摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的各行各业的发展也有了改善。发酵食品是指人们利用有益微生物加工制造的一类食品,日常食用的发酵食品主要有谷物发酵制品、豆类发酵制品和乳类发酵制品,其富含氨基酸、多肽、蛋白质、糖类等营养物质,对人体健康有很大的益处。发酵食品因存在多种细菌等,保质期一般较短,为延长食品的保质期,往往会在加工过程中加入一些食品防腐剂。苯甲酸和山梨酸是最常用的食品防腐剂,但过多食用苯甲酸和山梨酸会影响人体对维生素和钙的吸收,加重人体肝脏负担,并引起毒症反应或诱发癌症。因此国家标准对苯甲酸、山梨酸的使用范围与限量做了严格规定。
关键词:发酵食品;多种防腐剂检测方法;建立
引言
国民营养计划(2017-2030年)》、《“健康中国2030”规划纲要》的实施使大健康产业尤其是功能食品、保健食品行业发展势头迅猛,大量有益健康的功能食品出现在市场上,其中生物活性肽、膳食纤维、高蛋白、不饱和脂肪酸、益生菌和益生元、酵素等备受青睐。2019年最新统计结果显示,2018年我国益生菌产品市场规模达700亿元,预计2020年我国益生菌市场规模将突破800亿元。因此,发酵食品行业迎来前所未有的发展机遇,新型发酵产品尤其是益生菌和酵素已然成为食品工业的新宠。人类使用发酵方法加工或保存食品以及食用发酵食品有着悠久的历史。发酵食品因其独特的感官特性、营养价值和利于贮藏等特性而在全球各地备受欢迎,并且微生物发酵产生的功能活性物质,有促进肠内营养吸收和消化道健康的有益生理功能,增强认知和神经保护作用,改善人类亚健康状态。但发酵食品工业也因此面临着巨大的挑战,那就是食品安全问题。食品在发酵过程中,也会产生一些副产物,有些副产物具有生物危害性,甚至对人体健康有潜在危害。尤其是传统发酵食品,通常是自然发酵工艺,发酵过程较难控制,有害微生物存在将直接导致安全风险。因此,发酵食品工业在注重食品保健功能的同时,有必要对发酵食品的安全性进行评价,这对于保障健康食品,推动健康中国有重要意义。本文对发酵食品的安全性问题、生物安全性评价以及对发酵食品安全性的展望进行了论述,以期对发酵食品工业以及专业领域的研究人员提供一定的参考。
1材料与方法
1.1材料与试剂
1~9号样品:市售;醋酸铵(分析纯)、山梨酸(纯度99%):上海麦克林生化有限公司;苯甲酸(纯度99%)、三氟乙酸(纯度>99.5%):上海源叶生物有限公司;苯乳酸(纯度98%):阿拉丁控股集团有限公司;乙酸锌(分析纯)、亚铁氰化钾(分析纯)、甲醇(色谱纯):成都科隆有限公司;磷酸三钠(分析纯):川东化学集团有限公司;磷酸二氢钠(分析纯):北京康普惠威科技有限公司。
1.2仪器与设备
福立LC5090高效液相色谱色谱仪:浙江福立分析仪器股份有限公司;ATY124分析天平:日本岛津公司;T9紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;SB-120D超声清洗机:宁波新芝生物科技股份有限公司。
1.3方法
1.3.1色谱分析条件
色谱柱:采用SapphiresilTMC18柱(5μm,4.6mm×250mm);流动相:0.020mol/L乙酸铵(pH=6.4)-甲醇溶液(80∶20,V/V);流速:1.0mL/min;进样量:20μL;进样方式:满环进样;色谱柱温度:25℃,检测器:紫外(ultraviolet,UV)检测器。
1.3.2样品前处理
(1)含蛋白质的样品
准确称取2.5g样品于25mL比色管中,分别加入0.25mol/L亚铁氰化钾溶液和0.50mol/L乙酸锌溶液各1.0mL,用10%甲醇-水定容,振荡2.0min,混匀,取10mL溶液4000×g离心5.0min,取上层清液过0.22μm聚醚砜滤膜,待上机。
(2)其他样品
准确称取2.5g样品于25mL比色管中,用10%甲醇-水定容至10mL,涡旋振荡2.0min,混匀,取上层清液过0.22μm聚醚砜滤膜,待上机。
1.3.3方法验证
在确定的色谱条件下,以苯乳酸、苯甲酸、山梨酸的质量浓度为横轴(X),峰面积为纵轴(Y),配制质量浓度2.00mg/L、5.00mg/L、10.00mg/L、20.00mg/L、30.00mg/L、40.00mg/L、50.00mg/L的混合标准溶液并绘制标准曲线,从而评估方法的线性度。将混合标准溶液不断稀释至信噪比S/N=3,以此进样浓度为检出限(limitofdetection,LOD),以10倍信噪比对应的浓度为定量下限(LOQ)。以原生醋做加标回收率实验,通过计算回收率考察方法的准确度,以回收率的相对标准偏差(relativestandarddeviation,RSD)考察方法的精密度。
2常见微生物发酵食品种类的营养和保健功效
2.1发酵面制品:馒头和面包
发酵面制品较为常见,许多面制品在制作前都需要经过发酵这一步骤,即微生物发酵。面制品通过酵母菌发酵后,不仅提升了口感,且面制品中的营养物质能够有效的被人体吸收。面食是我国的主食之一,面制品的做法和种类丰富,如今发酵面制品已经成为日常中随处可见的食品。馒头和面包就是面制品的发酵产物之一,对其进行适当的原料调整能够产生不同的保健功效。例如糙米馒头能够缓解糖尿病和肥胖症,这是因为在微生物发酵过程中消耗了一部分碳水化合物,使食品内的含糖量降低;而在其中适当添加藻类还能够促进血液循环,酵母则能够有效保护肝脏,长期食用能够有效促进人体健康,从而达到食品保健的功效。
2.2发酵豆制品:豆腐和豆干
豆制品也是常见的发酵食品,通过对大豆进行微生物发酵加工,可制成相应的调味副食品。豆制品的发酵原理并不复杂,首先利用蛋白酶水解部分蛋白质,大豆的硬度下降即为发酵成熟,而原料中的活性成分得以保存,使得豆制品在变得易于吸收的同时还保留了原有的营养价值。豆制品中的多种元素对于人体健康都有较大的促进作用,例如生物类黄酮和多糖,都具有较高的保健功效。豆腐和豆干都是相对常见的豆制品,通过发酵使大豆中的营养物质变得丰富,同时便于人体吸收,而豆干在经过加工以后便于携带和保存,使得豆制品能够满足更加复杂的食用环境,具有更广泛的用途。豆制品还能够补充人体所需蛋白质,减少对油脂的摄入,对于保持人体健康具有积极作用,大豆发酵后产生的核黄素等物质能够提高人记忆力,具有较高的保健价值。
2.3微生物共培养在发酵食品生产中的应用
对传统发酵食品微生物群落结构的解析以及微生物相互作用关系的研究为从系统水平上理解其酿造机制,构建高效可控的多菌株发酵体系,实现产品高效、定向生产奠定了良好的理论基础。基于此,研究人员提出将功能微生物共培养应用于发酵食品生产中。微生物共培养在食品发酵上的优势逐渐被人们发掘并得到重视,尤其是近年来,其在改造传统发酵工艺、提升产品品质、缩短发酵周期和提高产品安全性能方面已有许多成功的报道。共培养在改善发酵食品的口感和香气方面有十分积极的作用,将茅台酒曲中重要的菌株地衣芽孢杆菌和酿酒酵母按不同比例接种到高粱提取液后发酵,再对产品挥发性物质进行分析,结果表明,共培养对酿酒酵母的生长几乎没有影响,但对地衣芽孢杆菌的生长有一定的抑制作用;在共培养条件下,酿酒酵母产乙醇和风味化合物的量显著提高,风味化合物包括4种脂肪酸及其对应的2种酯类、1种萜烯和5种芳香族化合物,产品中同时另有16种风味化合物因地衣芽孢杆菌的加入而增加,可见共培养对发酵食品的风味有积极影响。在椒坯发酵过程中添加假丝酵母菌、鲁氏酵母菌和嗜盐四链球菌3种微生物进行共培养,发酵结束后,与自然发酵相比,假丝酵母和鲁氏酵母的加入均使椒坯中细菌生物量降低,且假丝酵母的加入利于真菌生物量的增加,鲁氏酵母则不利于真菌生物量的增加。由于嗜盐四链球菌所产生的有机酸具有抑菌作用,真菌的生物量降低。共培养则使总生物量和真菌量略有提高,同时使总挥发性组分含量提高了28.46%,其中醇类和酯类组分分别增加了38.09%和40.92%。
结语
本实验建立了HPLC快速检测食品中苯乳酸、苯甲酸、山梨酸,以分析标准品与样品的保留时间对应定性。在优化的色谱条件下,3种防腐剂在12min之内完成分离检测,检出限在0.010~0.050mg/L之间,定量限在0.025~0.25mg/L,回收率为96.93%~118.42%,精密度实验结果相对标准偏差为0.39%~6.21%。该方法检测速度快、所需设备简单、无需复杂的样品前处理。
参考文献
[1]张晓娟,陆震明,柴丽娟,等.中国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略[J].中国科学,2019,49(5):575-584.