性。尼泊金酯類的抑菌活性主要是分子態(tài)起作用,但是由于其分子內(nèi)的羧基已經(jīng)酯化,不再電離,所以它的抗菌作用在p H 4~8的范圍內(nèi)均有很好的效果[8]。
利用尼泊金酯類防腐劑的防腐效果好、p H范圍廣、抑菌譜廣的特性,抑制魚(yú)粒產(chǎn)品中的微生物。但單一尼泊金酯類防腐劑抑菌范圍有限,因此將尼泊金酯類防腐劑通過(guò)復(fù)配的方式,通過(guò)不同種尼泊金酯類防腐劑間的協(xié)同增效作用,提高其抑菌效果。
1.1 材料與設(shè)備
1.1.1 材料 魚(yú)粒原料,由浙江建德山野食品有限公司提供。
1.1.2 主要試劑 尼泊金甲酯,尼泊金乙酯,尼泊金丙酯,尼泊金丁酯,尼泊金庚酯,營(yíng)養(yǎng)瓊脂,蛋白胨,牛膽鹽,乳糖,溴甲酚紫,氫氧化鈉,氯化鈉。
1.1.3 主要設(shè)備 SW-CJ-10型潔凈工作臺(tái),蘇州凈化設(shè)備廠制;FA1104型分析天平,上海天平儀器廠制;電熱恒溫水浴鍋,上海醫(yī)療器械五廠制;2DX-35BI型座式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌鍋,上海申安醫(yī)療器械廠制;101-2-BS型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠制;SPX型智能生化培養(yǎng)箱,南京實(shí)驗(yàn)儀器廠制;XH-400型真空包裝機(jī),北京派克龍包裝機(jī)械灌裝機(jī)有限公司制;食品除濕干燥機(jī),上海桑菱貿(mào)易有限公司制。
1.2 工藝流程及工藝要點(diǎn)
1.2.1 工藝流程 魚(yú)粒原料→清洗→脫鹽→熱泵干燥→切粒→油炸→冷卻→調(diào)味→裝袋→真空封口→殺菌→保藏。
1.2.2 微生物檢測(cè) 樣品→研磨→配成均勻的菌液→逐步稀釋→培養(yǎng)基培養(yǎng)((36±1)℃,48 h)→計(jì)數(shù)→結(jié)果分析; 樣品→配成均勻的菌液→逐步稀釋→乳糖膽鹽發(fā)酵液培養(yǎng)((36±1)℃,24 h)→計(jì)數(shù)→結(jié)果分析。
1.2.3 工藝要點(diǎn)
1)脫鹽:使用自來(lái)水進(jìn)行脫鹽,有少量流動(dòng)水加入,魚(yú)粒原料與自來(lái)水的質(zhì)量比為4∶25。
2)熱泵干燥:干燥溫度31~35℃,干燥4~4.5 h,回潮6 h,溫度范圍不變,繼續(xù)干燥2 h,使其水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%~50%。
3)切粒:將干燥好的魚(yú)塊切成8 mm×8 mm× 8 mm的魚(yú)粒。
4)油炸:將色拉油烤10 min,溫度達(dá)到180℃左右,將魚(yú)粒原料與色拉油的質(zhì)量比按5∶2加入到色拉油內(nèi)油炸5 min,翻動(dòng),繼續(xù)炸5 min,冷卻。
5)調(diào)味:將調(diào)味料按比例調(diào)配好,并將尼泊金酯類防腐劑溶于乙醇溶液并添加到調(diào)味料中,充分混勻,而后與魚(yú)?;旌暇鶆?。
6)裝袋:每袋產(chǎn)品按6~8 g裝袋。7)真空封口:魚(yú)粒袋內(nèi)嚴(yán)格無(wú)氣泡。8)殺菌:將魚(yú)粒產(chǎn)品放殺菌鍋內(nèi)100℃殺菌30 min后冷卻。
9)制菌液:保藏一段時(shí)間的樣品,稱取5 g,用無(wú)菌剪刀將其剪碎,無(wú)菌研缽將其磨成粉狀,加入45 mL生理鹽水,進(jìn)行稀釋溶解,吸取稀釋液1 mL (此為質(zhì)量比1∶10的稀釋液)后逐步稀釋。
10)倒培養(yǎng)基:倒培養(yǎng)基時(shí)要感覺(jué)培養(yǎng)基的溫度很熱但以不燙手為宜(一般46℃左右),因此要先將滅菌后的培養(yǎng)基置于50℃的水浴鍋中,恒溫,待用。且整個(gè)稀釋與倒培養(yǎng)基的過(guò)程以時(shí)間不超過(guò)20 min為宜,以防細(xì)菌死亡,倒培養(yǎng)基時(shí)量要適宜(15 mL左右),過(guò)多會(huì)增加后面計(jì)數(shù)的困難,過(guò)少會(huì)導(dǎo)致干裂,不利于細(xì)菌生長(zhǎng)。
11)發(fā)酵液:菌液量取1 mL,采用單管乳糖膽鹽發(fā)酵液,用量為10 mL,制備時(shí)準(zhǔn)確稱取膽鹽,因其作為一種抑菌劑,量的波動(dòng)容易導(dǎo)致其內(nèi)生長(zhǎng)的大腸菌群的生長(zhǎng)變化,從而造成假陽(yáng)性或假陰性的出現(xiàn)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 單一防腐劑抑菌實(shí)驗(yàn) 主要研究在國(guó)家規(guī)定的最大使用安全劑量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%),及較小的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),單獨(dú)使用一種防腐劑對(duì)魚(yú)粒的抑菌效果的影響。
1.3.2 兩種防腐劑復(fù)配抑菌實(shí)驗(yàn) 主要研究?jī)煞N防腐劑按體積比1∶1,總的添加劑量在最大使用量時(shí),對(duì)魚(yú)粒產(chǎn)品的抑菌效果。
1.3.3 3種防腐劑復(fù)配抑菌實(shí)驗(yàn) 主要研究3種防腐劑按體積比1∶1∶1,總的添加劑量在最大使用量時(shí),對(duì)魚(yú)粒產(chǎn)品的抑菌效果。
1.3.4 主要檢測(cè)指標(biāo)
1)微生物檢測(cè)指標(biāo)之一為菌落總數(shù),采用平板計(jì)數(shù)法,參照GB4789.2—2003測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果為3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
2)微生物檢測(cè)指標(biāo)之二為MPN(最大可能數(shù))值,采用三稀釋度九管法,參照GB4789.3—2003測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果為3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
1.3.5 魚(yú)粒保藏期微生物實(shí)驗(yàn) 將添加有各種防腐劑的魚(yú)粒產(chǎn)品于(36±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),觀察培養(yǎng)過(guò)程中的大腸桿菌和細(xì)菌總數(shù)的變化。
2.1 單一防腐劑的抑菌實(shí)驗(yàn)
在食品保藏過(guò)程中,常使用尼泊金酯類防腐劑來(lái)控制由于微生物的繁殖而引起魚(yú)粒產(chǎn)品脹袋變質(zhì)的現(xiàn)象,對(duì)于燒烤類產(chǎn)品國(guó)家規(guī)定的最大添加劑量為0.2%。實(shí)驗(yàn)中將單一的尼泊金酯類防腐劑按0.2%、0.15%、0.1%,山梨酸鉀按1%的添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))加入魚(yú)粒產(chǎn)品中,并在37℃保藏實(shí)驗(yàn)。影響尼泊金酯類防腐劑的防腐效果的因素有很多,本實(shí)驗(yàn)中在貯藏溫度相同的情況下,研究不同的防腐劑添加量對(duì)魚(yú)粒產(chǎn)品的防腐效果。并模擬37℃溫度實(shí)驗(yàn),檢測(cè)單一尼泊金酯類防腐劑的抑菌效果,詳見(jiàn)表1??芍?隨著貯藏天數(shù)的增加,與山梨酸鉀相比,尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制效果稍明顯,除尼泊金乙酯的抑菌效果差以外,其他尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制作用均強(qiáng)于山梨酸鉀,且隨著防腐劑的烷烴鏈的加長(zhǎng)其抑菌效果逐漸變強(qiáng),尼泊金丁酯、庚酯對(duì)大腸菌群的抑制作用最強(qiáng)。
表1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%尼泊金酯對(duì)大腸菌群的抑制作用Tab.1 The restrain effect of 0.2%nipagin esters on Eco.
從圖1可以看出,尼泊金酯類防腐劑的抑菌效果明顯好于山梨酸鉀的抑菌效果,且尼泊金丁酯和庚酯的抑菌效果相似,都表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑菌效果,尼泊金甲酯到庚酯對(duì)魚(yú)粒產(chǎn)品的抑菌效果逐漸變強(qiáng),尼泊金乙酯除外,其抑菌效果和山梨酸鉀相似,但強(qiáng)于山梨酸鉀。
圖1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%尼泊金酯對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果Fig.1 Inhibition of 0.2%nipagin esters to bacterium gross
比較表1和表2可以看出,當(dāng)單一防腐劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低時(shí),尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制作用總體也隨著降低,且尼泊金丙酯的抑菌作用減弱得更明顯,但尼泊金丁酯和庚酯的抑菌作用仍然最好,尼泊金乙酯的最差。
表2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%尼泊金酯對(duì)大腸菌群的抑制作用Tab.2 Inhibition of 0.15%nipagin esters on Eco.
從圖2可以看出,尼泊金酯類的烷烴鏈越長(zhǎng),其對(duì)菌落總數(shù)的抑制作用越強(qiáng),尼泊金乙酯的抑菌作用最差,僅次于山梨酸鉀的。尼泊金丁酯和庚酯的抑菌作用最佳。比較表1和表2可看出,隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,防腐劑總體抑菌效果下降。
圖2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%尼泊金酯對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果Fig.2 Inhibition of 0.15%nipagin esters to bacterium gross
從表3可以看出,當(dāng)單獨(dú)使用尼泊金酯類防腐劑,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí),尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制作用產(chǎn)生明顯差異,隨著烷烴鏈的加長(zhǎng)抑制作用逐漸增強(qiáng),但總體抑菌效果有所減弱,尼泊金丙酯的抑菌效果基本與山梨酸鉀的抑菌效果相似。
表3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%尼泊金酯對(duì)大腸菌群的抑制作用Tab.3 Inhibition of 0.1%nipagin esters on Eco.
從圖3可以看出,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小至0.1%時(shí),尼泊金酯類防腐劑的抑菌效果總體降低,尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯的抑菌效果相似,稍強(qiáng)于山梨酸鉀,尼泊金丁酯和庚酯仍有較強(qiáng)的抑菌效果。
圖3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%尼泊金酯對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果Fig.3 Inhibition of 0.1%nipagin esters to bacterium gross
綜合比較表1-3可以看出,隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低,尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制效果均有所降低,但抑菌規(guī)律不發(fā)生變化,烷烴鏈越長(zhǎng),抑菌作用越強(qiáng),尼泊金丁酯和庚酯的抑菌效果幾乎相同,均明顯強(qiáng)于其他防腐劑,但尼泊金乙酯除外。其原因主要與魚(yú)粒產(chǎn)品中的特定微生物有關(guān)。添加防腐劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,尼泊金丁酯、庚酯表現(xiàn)的抑菌作用越強(qiáng),隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,尼泊金丁酯和庚酯表現(xiàn)出的較強(qiáng)抑菌性不明顯,與其他的尼泊金酯防腐劑抑菌差別也逐漸減小。
2.2 復(fù)配后對(duì)魚(yú)粒產(chǎn)品的抑菌作用
由于魚(yú)粒產(chǎn)品中微生物種類不同,當(dāng)不同種類的防腐劑混合使用時(shí),可能大大改善防腐劑的抑菌效果,同時(shí)可能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),可以克服單一防腐劑在防腐效力上的局限性,以擴(kuò)大抑菌范圍和效力,改善物理性能[9-10]。因此研究了不同種類的防腐劑按體積比1∶1,總的添加劑量為最大安全劑量,進(jìn)行保藏實(shí)驗(yàn),觀察抑菌效果。并且從使用單一防腐劑對(duì)魚(yú)粒中微生物的抑制作用實(shí)驗(yàn)中可以看出,除尼泊金乙酯外,其他種類的防腐劑均有較好的抑菌作用,因此選出尼泊金甲酯、丙酯、丁酯、庚酯進(jìn)行復(fù)合實(shí)驗(yàn)。見(jiàn)表4。可以看出,當(dāng)使用復(fù)合的兩種防腐劑時(shí),尼泊金丁酯和庚酯復(fù)合,尼泊金丙酯和庚酯復(fù)合均對(duì)大腸菌群表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用。尼泊金丙酯和丁酯復(fù)合對(duì)大腸菌群的抑制作用稍微減弱,尼泊金甲酯和丁酯,及尼泊金甲酯和庚酯復(fù)合作用較差。尼泊金甲酯和丙酯復(fù)合對(duì)大腸菌群抑制作用20 d后趨于最弱。
表4 兩種尼泊金酯復(fù)合對(duì)大腸菌群的抑制作用Tab.4 Inhibition of two kinds of nipagin esters on Eco.
從圖4可以看出,在貯藏初期幾種防腐劑的抑菌效果差別不明顯,隨著貯藏期增加,差異逐漸變大,最終表現(xiàn)出當(dāng)尼泊金丁酯和庚酯、甲酯和丁酯按體積比為1∶1復(fù)合時(shí)其抑菌效果明顯好于其他種類防腐劑的復(fù)合。2.3 3種防腐劑復(fù)配后在魚(yú)粒產(chǎn)品中的抑菌效果
圖4 兩種尼泊金酯類防腐劑的復(fù)合對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果Fig.4 Inhibition of two kinds of nipagin esters to bacterium gross
將表4和圖4對(duì)比表1至表3及圖1至圖3,均可以看出,兩種防腐劑復(fù)合的防腐效果大多比單獨(dú)使用一種防腐劑的防腐效果要好,這主要是不同種類的防腐劑之間產(chǎn)生了協(xié)同作用的結(jié)果。因此進(jìn)一步研究3種防腐劑按體積比1∶1∶1,總的添加劑量為最大安全劑量時(shí)對(duì)大腸菌群及菌落總數(shù)的抑制作用。
從表5可以看出,當(dāng)3種尼泊金酯類防腐劑進(jìn)行復(fù)合時(shí),對(duì)大腸菌群的抑制作用均較強(qiáng),尼泊金甲酯、丁酯、庚酯復(fù)合的作用效果和尼泊金丙酯、丁酯、庚酯的抑制效果相同,均為最佳效果。
表5 3種尼泊金酯復(fù)合對(duì)大腸菌群的抑制作用Tab.5 Inhibition of three kinds of nipagin esters on Eco.
從圖5可以看出,當(dāng)3種防腐劑以相同比率混合時(shí),抑菌效果均明顯加強(qiáng),其中尼泊金丙酯、丁酯、庚酯抑菌效果最強(qiáng),尼泊金甲酯、丙酯、丁酯復(fù)合在同組中相比最差,另外兩種抑菌效果相似。從圖5也可以看出,3種防腐劑的協(xié)同作用要強(qiáng)于兩種防腐劑的,3合一具有更好的抑菌性。
圖5 3種尼泊金酯類防腐劑的復(fù)合對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果Fig.5 Inhibition of three kinds of nipagin esters on bacterium gross
表6比較了單一防腐劑及復(fù)配后防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制作用??梢钥闯?尼泊金丁酯和庚酯復(fù)配,及尼泊金丙酯、丁酯、庚酯復(fù)配后抑菌效果相同,均為最佳。
表6 尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群的抑制作用綜合比較T ab.6 Synthetical inhibition contrast of nipajin esters on Eco.
從圖6可以看出,當(dāng)尼泊金丙酯、丁酯、庚酯按體積比1∶1∶1復(fù)合時(shí)其抑菌效果最好。綜合對(duì)大腸菌群的抑制作用來(lái)看,應(yīng)選用尼泊金丙酯、丁酯、庚酯復(fù)配作為魚(yú)粒產(chǎn)品的最佳防腐劑。
圖6 尼泊金酯類防腐劑對(duì)細(xì)菌總數(shù)的抑制作用綜合比較Fig.6 Synthetical inhibition contrast of nipajin esters on bacterium gross
1)尼泊金酯類防腐劑對(duì)產(chǎn)品的微生物抑制作用明顯強(qiáng)于山梨酸鉀的。尼泊金丁酯、庚酯對(duì)大腸菌群及細(xì)菌總數(shù)的抑制效果最好。
2)尼泊金酯類防腐劑的防腐效果受質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響,質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,尼泊金酯類防腐劑的抑菌效果表現(xiàn)得越明顯。
3)不同種類的尼泊金酯類防腐劑通過(guò)復(fù)配可產(chǎn)生協(xié)同增效作用,當(dāng)總添加量不變時(shí),通過(guò)復(fù)配可以大大提高防腐效果。當(dāng)尼泊金丙酯、丁酯、庚酯的復(fù)配體積比為1∶1∶1時(shí),總添加劑量為0.2%時(shí),尼泊金酯類防腐劑對(duì)大腸菌群及細(xì)菌總數(shù)的抑制效果最好。
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(責(zé)任編輯:秦和平)
Study on Antisepsis Effect of Nipagin Esters on Fish Tidbit
SUN Hong-nan1, ZHANG Min*1, CHEN Wei-ping2
(1.Key Laboratory of Food Science and Safety,Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;
2.Zhejiang Jiande Xin’an river ShanYe Food Co.,L TD,Jiande 311603,China)
The antisepsis effect of Nipagin esters on the fish tidbit was carefully investigated in this manuscript,Compare with that of traditional preservative-potassium sorbate,the inhibition effect of E.coli was observed and the best result of the microorganism growth when propylparaben, Butyl p-Hydroxybenzoate,n-heptyl p-hydroxybenzoate was mixed at the ratio 1:1:1 and the gross of all kinds of Nipagin esters is 0.2 of the fish tidbit.
fish tidbit,Nipagin esters,preservative,microorganism
TS 254.4
:A
1673-1689(2010)01-0027-06
2008-12-31
國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2006AA09Z430,2007AA100406-01)。
*通訊作者:張慜(1962-),男,浙江平湖人,工學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究。Email:min@jiangnan.edu.cn