腐乳及其生产过程中蜡样芽孢杆菌的防控及检测方法研究进展.pdf
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1、D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 0-9 9 7 3.2 0 2 3.0 9.0 3 7引文格式:杨春晖,王文平,续丹丹.腐乳及其生产过程中蜡样芽孢杆菌的防控及检测方法研究进展J.中国调味品,2 0 2 3,4 8(9):2 1 4-2 2 0.YANG C H,WANG W P,X U D D.R e s e a r c h p r o g r e s s o n c o n t r o l a n d d e t e c t i o n m e t h o d s o f B a c i l l u s c e r e u s i n s u f u a
2、n d i t s p r o d u c t i o n p r o c e s sJ.C h i n a C o n d i m e n t,2 0 2 3,4 8(9):2 1 4-2 2 0.腐乳及其生产过程中蜡样芽孢杆菌的防控及检测方法研究进展杨春晖,王文平*,续丹丹(北京食品科学研究院,北京 1 0 0 0 6 8)摘要:蜡样芽孢杆菌(B a c i l l u s c e r e u s)是一种广泛分布于土壤、灰尘、植物和生熟食品中的食源性致病菌。蜡样芽孢杆菌超过一定量会产生毒素,从而导致食物中毒,引起食物中毒的两种毒素是腹泻型毒素和呕吐型毒素。腐乳是中国传统大豆发酵食品,由于其
3、半开放的发酵方式,且大多为传统手工操作,腐乳及其生产过程中极易被蜡样芽孢杆菌污染,存在食品安全风险。文章主要对蜡样芽孢杆菌的特征、产毒素特性、腐乳中蜡样芽孢杆菌的来源以及腐乳生产过程中蜡样芽孢杆菌的控制措施等方面进行了综述,同时对蜡样芽孢杆菌的检测方法进行了介绍,旨在为降低腐乳中蜡样芽孢杆菌的含量、提升腐乳的食品安全性提供参考。关键词:腐乳;蜡样芽孢杆菌;控制措施;检测方法中图分类号:T S 2 1 4.2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 0-9 9 7 3(2 0 2 3)0 9-0 2 1 4-0 7R e s e a r c h P r o g r e s s o n C o n
4、t r o l a n d D e t e c t i o n M e t h o d s o f B a c i l l u s c e r e u s i n S u f u a n d I t s P r o d u c t i o n P r o c e s sYANG C h u n-h u i,WANG W e n-p i n g*,XU D a n-d a n(B e i j i n g A c a d e m y o f F o o d S c i e n c e,B e i j i n g 1 0 0 0 6 8,C h i n a)A b s t r a c t:B a c
5、 i l l u s c e r e u s i s a f o o d b o r n e p a t h o g e n w i d e l y d i s t r i b u t e d i n s o i l,d u s t,p l a n t s,r a w a n d c o o k e d f o o d s.B.c e r e u s c a n p r o d u c e t o x i n s b e y o n d a c e r t a i n l i m i t,l e a d i n g t o f o o d p o i s o n i n g.T h e t w
6、 o t y p e s o f t o x i n s t h a t c a u s e f o o d p o i s o n i n g a r e d i a r r h e a-t y p e t o x i n a n d v o m i t-t y p e t o x i n.S u f u i s a t r a d i t i o n a l f e r m e n t e d s o y b e a n f o o d i n C h i n a.D u e t o i t s s e m i-o p e n f e r m e n t a t i o n m e t h
7、 o d a n d t r a d i t i o n a l m a n u a l o p e r a t i o n,s u f u a n d i t s p r o d u c t i o n p r o c e s s a r e v u l n e r a b l e t o c o n t a m i n a t i o n b y B.c e r e u s,w h i c h h a s f o o d s a f e t y r i s k s.I n t h i s p a p e r,t h e c h a r a c t e r i s t i c s,t o x
8、 i n-p r o d u c i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f B.c e r e u s,t h e s o u r c e s o f B.c e r e u s i n s u f u a n d t h e c o n t r o l m e a s u r e s o f B.c e r e u s i n t h e p r o c e s s o f s u f u p r o d u c t i o n a r e r e v i e w e d,a n d t h e d e t e c t i o n m e t h o d
9、 s o f B.c e r e u s a r e i n t r o d u c e d,i n o r d e r t o p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r r e d u c i n g t h e c o n t e n t o f B.c e r e u s i n s u f u a n d i m p r o v i n g t h e f o o d s a f e t y o f s u f u.K e y w o r d s:s u f u;B a c i l l u s c e r e u s;c o n t r o l m
10、 e a s u r e s;d e t e c t i o n m e t h o d s收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 6基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 1 6 Y F D 0 4 0 0 5 0 0)作者简介:杨春晖(1 9 9 0-),女,工程师,硕士,研究方向:食品生物技术。*通信作者:王文平(1 9 6 6-),女,教授,博士,研究方向:食品生物技术。蜡样芽孢杆菌(B a c i l l u s c e r e u s)是一种革兰氏阳性杆菌,其广泛存在于灰尘、土壤和水中1。蜡样芽孢杆菌在2 04 0 的温度条件下会迅速繁殖,并产生肠毒素,且蜡样芽孢杆菌不分解蛋白质,导
11、致食物在感官上变化不明显且食用无异味,因此食用过程中不易察觉变质情况,容易误食而引发食物中毒2。蜡样芽孢杆菌从功能上可分为益生性蜡样芽孢杆菌和条件致病性蜡样芽孢杆菌。益生性蜡样芽孢杆菌具有一定的耐受性,可耐受酸碱、高温等,可产生耐高热的抗菌活性蛋白,其菌制剂已被广泛应用于饲料、农业等领域3。412专论综述 第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n a C o n d i m e n t条件致病性蜡样芽孢杆菌通常当其在食物中的含量超过1 05 C F U/m L(g)时,就有可能带来中毒症状。条件致病性蜡样芽孢杆菌也成为我国食源性微生物污染的主要菌种之一,其生长条
12、件宽松,常规热处理无法对蜡样芽孢杆菌的孢子造成毁灭性伤害,且蜡样芽孢杆菌能产生致密的生物膜,这些生物膜可以附着在食品加工设备上,形成持续污染源4。腐乳是以大豆为主要原料,经过多种发酵工艺制得的发酵食品。其味道鲜美,营养丰富,既可以作为烹饪辅料又可以作为佐餐食品,还具有抗氧化、抗炎等功效,在我国传统发酵食品中占有十分重要的地位5。由于腐乳的生产是敞开式发酵,且不能后期灭菌,所以环境中的微生物可通过空气、设备等在腐乳中定殖生长,影响腐乳品质。近年来,与腐乳相关的食品安全事件也不断引起人们的注意,在近几年欧盟及其他国家通报的食品数据中,腐乳、酱油都因蜡样芽孢杆菌含量不合格而使产品出口受到影响6。因此
13、,从腐乳食用安全与品质的角度出发,对腐乳中蜡状芽孢杆菌的菌株来源、毒理特性、控制措施以及检测方法进行研究是有必要的。本文主要对蜡样芽孢杆菌的特征、产毒素特性、腐乳中蜡样芽孢杆菌的来源以及腐乳生产过程中蜡样芽孢杆菌的控制措施等方面进行了综述,同时对蜡样芽孢杆菌的检测方法进行了介绍,旨在为降低腐乳中蜡样芽孢杆菌的含量、提升腐乳产品的质量安全、增强腐乳产品的竞争力提供参考。1 蜡样芽孢杆菌1.1 蜡样芽孢杆菌的特性蜡样芽孢杆菌(B a c i l l u s c e r e u s)大小为(1.0 1.3)m(3.05.0)m,为杆状菌体,呼吸类型为兼性需氧,菌体表面粗糙,形状扁平,两端较平整。菌体
14、周身分布有鞭毛,可以运动,且鞭毛具有一定黏附作用。蜡样芽孢杆菌最适生长温度为2 04 5,菌株耐热,其产生的孢子在1 0 0 下加热3 0 m i n仍无法将其完全灭活,而干热灭菌需要1 2 0 处理6 0 m i n以上才能将其全完杀灭7。蜡样芽孢杆菌具有耐高温、耐酸碱等特点,能产生耐高热的抗菌活性蛋白。蜡样芽孢杆菌是一种食源性致病菌,广泛分布于大米、谷物、肉制品及豆制品等食品中8。据报道,全世界约2 0%的食源性疾病暴发是由于食物中的蜡样芽孢杆菌污染9,欧盟和韩国的法规要求蜡样芽孢杆菌含量分别为低于1 04 C F U/g1 0和不得超过1 03 C F U/g1 1。国标G B 3 1
15、6 0 72 0 2 1 食品安全国家标准 散装即食食品中致病菌限量 中表明,对部分散装或未经热处理散装即食食品中蜡样芽孢杆菌的限量要求为1 05 C F U/g(m L)1 2。1.2 蜡样芽孢杆菌产生的毒素及致病性蜡样芽孢杆菌超过一定限量会产生毒素,从而导致食物中毒,引起食物中毒的两种毒素是腹泻型毒素和呕吐型毒素。腹泻型毒素主要包括溶血性肠毒素、非溶血性肠毒素、细胞毒素和肠毒素等1 3,主要是不耐热的肠毒素,这类毒素在4 5、3 0 m i n或5 6、5 m i n的情况下被破坏失去毒性;此类型食物中毒较少,主要中毒症状表现为腹痛、腹泻,偶有发热、水样腹泻、腹部疼痛,少见呕吐。一般潜伏期
16、为61 5 h,持续时间为2 4 h1 4。蜡样芽孢杆菌腹泻综合征是由作为活细胞或孢子摄入的营养细胞引起的感染,被认为在小肠中产生蛋白质肠毒素1 5。呕吐型毒素(c e r e u l i d e)引起的食物中毒比腹泻型更严重,主要表现为恶心和呕吐,偶尔有发烧和四肢无力等症状1 6。呕吐型肠毒素是一种通过非核糖体途径合成的十二环形多肽,其具有稳定的结构,使其能够抵抗各种恶劣环境,它在酸碱环境和1 2 6、9 0 m i n的条件下具有活性,对理化因素稳定1 3。携带c e s基因的蜡样芽孢杆菌在食物中预先产生该毒素,进入人体后在胃中与其受体5-HT 3结合导致呕吐1 7。国内报道的蜡样芽孢杆菌
17、食物中毒事件多为此型毒素,引起食物中毒的食品主要有炒饭和米饭等淀粉类食物,凉面、豆腐也可以引发,由于其毒素的耐热性,所以含有此毒素的食品即使经过高温加热,仍会引起食物中毒1 8,潜伏期一般为0.56.0 h1 9。因蜡样芽孢杆菌导致的人体中毒,除腹泻病和呕吐病外,严重的还会通过菌体诱发严重疾病如骨髓炎、眼内炎、心内膜炎、脑膜炎和菌血症等2 0。其致病性特点为死亡率不高、症状发生快、中毒事件广泛。据报道,蜡样芽孢杆菌引起的疾病不仅与摄入芽孢杆菌的量有关,也可能与蜡样芽孢杆菌菌株、宿主生理及食物本身有关2 1。近年来关于蜡样芽孢杆菌引起的食物中毒事件较多,2 0 2 1年北京海淀区某小学有9名学生
18、共同食用配餐公司的营养午餐后出现腹痛、腹泻、呕吐等症状,留样食品检测、接触食品的工具检测结果表明盒饭中的蜡样芽孢杆菌数量为4.01 05 C F U/g,因此该事件判定为营养配餐公司提供的盒饭引起的蜡样芽孢杆菌食物中毒2 2。2 0 2 1年6月,山东淄博的2名大学生同时出现恶心、呕吐、精神萎靡的症状,病原学检测结果表明,2人食用了长时间存放且储存条件不当的包装鸡腿,该食物长期存放在较高温度下,蜡样芽孢杆菌快速繁殖达到致病数量,造成蜡样芽孢杆菌食物中毒2 3。2 腐乳及其生产过程中的蜡样芽孢杆菌腐乳是我国传统的大豆发酵食品之一,其滋味鲜512第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调
19、味 品C h i n a C o n d i m e n t专论综述 美、风味独特、富含优质蛋白质和营养素,具有较高的营养价值,深受广大消费者青睐2 4。腐乳是经过大豆浸泡、磨豆、煮浆、点浆、压榨、切块、排块、接种毛霉、前发酵、加盐腌制、装瓶、灌汤、后酵等一系列工艺制作而成的,腐乳的生产工艺流程见图1。由于腐乳生产的一些环节需要在开放的环境中进行,无法避免地引入环境中的微生物,且后期不能灭菌,故腐乳中检出的微生物种类繁多5。其中食源性致病菌蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌在市售腐乳中有检出2 5。腐乳中蜡样芽孢杆菌问题不容忽视,因此有必要对腐乳生产过程中的蜡样芽孢杆菌进行溯源。图1 腐乳的生产工艺
20、流程F i g.1 P r o d u c t i o n p r o c e s s o f s u f u点浆过程用到的酸浆水是豆腐压榨产生的大豆黄浆水经自然发酵得到的,如果黄浆水和工器具被蜡样芽孢杆菌污染,则二者就会成为传递蜡样芽孢杆菌的介质,蜡样芽孢杆菌被带到豆腐中快速繁殖;豆腐块排放冷却时,豆腐块接触人手和器具,可能使豆腐块污染蜡样芽孢杆菌,此后蜡样芽孢杆菌附着在营养丰富的豆腐块上快速生长;豆腐块接种毛霉发酵后,在开放的环境中蜡样芽孢杆菌快速生长繁殖,其数量可增长至1 06 C F U/g;由于盐可在一定程度上抑制蜡样芽孢杆菌,所以豆腐块加盐腌制过程中蜡样芽孢杆菌增长缓慢;装瓶灌汤后
21、,由于食盐、酒精及厌氧环境的作用,蜡样芽孢杆菌的生长受到抑制,在腐乳发酵后熟和制成成品后,其数量分别降至1 05 C F U/g和1 04 C F U/g数量级2 6。因此,腐乳生产过程中点浆、豆腐排块、发酵、腌制等环节是蜡样芽孢杆菌污染的高风险环节,如能严格控制豆腐和毛坯中蜡样芽孢杆菌的数量,则腐乳产品中蜡样芽孢杆菌的数量可相应降低。多数学者对腐乳生产过程中的蜡样芽孢杆菌进行了监测,G u a n等2 7检出的腐乳中蜡样芽孢杆菌数量略有不同,但是蜡样芽孢杆菌数量趋势依然为豆腐坯子中的含量高于盐渍后的豆腐坯。金泽坤7对腐乳工厂的蜡样芽孢杆菌污染状况进行了分析,结果表明7 8.9 1%的样品呈蜡
22、样芽孢杆菌阳性,且毛霉发酵阶段是腐乳中蜡样芽孢杆菌的增殖关键阶段。对不同工艺的红腐乳、白腐乳和青腐乳制作工艺环节进行采样分析考察,结果表明不同工艺的腐乳在各环节污染程度不同,原材料、人工操作污染、空气环境以及设备污染等都能引入蜡样芽孢杆菌导致腐乳污染2 8。张伟伟对腐乳生产流程的蜡样芽孢杆菌及菌落总数进行了测定和分析,结果表明蜡样芽孢杆菌主要分布于车间的空气、生产器具、毛坯车间的空气、毛坯及毛坯屉以及汤料车间的空气及汤料中。3 腐乳及其生产过程中蜡样芽孢杆菌的控制措施3.1 添加植物精油很多植物都具有天然抗菌功效,人们也经常使用植物中萃取得到的精油来抑制食物腐败变质。精油最常见的抑菌机制是膜破
23、坏(见图2),精油的亲脂疏水性促进其在细胞质膜的磷脂双分子层中积累,影响细胞膜的结构完整性和功能,还可导致细胞成分和功能的丧失,甚至细胞破裂、凋亡,阻止细菌正常代谢。虽然细菌对渗漏有一定的耐受性,但这些细胞化合物的大量损失可能导致细胞死亡,从而达到抑菌作用2 9。图2 植物精油中生物活性化合物的抑菌作用机制F i g.2 T h e a n t i b a c t e r i a l m e c h a n i s m o f b i o a c t i v e c o m p o u n d s i n p l a n t e s s e n t i a l o i l s大蒜营养物质丰富,
24、大蒜精油中含有多种杀菌物质,如大蒜辣素、蒜氨酸、阿藿烯等,是一种天然抑菌剂3 0。将大豆煮浆后添加3 2.5 g/L大蒜精油,以此处理的腐乳各加工阶段的蜡样芽孢杆菌数量均有所下降,成品中蜡样芽孢杆菌数量控制在5 l o g C F U/g以下,极大地降低了腐乳引起食源性疾病的风险;同时加入的大蒜精油可优化细菌成分,促进乳酸菌在发酵过程中的生长,可能是大蒜精油改变了部分细菌细胞膜的通透性3 1。而且在腐乳发酵过程中加入大蒜精油对中极性代谢产物(碳水化合物、有机酸、生物胺、游离氨基酸)和挥发性化合物均无显著影响3 2。肉桂中含约2%的挥发油,其气味温和,很多试验证明其有很明显的抑菌作用,且主要有效
25、杀菌成分为肉桂醛。向蜡样芽孢杆菌总数为1 06 C F U/m L的腐乳汤汁中添加用9 5%乙醇稀释至1 0-6和1 0-7的肉桂精油时,3 7 培养1 d后检测蜡样芽孢杆菌总数,结果表明其数量降低至1 03 C F U/m L,降低了3个数612专论综述 第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n a C o n d i m e n t量级1 6。青花椒精油是一种天然的精油,是食品工业中有前途的化学食品防腐剂代替品。青花椒精油同样可以破坏细菌的细胞膜和细胞壁,引起细胞质渗漏、细胞膜损伤、能量代谢紊乱和氨基酸代谢紊乱,其对蜡样芽孢杆菌的最小杀菌浓度和最小抑菌浓度分
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