摘要:以研究豆蔻精油納米脂質(zhì)體的制備及其在不同肉制品中的應(yīng)用為目的,試驗中將精油包裹在納米脂質(zhì)體里面,可以顯著提高精油的穩(wěn)定性與在肉制品中的抗菌保鮮效果。通過薄膜-超聲分散法制備得到的豆蔻精油納米脂質(zhì)體,當(dāng)豆蔻精油濃度為4 mg/mL 時,納米脂質(zhì)體的穩(wěn)定性最佳,具有良好的分散性及包裹率,平均粒徑為145.6 nm,PDI為0.198,Zeta 電位為-49.2 mV,包封率為28.5%。此外,通過平板菌落計數(shù)法分別測定了豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在豬肉、雞肉、牛肉、羊肉中對大腸桿菌及單核細(xì)胞增生李斯特菌的生長抑制作用,最終發(fā)現(xiàn)豆蔻精油易揮發(fā),抑菌效果短暫,第5d 后,細(xì)菌數(shù)又重新達(dá)到8.3 Log CFU/mL,而豆蔻精油納米脂質(zhì)體對細(xì)菌具有長效抑菌效果,到第7d仍然維持在5.0 Log CFU/mL 左右,殺菌率可達(dá)99.9%。
關(guān)鍵詞:肉豆蔻精油納米脂質(zhì)體;抗菌活性;肉制品;大腸桿菌;單核細(xì)胞增生李斯特菌
近年來,科學(xué)家對植物精油的抑菌殺菌活性做了廣泛的研究。許多植物精油具有廣譜殺菌性,對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、霉菌等均有一定的殺菌效果。謝小梅等發(fā)現(xiàn)豆蔻精油成
分有明顯的抗菌作用。但其在常溫下易揮發(fā),有濃烈香味,低溫下可能會有結(jié)晶析出。這些特性都會成為豆蔻精油的殺菌性能應(yīng)用于實際生產(chǎn)時的問題。因此,為克服精油的這種缺陷,可以使用脂質(zhì)體對精油進(jìn)行包埋。近年來,對脂質(zhì)體的研究取得很大進(jìn)展,脂質(zhì)體作為各種藥物載體應(yīng)用在化妝品、醫(yī)藥、食品等許多領(lǐng)域。
而肉制品中含有豐富的脂肪,蛋白質(zhì)等,是微生物得以生長繁殖的天然媒介,易被微生物污染。大腸桿菌廣泛存在于人和溫血動物中,受到大腸桿菌污染的食品被食用進(jìn)入人體后,可以引發(fā)腸道疾病甚至是嚴(yán)重的敗血癥。此外目前我國市場上大多是冷鮮肉,在4℃貯藏環(huán)境下單核細(xì)胞增生李斯特菌仍可生長繁殖,很容易引發(fā)食源性疾病。因此,本文通過研究豆蔻精油納米脂質(zhì)體對大腸桿菌及單核細(xì)胞增生李斯特菌的抗菌效果及其在肉制品中的應(yīng)用,擬探尋豆蔻精油納米脂質(zhì)體的應(yīng)用前景,為以后豆蔻精油在肉制品中更好的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 供試菌種
大腸桿菌,單核細(xì)胞增生李斯特菌,由江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院提供,并儲存于-80℃的液體培養(yǎng)基(NB)中,所有菌株培養(yǎng)在 37℃和150轉(zhuǎn)的液體培養(yǎng)基中。
1.2 試劑
營養(yǎng)肉湯和瓊脂培養(yǎng)基,大豆卵磷脂,膽固醇, 三氯甲烷, 聚乙烯吡咯烷酮,生理鹽水;磷酸緩沖液 PBS(無水磷酸二氫鈉∶磷酸氫二鉀=2∶1);豆蔻精油由。
1.3 儀器
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(RE-2000B);全溫空氣搖床(QYC 200);高壓蒸汽滅菌鍋(YXQLS-50A):;生物安全柜(HFsate-1200LC);超聲波細(xì)胞破碎儀(JY98- Ⅲ);激光粒度儀(Nano ZS90);冷凍離心機(jī)(Avanti J-25);氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(6890GC/5973NMSD)。
1.4 豆蔻精油納米脂質(zhì)體的制備與表征
采用薄膜- 超聲分散法制備豆蔻精油納米脂質(zhì)體。將大豆卵磷脂與膽固醇、豆蔻精油等加入圓底燒瓶中,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)有機(jī)溶劑得到脂質(zhì)薄膜,真空干燥,加入PVP 表面活性劑、磷酸緩沖液混合均勻,超微粉碎、離心,經(jīng)微孔膜過濾后,可獲得實驗所需的納米脂質(zhì)體。再使用激光粒度儀,馬爾文Zeta 電位儀以及GC-MS分析測定豆蔻精油納米脂質(zhì)體的粒徑、PDI、Zeta 電位和包封率。
1.5 豆蔻精油脂質(zhì)體在不同肉制品中的抗菌效果分析
采用平板菌落計數(shù)法研究豆蔻精油納米脂質(zhì)體在豬肉、雞肉、牛肉、羊肉中的應(yīng)用。將生長至對數(shù)期的大腸桿菌及單核細(xì)胞增生李斯特菌分別添加到不同肉制品中模擬培養(yǎng)基中,使菌液濃度為105~106 CFU/mL。然后向不同肉制品模擬培養(yǎng)基中分別添加豆蔻精油脂質(zhì)體,使其濃度均為4mg/ mL。只添加菌液的試樣做空白陰性對照,添加豆蔻精油的試樣做陽性對照。將各試樣放置在37℃空氣搖床中,振蕩(150 r/min)培養(yǎng),分別測定培養(yǎng)了0 d,1 d,2 d,3 d,4 d,5 d,6 d和7 d 的殘存菌數(shù)。
2 實驗結(jié)果與分析
2.1 豆蔻精油納米脂質(zhì)體形貌表征
PDI 是指脂質(zhì)體直徑的多分散性。PDI 越小,脂質(zhì)體直徑分布越集中、均勻,PDI 數(shù)值在
0~0.3 之間表明體系具有均勻的分散性。見表1,精油濃度為4 mg/mL 時納米脂質(zhì)體的粒徑為145.6 nm,PDI 為0.198,表明該脂質(zhì)體分布較為集中、均勻。Zeta 電位又叫電動電位或電動電勢(ζ-電位或ζ-電勢),是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。分散粒子越小,Zeta 電位(正或負(fù))越高,體系越穩(wěn)定。一般Zeta 電位在±40到±60mV之間表示膠體分散體系具有較好的穩(wěn)定性,而表1中 Zeta 電位為-49.2mV,在該穩(wěn)定范圍內(nèi)。表明所制脂質(zhì)體具有良好的穩(wěn)定性。最后,表1 中包封率為28.5%,直接反映脂質(zhì)體對豆蔻精油的包埋效果較好。
表1 豆蔻精油納米脂質(zhì)體的參數(shù)指標(biāo)
參數(shù) | 粒經(jīng)(mm) | PDI | Zeta電位(mV) | 包封率(%) |
數(shù)值 | 145.6±0.2 | 0.198±0.001 | —49.2±0.9 | 28.5±0.62 |
2.2 豆蔻精油納米脂質(zhì)體在不同肉制品中的應(yīng)用
由圖1a 可以看出,在豬肉中,豆蔻精油對大腸桿菌具有良好的抑菌作用,但在5d 后,由
于精油揮發(fā),細(xì)菌數(shù)又達(dá)到8.3 Log CFU/mL。到第7d,細(xì)菌數(shù)達(dá)到8.5 Log CFU/mL。而豆蔻精油納米脂質(zhì)體對大腸桿菌具有長效抑菌效果,第4d天細(xì)菌數(shù)抑制在5.5 Log CFU/mL,到第7d 仍然維持在5.0 Log CFU/mL,殺菌率為99.97%。圖1b 是豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體對豬肉中單核細(xì)胞增生李斯特菌的殺菌效果,豆蔻精油對單核細(xì)胞增生李斯特菌具有良好的抑菌作用,但是也不具長效殺菌效果。而豆蔻精油納米脂質(zhì)體對單核細(xì)胞增生李斯特菌具有長效抑菌效果,到第7d 仍然維持在5.2 Log CFU/mL, 殺菌率為99.97%。圖2是豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在雞肉中對大腸桿菌及單核細(xì)胞增生李斯特菌的殺菌作用,同樣的,到第5d 精油揮發(fā)抗菌效果減弱,而豆蔻精油納米脂質(zhì)體的抗菌效果仍然顯著,對于大腸桿菌到第7d 仍然維持在5.4 LogCFU/mL,殺菌率為99.84%。對于單核細(xì)胞增生李斯特菌到第7d 仍維持在5.3 Log CFU/mL,殺菌率為99.84%。圖3 是在牛肉中的殺菌作用,也是到第5d 精油揮發(fā)抗菌效果減弱,而豆蔻精油納米脂質(zhì)體對于大腸桿菌到第7d 仍然維持在5.1Log CFU/mL,殺菌率為99.95%。對于單核細(xì)胞增生李斯特菌到第7d 仍維持在4.9 Log CFU/mL,殺菌率為99.95%。圖4是在羊肉中的殺菌作用,豆蔻精油納米脂質(zhì)體對于大腸桿菌到第7d 仍然維持在5.1 Log CFU/mL,殺菌率為99.95%。對于單核細(xì)胞增生李斯特菌到第7d 仍維持在4.7Log CFU/mL,殺菌率為99.95%。未包埋精油的脂質(zhì)體不具備殺菌效果,而包埋豆蔻精油的納米脂質(zhì)體能夠降低精油的不穩(wěn)定性,起到長效殺菌作用,延長不同肉制品的保質(zhì)期。
圖1 豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在豬肉中對大腸桿菌(a)及單核細(xì)胞增生李斯特菌(b)的殺菌作用
圖2 豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在雞肉中對大腸桿菌(a)及單核細(xì)胞增生李斯特菌(b)的殺菌作用
圖3 豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在牛肉中對大腸桿菌(a)及單核細(xì)胞增生李斯特菌(b)的殺菌作用
圖4 豆蔻精油和豆蔻精油納米脂質(zhì)體在羊肉中對大腸桿菌(a)及單核細(xì)胞增生李斯特菌(b)的殺菌作用
3 小結(jié)與討論
納米脂質(zhì)體作為一種人工細(xì)胞膜,不僅可以包埋親水性或疏水性的物質(zhì),其分散性好,安
全、無毒副作用,且具有生物相容性。本實驗制備的豆蔻精油納米脂質(zhì)體可以保護(hù)被包埋的豆蔻精油,提高它的穩(wěn)定性,減少精油的揮發(fā),延長殺菌的作用時效。
此外,豆蔻精油納米脂質(zhì)體降低了精油的不穩(wěn)定性,對不同肉制品中的大腸桿菌及單核細(xì)胞增生李斯特均有顯著的長效殺菌效果。作用7d后細(xì)菌幾乎均減少了99.9%,能夠有效延長食品的保質(zhì)期。這為以后豆蔻精油在肉制品生產(chǎn)加工中的應(yīng)用打下了良好的實驗基礎(chǔ),為肉制品保鮮保藏提供了新途徑。