摘 要：香菇罐頭是以干香菇為原料，高壓殺菌后得到的罐頭食品，可常溫保存9～12個(gè)月，但有少數(shù)耐熱芽孢桿菌的耐熱性強(qiáng)，在殺菌不徹底的條件下會(huì)大量繁殖，造成罐頭產(chǎn)品腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)和消費(fèi)者健康。本文在不同溫度不同加熱時(shí)間下，對(duì)從市售干香菇中分離得到的熱噬淀粉芽孢桿菌熱處理后剩余的活菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，繪制殘存曲線，計(jì)算出D值和Z值，得到其耐熱數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐熱曲線為y=-0.052 5x+6.006 7，為香菇罐頭制定殺菌工藝提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：干香菇；熱噬淀粉芽孢桿菌；耐熱性；D值；Z值

Study on Heat Resistance of Bacillus thermoamylovorans in Dried lentinus edodes

LIU Qiaoyun

（Shanghai Kangshi Food Co.， Ltd.， Shanghai 201100， China）

Abstract： Canned lentinus edodes is a kind of canned food made of dried lentinus edodes and sterilized by high pressure. It can be stored at room temperature for 9～12 months. However， there are a few heat-resistant bacteria， which have strong heat resistance and can reproduce in large quantities under incomplete sterilization conditions， resulting in food spoilage， seriously affecting the quality of products and the health of consumers. In this paper， the heat-resistant bacteria isolated from the dried lentinus edodes： Bacillus thermoamylovorans， was heated at different temperatures for different time. The remaining live bacteria after heat treatment were counted， the residual curve was drawn， and the D value and Z value were calculated to obtain the heat resistance data. The results showed that D90 ℃=

20.75 min， D100 ℃=4.77 min， D110 ℃=1.87 min， Z=19.05 ℃， and the heat resistance curve was y=-0.052 5x+6.006 7. It provides a theoretical basis for the development of sterilization technology for canned lentinus edodes.

Keyword： dried lentinus edodes; Bacillus thermoamylovoransl; heat resistance; D value; Z value

香菇肉質(zhì)肥嫩、味道鮮美、香氣沁人且營養(yǎng)豐富，是一種藥食同源的食物。香菇中含有香菇多糖、甾醇、香菇嘌呤等活性物質(zhì)，具有抗腫瘤、降血脂、抑菌消炎以及增強(qiáng)免疫力等多種保健功效[1-3]。香菇的主要銷售形式是新鮮香菇和干制香菇，但也有香菇成品商品銷售，如香菇醬、香菇罐頭。香菇罐頭是一種硬包裝或軟包裝制品，其是以香菇為主要原料或輔料制成，主要工藝是將干香菇經(jīng)復(fù)水后，將菇體、其他原料及鹵汁放入玻璃罐、鐵罐或食品級(jí)軟包裝袋中，經(jīng)高壓滅菌處理后得到的罐頭食品，不添加防腐劑但能在常溫下保存較長時(shí)間[4]。

嗜熱菌是一類能在高溫條件下生長的微生物俗稱，其廣泛分布于溫泉、火山口、日照充沛的土壤表層以及工廠高溫廢水排放地等高溫區(qū)域。大部分嗜熱菌的最適生長溫度為50～60 ℃，嗜熱菌常見于蘑菇、蘆筍、肉類等低酸性罐頭中，是引起低酸性食品罐頭腐敗變質(zhì)的典型菌[5-6]。侯宇等[7]研究發(fā)現(xiàn)，香菇超高壓保鮮食品中的腐敗菌與解淀粉芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的親緣關(guān)系較近。干香菇攜帶較多的芽孢桿菌，殺菌后若有耐熱芽孢菌殘留，在合適的條件下會(huì)生長繁殖，易造成罐頭食品腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)和貨架期。

本文從市售干香菇中分離得到一株嗜熱微生物，經(jīng)鑒定為熱噬淀粉芽孢桿菌，該菌能在65 ℃以上的高溫中生長，為極端嗜熱性芽孢桿菌，國外對(duì)該類細(xì)菌的研究主要在發(fā)酵淀粉產(chǎn)生有機(jī)酸[8-9]，繆伏榮等[10]在畜禽屠宰場(chǎng)廢棄物中分離篩選到一株熱噬淀粉芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)該菌可耐受95 ℃的高溫，能在屠宰廢棄物中生長，為該菌在畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物高效降解方面奠定了理論基礎(chǔ)。本文旨在對(duì)干香菇原料中分離得到熱噬淀粉芽孢桿菌進(jìn)行耐熱性實(shí)驗(yàn)，得到耐熱性數(shù)據(jù)，為香菇罐頭的殺菌工藝參數(shù)制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香菇湯汁：干香菇泡發(fā)后，按香菇∶水為1∶50比例燉煮30 min，過濾得到的湯汁。熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus thermoamylovorans），從干香菇中分離鑒定所得，命名為KS07。營養(yǎng)瓊脂和TSA瓊脂培養(yǎng)基，廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；恒溫水浴鍋，優(yōu)萊博技術(shù)（北京）有限公司；油浴鍋，美國polyscience；培養(yǎng)箱，德國incucell；高壓滅菌鍋，松下健康醫(yī)療器械。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌株復(fù)壯

將分離得到的熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在TSA平板上劃線后，置于55.0 ℃培養(yǎng)24 h，重復(fù)上述操作3次，確保菌株純度。

1.2.2 耐熱性實(shí)驗(yàn)

（1）芽孢懸液制備。將復(fù)壯后的熱噬淀粉芽孢桿菌劃線接種于營養(yǎng)瓊脂平板，55.0 ℃培養(yǎng)7 d，當(dāng)芽孢率達(dá)90%以上，刮取菌苔至無菌水中制成菌懸液，將菌懸液置于80.0 ℃水浴中水浴10 min，將水浴后的懸液轉(zhuǎn)移到0～4 ℃的冰水浴中迅速冷卻至室溫，制成濃度為1×108～5×108 CFU·mL-1的芽孢懸液[11]。

（2）試驗(yàn)介質(zhì)的制備。以香菇湯汁作為介質(zhì)，取500 mL香菇湯汁高壓滅菌備用，滅菌條件為121 ℃、15 min。

（3）實(shí)驗(yàn)步驟。用移液槍分別吸取500 μL菌懸液和50 mL無菌香菇湯汁至無菌試管中，作為供試品。分別吸取2 mL供試品于2 mL透明玻璃瓶，每個(gè)溫度5組（每組不少于4個(gè)），其中1組不經(jīng)過熱處理，其余每組分別放入預(yù)先設(shè)定好溫度的恒溫油浴鍋中（90 ℃、100 ℃、110 ℃），處理一定時(shí)間后，取出迅速置于冰水浴中冷卻。用無菌水進(jìn)行10倍系列稀釋，每個(gè)稀釋度做2個(gè)平行，同時(shí)分別吸取1 mL樣品原液加入兩個(gè)無菌平皿內(nèi)做空白對(duì)照，傾注已融化并冷卻至45 ℃左右的TSA瓊脂培養(yǎng)基，待凝固后，55 ℃倒置培養(yǎng)48 h，計(jì)數(shù)。

（4）D值計(jì)算。D值是指在某個(gè)溫度下的殺菌過程中微生物殺滅90%所需要處理的時(shí)間，單位是min。按照殘存曲線法，以熱處理時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌落數(shù)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，即可得到一條殘存曲線，D值是該殘存曲線斜率的負(fù)倒數(shù)。

（5）Z值計(jì)算。Z值是指某種微生物的D值變化90%時(shí)所需要改變的溫度，單位為℃。計(jì)算方法是以加熱溫度為橫坐標(biāo)，D值的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，繪制熱力致死曲線，Z值就是熱力致死曲線斜率的負(fù)倒數(shù)[12]。

（6）安全殺菌F值計(jì)算。安全殺菌F值的計(jì)算[13]計(jì)算公式為

F安=D（lga-lgb）（1）

式中：F安為某種溫度下（如121 ℃），滿足罐頭腐敗率所需的殺菌時(shí)間，min；D為某種溫度下（如

121 ℃），殺滅90%微生物所需要的時(shí)間，min；a為每罐中單位體積原始活菌數(shù)CFU·mL-1；b為罐頭的允許腐敗率/殘存活菌數(shù)CFU·mL-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在不同溫度下加熱不同時(shí)間的殘存菌落數(shù)

由表1可知，隨著溫度的升高和加熱時(shí)間的延長，菌落數(shù)逐漸減少。110 ℃熱處理8 min時(shí)，菌落數(shù)下降最多，從2.8×106 CFU·mL-1下降到1.2×102 CFU·mL-1，下降了4個(gè)數(shù)量級(jí)，而90 ℃熱處理20 min，菌落數(shù)僅下降1個(gè)數(shù)量級(jí)，100 ℃熱處理10 min，下降了2個(gè)數(shù)量級(jí)。

2.2 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07的D值

由圖1可知，熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在香菇湯汁中的D值為D90 ℃=20.75 min，R2=0.998 6；D100 ℃=4.77 min，R2=0.999 4；D110 ℃=1.87 min，R2=1。

2.3 熱噬淀粉芽孢桿菌KS07的Z值

熱噬淀粉芽孢桿菌KS07在香菇湯汁中的耐熱曲線見圖2，耐熱曲線為y =-0.052 5x+6.006 7，計(jì)算得Z值為19.05 ℃。

3 結(jié)論與討論

本文從干香菇中篩分得到熱噬淀粉芽孢桿菌，在香菇湯汁中對(duì)該菌進(jìn)行耐熱性實(shí)驗(yàn)，得到其耐熱性數(shù)據(jù)為D90 ℃=20.75 min、D100 ℃=4.77 min、D110 ℃=1.87 min、Z=19.05 ℃，耐熱曲線為y =-0.052 5x+6.006 7，將高壓殺菌溫度X=121 ℃代入耐熱曲線，得到y(tǒng)=logD121=-0.345 8，算出D121 ℃=0.45 min，假設(shè)未殺菌的香菇罐頭中有10 000個(gè)的熱噬淀粉芽孢桿菌，允許變敗率不得超過萬分之五，得121 ℃殺菌F值最低為3.29 min，110 ℃殺菌F值最低為13.65 min。

食品的理化性質(zhì)也會(huì)影響微生物的耐熱性[14-16]，主要包括如下。①pH值的影響。酸堿度對(duì)微生物的繁殖及酶活性影響很大，對(duì)熱敏感性的影響也很顯著。一般來說，pH值在7左右，微生物的耐熱性最強(qiáng)，pH值升高或降低都會(huì)降低微生物的耐熱性，因此，酸性食品可以采用沸水或100 ℃以下殺菌，而低酸性罐頭食品必須采用加壓高溫殺菌，保證耐熱微生物全部被殺死。②水分活度的影響。水分活度在0.2～0.4時(shí)芽孢具有最強(qiáng)的耐熱性，水分活度大于0.4時(shí)，D值顯著下降，水分活度為1時(shí)耐熱性最低。③糖等食品組分影響。食品中的脂肪、糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)對(duì)微生物有保護(hù)作用，微生物的耐熱性隨這類物質(zhì)的增多而增強(qiáng)。④植物殺菌素的影響。一些植物的汁液和分泌的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)微生物有抑制和殺菌作用，這種具有抑制和殺菌作用的物質(zhì)稱為植物殺菌素，在罐頭殺菌前，加入適量富含植物殺菌素的蔬菜或調(diào)料，如蔥、辣椒、蒜等，可以加速微生物的死亡。

參考文獻(xiàn)

[1]范秀芝，姚芬，殷朝敏，等.香菇預(yù)制菜制備工藝優(yōu)化[J].食品工業(yè)科技，2023，44（12）：223-231.

[2]KANGJIA S，CUILING W，BITAO C，et al.Recent advances in polysaccharides from Lentinus edodes （Berk.）： isolation， structures and bioactivities[J].Food Chemistry，2021，358：129883.

[3]NORIHIKO A，RUMI K，MIKA T，et al.Effects of shiitake intake on serum lipids in rats fed different high-oil or high-fat diets[J].Journal of Dietary Supplements，2019，16（3）：345-356.

[4]郭玲玲，王艷華.香菇加工技術(shù)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用展望[J].微生物學(xué)雜志，2019，39（2）：117-119.

[5]范力藝，范群艷，林佳馨，等.燕窩罐頭原料及生產(chǎn)中嗜熱微生物分析[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2023，42（11）：88-97.

[6]HILL M B，SMYTHE W B.Endospores of thermophilic bacteria in ingredient milk powders and their significance to the manufacture of sterilized milk products： an industrial perspective[J].Food Reviews International，2012，28（3）：299-312.

[7]侯宇，閆躍龍，馮杉杉，等.香菇超高壓保鮮中腐敗菌的分離與鑒定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（28）：17563-17565.

[8]BERENDSEN E M，KRAWCZYK AO，VERENA K ，

et al.Bacillus thermoamylovorans spores with very-high-level heat resistance germinate poorly in rich medium despite the presence of ger clusters but efficiently upon exposure to calcium-dipicolinic acid[J].Applied and environmental microbiology，

2015，81（22）：7791-7801.

[9]KOECK E D，WIBBERG D，MAUS I，et al.First draft genome sequence of the amylolytic Bacillus thermoamylovorans wild-type strain 1A1 isolated from a thermophilic biogas plant[J].Journal of Biotechnology，2014，192：154-155.

[10]繆伏榮，董志巖，陳鑫珠，等.一株熱噬淀粉芽孢桿菌的分離和鑒定[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，33（4）：413-417.

[11]鄧騰.植物飲料提取液中微生物的分離鑒定及耐熱性研究[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（23）：161-164.

[12]SHERMAN A，婁有宜.用毛細(xì)管測(cè)定生物指示劑的D值和Z值[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，1989（10）：470-472.

[13]劉達(dá)玉，劉清斌.罐藏食品殺菌F值的探討[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2006（1）：43-45.

[14]閆國宏，傅力，肖春芳，等.新疆番茄醬中枯草芽孢桿菌耐熱性的研究[J].食品研究與開發(fā)，2008（11）：88-90.

[15]HELDMAN D R，HARTEL R W.食品加工原理[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.

[16]何國慶，賈英民.食品微生物學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2002.

作者簡介：劉巧云（1996—），女，安徽滁州人，本科。研究方向：食品微生物學(xué)。