能延长面包货架期的乳酸菌来啦!

江大益生菌实验室 2020-04-25 23:38:14

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导语

霉菌等真菌引起的食品腐败会造成巨额的经济损失,而且其产生的毒素危及人体健康与生命安全。添加化学防腐剂是防止食品腐败和延长货架期的常用手段,但化学防腐剂存在安全隐患,长期食用会危害人体健康,且许多腐败菌已对化学防腐剂产生抗性。生物防腐剂因天然、高效、无毒或低毒、不破坏食品原有风味等显著特性,已成为国际食品添加剂市场的新宠。目前关于抗真菌乳酸菌的研究多集中于其代谢产物,本文主要研究乳酸菌是否可将亚油酸转化为具有抗真菌活性的羟基脂肪酸,评估在酸面团发酵过程中是否可以实现这种转化,以及最终能否延长面包的货架期。

关键词

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羟基脂肪酸:羟基脂肪酸是一种分子中同时含有—OH、—COOH的脂肪酸分子,某些特定结构的羟基脂肪酸分子具有抗真菌活性。

MIC值:MIC是minimum inhibitory concentration缩写,指最低抑菌浓度,最低抑菌浓度是测量抗菌药物的抗菌活性大小的一个指标,一般指在体外培养细菌18至24小时后能抑制培养基内病原菌生长的最低测试物浓度。

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研究方案

研究结果

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1. 酸面团中抗真菌活性乳杆菌的选择

        哈马斯氏乳杆菌的水提物表现出较强的抗真菌活性。其有机提取物的抗真菌活性更强,并且可将亚油酸转化为具有抗真菌活性的疏水化合物。

2. 抗菌化合物的初步鉴定及转化产物的量化

        通过正相LC-APPI-MS分析显示mMRS培养基中两种菌株的有机提取物是具有0至3个羟基和0至3个双键的碳18脂肪酸异构体的混合物。抗真菌活性来自于单羟基脂肪酸的单一化合物。

图1.  LC-APPI-MS提取离子色谱图

图2. 从L.hammesiiL. sanfranciscensis发酵培养物的上清液中分离的脂肪酸,参考化合物和酶促产生的coriolic acid的MIC值以及脂肪酸结构

3. 面团和面包中羟基脂肪酸的浓度

       来自未加亚油酸的mMRS培养基的培养上清液显示出存在有大量的单羟基和二羟基饱和脂肪酸,加入亚油酸之后不饱和脂肪酸浓度上升,证明亚油酸作为底物可促进这种转化。

图3.  通过液相色谱-质谱联用方法相对量化mMRS培养基和酸面团中的C18羟基脂肪酸

4. 酸面团发酵和马桑酸(Coriolic acid)对面包真菌腐败的影响

       添加哈氏乳杆菌制备的面包无霉菌保质期有所延长,与使用旧金山乳杆菌或化学酸化对照制备的面包相比,显示出对环境污染物的抗性。结果显示,Coriolic acid补充面包对所有霉菌表现出抑制作用,对于用娄地青霉和环境污染物接种的面包其有效程度相当于0.4%的丙酸钙。

图4.面包的无霉菌保质期天数

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启发

制作面包可在发酵时适量添加哈马斯氏乳杆菌及底物亚油酸,这样的面包口感不变、营养价值更高,保质期也能延长。并且,以亚油酸为原料通过乳酸菌反应生成的马桑酸(coriolic acid)及其他抗菌代谢物的应用不应拘泥于食品保存,在种子处理和农作物保存方面也具备开发潜力,适合作为目前杀菌剂的补充成分或替代物。

通讯作者简介

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通讯作者:Michael Ganzle,加拿大艾伯塔大学教授,负责食品微生物实验室研究和团队建设。长期致力于食品微生物特别是乳酸菌、食品安全和益生菌的研究。近五年来发表了50多篇权威期刊研究论文或综述,被邀请参加20多个国际会议、研讨会和科研机构做报告,参与21本书或章节的编写,主持和参加了多个加拿大国家、省和国际合作项目,2010年至2014年在研的科研项目8项,是其中5项科研项目的负责人。

原文相关信息

原标题:

Antifungal Hydroxy Fatty Acids Produced during Sourdough Fermentation: Microbial and Enzymatic Pathways, and Antifungal Activity in Bread

2013,APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY,IF3.8 

推荐人:2017级食品生物技术中心硕士   史梦洁

本期编辑:鲁班

责任审核:Omics、孔庆敏



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