海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质的影响.pdf

鄢陆琪，谭明辉，李昆太.海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质的影响 J.食品工业科技，2023，44（18）：398406.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023020105YAN Luqi,TAN Minghui,LI Kuntai.Effect of Antimicrobial Peptide from Marine Microorganism on the Storage Quality of FreshlySqueezed Cucumber JuiceJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(18):398406.(in Chinese with English abstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023020105 贮运保鲜 海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质的影响的影响鄢陆琪1,2，谭明辉1,2,*，李昆太1,2,*（1.广东海洋大学食品科技学院，广东省水产品加工与安全重点实验室，广东省海洋食品工程技术研究中心，广东省海洋生物制品工程实验室，水产品深加工广东普通高等学校重点实验室，广东湛江 524088；2.海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，大连工业大学，辽宁大连 116034）摘要：探究不同浓度海洋枯草芽孢杆菌抗菌肽对鲜榨黄瓜汁常温贮藏期内（5 d）品质的影响。采用感官评价、理化分析（pH、稳定系数、总糖含量、菌落总数）及电子鼻技术（主成分分析、雷达图、主要风味成分传感器相应值）综合评价保鲜作用效果。结果表明，抗菌肽浓度与各项理化指标呈正相关，2MIC 浓度抗菌肽作用效果最优，感官评分（7.03）、pH（4.97）、稳定系数（32.86%）、总糖含量（5.11 mg/mL）最高，抑菌效果最佳（0.88 logCFU/mL）。主成分分析（principal component analysis，PCA）表明各抗菌肽处理组黄瓜汁的风味特征相似，对照组与山磷酸钾处理组黄瓜汁的风味特征相似；雷达图揭示各抗菌肽处理组黄瓜汁的风味物质在贮藏后期（第 5 d）有所增加，对照组与山梨酸钾处理组黄瓜汁的风味物质在贮藏期内基本不变；主要风味成分传感器响应值分析表明枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁中挥发性风味物质产生了一定的影响。综上所述，枯草芽孢杆菌BBW1542 抗菌肽的保鲜效果均显著优于化学保鲜剂组（P0.05）。本研究可为鲜榨黄瓜汁短期贮藏品质保障及海洋微生物源保鲜剂的开发应用提供理论依据。关键词：鲜榨黄瓜汁，保鲜效果，海洋微生物源抗菌肽，枯草芽孢杆菌，风味本文网刊:中图分类号：TS255.3 文献标识码：A 文章编号：10020306（2023）18039809DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2023020105EffectofAntimicrobialPeptidefromMarineMicroorganismontheStorageQualityofFreshlySqueezedCucumberJuiceYANLuqi1,2，TANMinghui1,2,*，LIKuntai1,2,*（1.College of Food Science and Technology,Guangdong Ocean University,Guangdong Provincial Key Laboratory ofAquatic Product Processing and Safety,Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center of Seafood,Guangdong Province Engineering Laboratory for Marine Biological Products,Key Laboratory of Advanced Processing ofAquatic Product of Guangdong Higher Education Institution,Zhanjiang 524088,China；2.Collaborative Innovation Center of Seafood Deep Processing,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China）Abstract：To investigate the effects of different concentrations of antimicrobial peptide from marine Bacillus subtilis on thequality changes of freshly squeezed cucumber juice during the storage period (5 d)at room temperature.Sensoryevaluation,physicochemical analysis(pH,stability coefficient,total sugar content,total bacteria count),and electronic nosetechnique(principal component analysis,radar plot,corresponding values of primary flavor components sensors)were used 收稿日期：20230213 基金项目：广东海洋大学科研启动项目（060302042006）；广东省普通高校重点领域专项（2021ZDZX4010）。作者简介：鄢陆琪（1997），女，硕士，研究方向：食品生物工程，E-mail：。*通信作者：谭明辉（1989），男，博士，讲师，研究方向：植物天然产物，E-mail：。李昆太（1978），男，博士，教授，研究方向：微生物资源与利用，E-mail：。第 44 卷 第 18 期食品工业科技Vol.44 No.182023 年 9 月Science and Technology of Food IndustrySep.2023 to comprehensively evaluate the effect of freshness preservation.The results showed that the concentration of antimicrobialpeptide was positively correlated with various physicochemical indexes.And 2MIC concentration of antimicrobialpeptide had the best effect,with the highest sensory score(7.03),pH(4.97),stability factor(32.86%),total sugar content(5.11 mg/mL),and the best antibacterial effect(0.88 log CFU/mL).Principal component analysis(PCA)showed that theflavor characteristics of cucumber juice in each antimicrobial peptide treatment group were similar,while the flavorcharacteristics of cucumber juice in the control group and the potassium sorbate treatment group were similar.The radarplot revealed that the flavor components of cucumber juice in each antimicrobial peptide treatment group increased at thelater stage of storage(5th d),while the flavor components of cucumber juice in the control and potassium sorbate treatmentgroups remained unchanged basically during the storage period.The analysis of the response values of the flavorcomponent sensors showed that the antibacterial peptide from Bacillus subtilis BBW1542 had a certain impact on thevolatile flavor compounds in freshly squeezed cucumber juice.In conclusion,the preservation effect of antimicrobialpeptide from B.subtilis BBW1542 was significantly better than that of the chemical preservative group(P0.05).Thisstudy would provide a theoretical basis for the quality assurance of freshly squeezed cucumber juice in short-term storageand the development of marine microbial freshness preservatives.Key words：freshly squeezed cucumber juice；preservation effect；antibacterial peptide from marine microorganism；Bacillus subtilis；flavor 黄瓜作为具有独特清香味的葫芦科草本植物，2020 年世界总产值已达到 56900214 美元，是世界各地极为重要的商业栽培作物之一12。研究表明，新鲜黄瓜含水量高达 90%以上，富含蛋白质、糖类、酚类、葫芦素等多种营养成分，同时对衰老、氧化、肿瘤等有一定抵抗作用3。然而，黄瓜属于典型不耐贮藏蔬菜，常因失水蔫黄或腐烂变质而失去经济价值。为此，将黄瓜加工成果蔬汁可提高其利用率并减少损失，是解决该问题的有效途径。鲜榨果蔬汁是一类营养、方便、低热量的纯天然饮品，已逐渐趋于大众化4。这类饮品以新鲜果蔬为原料，经清洗、切块、榨汁等一系列加工程序完成。通常情况下，病原微生物是否入侵与果蔬清洁力度、生产加工条件等直接相关。有研究表明，鲜切果蔬由于组织结构遭到破坏，其侵染腐败菌和病原菌的数量远高于未处理果蔬56。目前，以鲜切加工为基础的果蔬汁中微生物污染问题严重。这些微生物包括沙门氏菌（Salmonella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、大肠杆菌（Escherichia coli）等数量多、繁殖快、危害大的食源性病原菌，极易引发相关疾病78。其中，由沙门氏菌引发的中毒事件在我国食源性疾病中居首位，占比 70%80%，死亡人数高达 5.915.5万人9。因此，减少果蔬汁中微生物污染问题特别是沙门氏菌显得尤为重要。为延长果蔬及相关产品的货架期，抑制病原菌生长与增殖，人们往往选择添加化学保鲜剂或天然保鲜剂。前者如山梨酸钾、硝酸钾及亚硝酸盐等易对人体产生副作用，严重者甚至会导致荨麻疹、结肠癌等疾病1011。后者主要来源于自然界，其中微生物来源的如乳酸链球菌素（Nisin）、纳他霉素（Natamycin）及-聚赖氨酸（-PL）等天然抗菌肽，因安全无毒、作用高效等优点在食品领域得到广泛应用1213。王大平等14通过浓度为 0.10.5 g/L 的 Nisin 溶液浸泡猕猴桃果实 1 min，发现各浓度均可显著延缓果实贮藏后期可滴定酸、VC含量等指标的下降，对于改善果实衰老具有良好效果。Wen 等15的研究表明，若在桑葚贮藏期内使用纳他霉素，果实的腐烂率、丙二醛含量及多酚氧化酶活性均降低，而总酸含量、表面颜色、硬度则在一定程度上得到保持。Jiao 等16以不同浓度-聚赖氨酸处理已接种灰霉菌的草莓、葡萄、青椒等果蔬，结果发现-聚赖氨酸抑制灰霉菌的效果随其浓度升高而逐渐增强。同时，Oliveira 等17也曾证明 Nisin 在桃子、芒果、番石榴等果汁中可维持稳定至少 30 d，同时还可显著缓解各果汁维生素 C含量的下降。随着微生物源抗菌肽在食品工业中的迅速发展，枯草芽孢杆菌因抗菌活性物质丰富、芽孢耐逆抗热而成为该领域的重要资源18。然而，针对枯草芽孢杆菌抗菌肽应用于黄瓜汁的相关研究鲜有报道。鉴于此，本研究采用感官评价、理化分析及电子鼻技术，探究不同浓度海洋源枯草芽孢杆菌抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏期的影响，以期为鲜榨黄瓜汁的保鲜与加工提供理论参考。1材料和方法 1.1材料与仪器新鲜黄瓜、布丁瓶广东省湛江市湖光市场；枯草芽孢杆菌（B.subtilis BBW 1542；NCBI 登录号：OP 508726）中国南海北部湾海域湛江港分离所得；乙型副伤寒沙门氏菌（Salmonella Paratyphi；编号：CICC 10437）中国工业微生物菌种保藏管理中心；营养肉汤、营养琼脂、酵母浸粉广东环凯生物科技有限公司；蛋白胨北京陆桥技术股份有限公司；葡萄糖、蔗糖、硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化镁、氯化钾、氯化钙、氯化钠、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、山梨酸钾上海麦克林生化科技有限公司；苯酚、硫酸国药集团化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。YXQ-100 A 立式压力蒸汽灭菌锅上海博迅实业有限公司医疗设备厂；BPMJ-150 F 生化培养箱上海一恒科学有限公司；ZWYR-2102 恒温培养振荡第 44 卷 第 18 期鄢陆琪，等：海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质的影响 399 器上海智诚分析仪器制造有限公司；KDC-160HR 高速冷冻离心机安徽中科中佳科学仪器有限公司；Alpha Clean 1300 洁净工作台上海力申科学仪器有限公司；MJ-PB80 Easy 210 B 破壁料理机广东美的生活电器制造有限公司；UV-5800 P 紫外可见分光光度计上海元析仪器有限公司；RE-5800PC 旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂；HI 2210 哈纳台式 pH-温度测定仪北京嘉华众信科技有限公司；Portable Electronic Nose Pen 3 电子鼻德国 Aisense科学仪器公司。1.2实验方法 1.2.1 抗菌肽的制备按蛋白胨 10 g/L、酵母浸粉5 g/L、氯化镁 2.1 g/L、硫酸镁 4.2 g/L、氯化钾0.9 g/L、氯化钙 1.2 g/L、氯化钠 36.5 g/L、pH7.07.2，配制种子培养液，121 灭菌 20 min，冷却。在无菌条件下，使用 1 L 接种环刮取一环枯草芽孢杆菌 BBW 1542 菌苔接入 50 mL/250 mL 上述培养液中，170 r/min、30 振荡培养 12 h 即得种子液。按葡萄糖 30 g/L、蔗糖 30 g/L、蛋白胨 20 g/L、硫酸铵2 g/L、磷酸二氢钾 1 g/L、硫酸镁 1 g/L、硫酸锰0.01 g/L、硫酸锌 0.01 g/L、pH7.07.2，配制发酵培养液，121 灭菌 20 min，冷却。种子液以 2%（v/v）接种量接入40 mL/250 mL 的发酵培养液中，170 r/min、30 振荡培养 24 h 即得发酵液。取 1 L 发酵液10000 r/min、4 离心 10 min，弃除菌体，所得上清液 70 r/min、50 恒温旋蒸，直至浓缩物与原上清液体积比为 1：6。设定浓缩后体积为初始抑菌浓度100%（浓缩物/无菌水：v/v），采用二倍稀释法连续稀释，测得该抗菌肽对 Salmonella paratyphi 的最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC）为 3.125%（v/v）19。1.2.2 鲜榨黄瓜汁的制备将布丁瓶洗净，121 灭菌，编号备用。挑选大小、成熟度一致、无明显物理损伤和无病害的新鲜黄瓜，洗净去皮、去蒂，切成小块，1 min 榨汁处理。参考王潇栋、康苏等2021的方法，黄瓜形成匀浆液后灭菌双层纱布连续过滤 2 次，除去残渣，65 水浴 30 min，立即转至 4 冰浴，取上清滤液分装至无菌布丁瓶。每支布丁瓶额外添加 0.5 mL 相同浓度的乙型副伤寒沙门氏菌悬液（OD600=0.015），并以 5 种不同方式处理（如表 1），每种处理 3 个平行。单支布丁瓶液体总体积为 45 mL，处理结束后封盖，均匀混合，室温 252 下保藏。贮藏周期为 5 d，每隔 24 h 取样测定。1.2.3 感官评价感官评价是研究食品品质的常用手段，可评定果汁在贮藏期间的品质变化。参考唐晓姝等22方法并稍作修改，挑选 10 位具感官评价经验的人员组成参评小组，针对不同处理组黄瓜汁贮藏第 5 d 的色泽（3 分）、澄清度（3 分）、香气（3 分）依次打分，满分为 9 分，收集各项评分结果，统计分析。鲜榨黄瓜汁的感官评分标准详见表 2。表 1 鲜榨黄瓜汁的五种不同处理方式Table 1 Five different treatments of freshly squeezed cucumberjuice组别处理方式终浓度组一对照（ck）/组二添加抗菌肽1/2MIC组三添加抗菌肽1MIC组四添加抗菌肽2MIC组五添加山梨酸钾0.05%w/v 表 2 鲜榨黄瓜汁感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standards for freshly squeezedcucumber juice项目评定细则分值色泽明亮的绿色或黄绿色，光泽度好3颜色鲜明，光泽暗淡2色泽异常，不透光1组织状态澄清，无明显杂质3稍澄清，可见浑浊2不透明，明显浑浊1香气特有的青瓜清香，令人愉悦3单薄的青瓜清香，不刺激2辛酸异味，接受程度差1 1.2.4 稳定系数测定稳定系数测定参照白凤岐23、韩冬屏等24方法并稍作修改。稳定系数为离心后浊度与离心前浊度的比值，并与果汁品质成正比，即稳定系数越接近 1，果汁体系越稳定25。每隔 24 h分别从五个处理组吸取 4 mL 黄瓜汁，稀释两倍，混匀，于 650 nm 波长处测定吸光值；另从五个处理组分别吸取 40 mL 黄瓜汁样品，4000 r/min、4 离心5 min，上清液稀释两倍，混匀，于 650 nm 波长处测定吸光值。每组试验重复三次，按如下公式计算稳定系数。Sc(%)=Abs650后Abs650前100式中：Sc（Stability coefficient）为稳定系数；Abs650 后为离心后样品的吸光度；Abs650 前为离心前样品的吸光度。1.2.5 总糖含量测定总糖含量测定采用苯酚-硫酸法26，以葡萄糖为标准品绘制标准曲线，得出葡萄糖的质量浓度（X，mg/mL）与吸光度（Y）的线性关系为：Y=31.19X+0.0151，R2=0.9925。每隔 24 h 分别从五个处理组取样测定，每组试验重复三次。1.2.6 pH 测定pH 测定参考 NY 82.71988果汁测定方法：pH 值的测定27进行，测定前使用 pH4.0与 pH7.0 的标准缓冲液将 pH 计校准28。每隔 24 h分别从五个处理组取样测定，每组试验重复三次。1.2.7 菌落总数测定果蔬汁中菌落总数的多少反映出其被细菌污染的程度。每隔 24 h 分别从五个处理组吸取 0.1 mL 样品，经梯度稀释至一定浓度，取100 L 稀释液涂布于 LB 固体培养基，371 静置培养 12 h 后进行平板计数，每组试验重复两次。400 食品工业科技2023 年 9 月 1.2.8 挥发性风味成分测定挥发性风味成分测定参考 Zhu 等29的方法进行。在第 0 d 与第 5 d 分别从五个处理组吸取 10 mL 黄瓜汁样品于 50 mL 测量瓶内，使用 3 层塑料膜密封，室温静置 15 min，根据顶空抽样法用电子鼻探头吸取顶端气体，测定五组鲜榨黄瓜汁风味组分。试验参数：采样间隔 1 s，冲洗时间 60 s，调零时间 10 s，预采样时间 5 s，检测时间180 s，载气流速 250 mL/min，进样流速 250 mL/min。检测时传感器于 120 s 后趋于稳定，选取 120125 s为信号采集时间，环境温度 261，每组重复测定5 次。PEN 3 电子鼻共有 10 个不同的金属氧化物传感器，各传感器的相应特性见表 3。表 3 PEN 3 型传感器阵列及性能描述Table 3 PEN 3 sensor array and performance description传感器序号性能描述R1（W1C）对芳香成分灵敏R2（W5S）对氮氧化物十分灵敏R3（W3C）对氨类、芳香成分灵敏R4（W6S）对氢气有选择性R5（W5C）对烷烃、芳香成分灵敏R6（W1S）对甲烷灵敏R7（W1W）对硫化物（如硫化氢等）灵敏R8（W2S）对醇类、醛酮类及部分芳香成分灵敏R9（W2W）对芳香成分、硫化物灵敏R10（W3S）对脂肪族、烷烃（如甲烷等）灵敏 1.3数据处理使用 Microsoft Excel 采集数据，以平均值标准差表示结果。通过 SPSS 21.0 程序软件统计分析，在置信区间（P0.05）内，根据单因素方差分析及 Duncans多重比较检验进行显著性分析。组间差异用 a/b 表示，通过电子鼻中 Win Muster 软件完成 PCA 分析，利用 Origin 2019 b 制图。2结果与分析 2.1枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁的感官评价五组鲜榨黄瓜汁贮藏第 5 d 的感官评价得分如表 4 所示。整体来看，黄瓜汁中添加微生物源抗菌肽或化学保鲜剂的总分均显著高于对照组总分（P0.05），其中组织状态和香气得分与抗菌肽浓度呈正相关。当抗菌肽浓度为 2MIC 时，鲜榨黄瓜汁的组织状态评分最高，为 2.700.08，同时保持特有的清香风味，两者与其他处理组均存在显著性差异（P0.05），这表明1/2MIC 浓度抗菌肽对黄瓜汁中微生物的抑制作用相对较弱，货架期延长时间有限。贮藏中后期（35 d），组三（1MIC）、组四（2MIC）的 pH 区间与组一、组二逐渐分开，呈现出相对平缓的下降趋势，最终 pH分别为 4.75、4.97，下降幅度分别为 13.16%、9.3%。比对化学保鲜剂处理组（山梨酸钾），整个贮藏期间pH 的下降幅度为 15.81%，这与抗菌肽浓度为 1MIC的作用效果相似。结果表明，高浓度抗菌肽（1MIC）对黄瓜汁中微生物抑制作用较强，更有利于延缓鲜榨黄瓜汁酸败，其中 1MIC 抗菌肽与 0.05%（w/v）山梨酸钾具有延缓黄瓜汁酸败的同等效果。根据顾晨涛的研究，在鲜榨黄瓜汁中添加浓度为 0.050.5%（w/v）的鱼鳞抗菌肽粗提物，其常温贮藏期间 pH 下降幅度随鱼鳞抗菌肽浓度的升高而降低，此规律与本试验现象相一致32。5.8aaaaaaaababababcbcbbbbbccccccccd5.65.45.25.04.84.64.44.24.03.80123贮藏时间(d)pH45ck1/2MIC1MIC2MIC山梨酸钾图 1 枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁 pH 的影响Fig.1 Effect of the antibacterial peptide from B.subtilisBBW1542 on pH of freshly squeezed cucumber juice 表 4 鲜榨黄瓜汁的感官评价结果Table 4 Sensory evaluation results of freshly squeezedcucumber juice项目不同处理方式对照组1/2MIC1MIC2MIC山梨酸钾色泽1.970.12b2.370.09a2.370.17a1.630.12c2.330.12a组织状态1.330.12c1.770.12b2.300.16b2.700.08a2.270.17b香气1.400.08d1.900.08c2.170.12b2.730.09a2.130.12b总分4.630.24b6.430.21a6.830.40a7.030.12a6.740.21a注：同行肩标的不同小写字母表示同一感官评价指标在不同处理组间的差异显著性（P0.05）。第 44 卷 第 18 期鄢陆琪，等：海洋微生物源抗菌肽对鲜榨黄瓜汁贮藏品质的影响 401 2.3枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁稳定系数的影响混浊或体系不稳定现象是导致鲜榨果蔬汁出现质量缺陷的主要原因，它影响着消费者可接受性，同时也是目前饮品规模生产的关键难题33。图 2 结果表明，各组黄瓜汁稳定系数随着贮藏时间增加而逐渐下降。贮藏第 1 d，五组黄瓜汁稳定系数在 52%58%内。贮藏第 5 d，组一（对照组）稳定系数急剧下降至低水平，仅有 10.05%，下降幅度达到 80.71%。这可能是由于鲜榨黄瓜汁经微生物污染后，菌体与果汁中果胶、纤维素等其他悬浮颗粒产生碰撞出现聚集下沉现象，果汁稳定体系被破坏，从而造成稳定系数下降34。相比之下，组二（1/2MIC）、组三（1MIC）、组五（山梨酸钾）的稳定系数在贮藏第 5 d 分别保留17.09%、21.94%、13.82%，下降幅度依次为 69.02%、59.68%、73.35%。根据上述变化可看出，无论添加抗菌肽或山梨酸钾在一定程度上均能维持鲜榨黄瓜汁的悬浮稳定性。当抗菌肽浓度升高至 2MIC 时，黄瓜汁在贮藏第 5 d 的稳定系数仍保持 32.86%，下降幅度缩小至 44.56%。以上结果表明，与山梨酸钾（0.05%w/v）相比，添加海洋微生物源抗菌肽（1/22MIC）更有利于维持鲜榨黄瓜汁的体系稳定，随着抗菌肽浓度在一定范围内增加，稳定效果也不断增强。60aaaaaaabbbabbbccccbbccdcdbcbcbcdd50403020100123贮藏时间(d)稳定系数(%)45ck1/2MIC1MIC2MIC山梨酸钾图 2 枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁稳定系数的影响Fig.2 Effect of the antibacterial peptide from B.subtilisBBW1542 on stability coefficient of freshlysqueezed cucumber juice 2.4枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁总糖含量的影响鲜榨黄瓜汁中大量的营养成分有助于微生物生长，其中糖类作为一种必要呈味物质，可同时衡量果蔬汁品质与口感。由图 3 可知，整个贮藏期内各组鲜榨黄瓜汁的总糖含量随时间延长而逐渐降低。贮藏第 5 d，组一（对照组）的总糖浓度由 17.40 mg/mL降至 0.52 mg/mL，下降幅度为 97.01%，这说明微生物滋生导致黄瓜汁中糖类被大量消耗而迅速降低35。与对照组相比，添加山梨酸钾或抗菌肽均能在一定程度上缓解此现象。当以山梨酸钾处理，5 d 后鲜榨黄瓜汁的总糖含量为 2.76 mg/mL，下降幅度 81.65%。当以 1MIC 抗菌肽浓度处理，黄瓜汁总糖含量最终为 3.78 mg/mL，下降幅度 78.02%，该含量显著高于（P0.05）对照组（0.52 mg/mL）与 1/2MIC 抗菌肽处理组（2.49 mg/mL），同时下降幅度与山梨酸钾处理的作用效果相似（下降幅度 81.65%）。将抗菌肽浓度升高至 2MIC 时，总糖含量最终为 5.11 mg/mL，下降幅度仅为 70.62%，由此发现，升高抗菌肽浓度有利于延缓黄瓜汁总糖含量的下降趋势。通常情况下，果蔬汁中添加抗菌肽是降低其微生物污染风险的有效措施之一。根据何成霞36研究，橙汁 65 水浴后滴加1 mL 大肠杆菌菌悬液，并以天蚕素抗菌肽CecropinA 处理，120 h 贮藏期后发现对照组的总糖含量迅速下降至低水平，同时抗菌肽处理组的总糖含量显著高于（P0.05），这表明此时两种浓度对黄瓜汁中病原菌的抑制效果相似。第 2 d，对照组黄瓜汁中菌落总数达到 7.36 lg CFU/mL，2MIC抗菌肽处理组的菌落总数仅为 6.48 和 0.88 lgCFU/mL 的微生物被抑制生长。贮藏至第 3 d，对照组黄瓜汁中菌落总数达到最大生长浓度 8.46 lgCFU/mL，2MIC 抗菌肽处理组黄瓜汁中菌落总数为 7.75 和 0.71 lg CFU/mL 的微生物被抑制生长。对比化学保鲜剂处理组（山梨酸钾），其菌落总数在第 2 d 与第 3 d 分别为 6.29 和 7.90 lg CFU/mL，分别产生 1.07 和 0.56 lg CFU/mL 的抑制作用，与同时 402 食品工业科技2023 年 9 月期组四（2MIC）的抑制效果无显著性差异（P0.05）。根据已有研究，Liang 等37在无果肉橘子汁、含果肉橘子汁及经巴氏消毒的橘子汁中各添加 0.1g/mLNisin，与对照组相比，发现其中微生物菌落总数分别降低 0.1、0.1 和 1.5 log CFU/mL。Nguyen 等38在经巴氏杀菌的番茄汁中添加 4 g/mL Nisin，发现原有微生物数量降低了 0.85 lg CFU/mL。上述研究结果与本试验中抑菌效果相似。综上，添加不同浓度抗菌肽或山梨酸钾皆可降低微生物生长量而延长黄瓜汁的贮藏期，当抗菌肽浓度升高，其抑制作用也逐渐增强，其中浓度为 2MIC 的抗菌肽抑制效果最佳。结合图 1，各组鲜榨黄瓜汁的初始 pH 由 5.5 左右随贮藏时间不断下降，而绝大多数微生物生长的最适pH 为 59。在低 pH 或底物不足的情况下，细菌生长繁殖及相关代谢活动会受到抑制或失活，这可能是贮藏期后 2 d 各组黄瓜汁中菌落总数出现下降波动趋势的原因之一3940。98765菌落总数(log CFU/mL)43acbcaaaaadbbbbccab20123贮藏时间(d)45ck1/2MIC1MIC2MIC山梨酸钾图 4 枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁菌落总数的影响Fig.4 Effect of the antibacterial peptide from B.subtilisBBW1542 on bacterial colony number of freshly squeezedcucumber juice 2.6枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁中挥发性风味物质的影响采用电子鼻技术对五组鲜榨黄瓜汁的挥发性风味进行分析，结果如图 5图 7 所示。由主成分分析（图 5）可知，第 1 主成分贡献率为 98.57%，第 2 主成分贡献率为 0.91%，两者累积贡献率占 99.48%，这表明数据覆盖了五组黄瓜汁样品的绝大部分信息，可有效代表黄瓜汁中挥发性风味的主要特征。图 5 中椭圆形表示各组黄瓜汁贮藏至第 5 d 时的数据采集点，数据点分散程度越大，组间区分越明显，表明不同处理方式对五组鲜榨黄瓜汁挥发性成分产生了显著影响（P组三（1MIC）组四（2MIC）组一（对照组）组五（山梨酸钾）。根据已有研究，黄瓜汁经贮藏 5 d 后产生明显变化的挥发性成分为酯类、萜类、醇类及硫化物，氢气和甲烷很少检出43。对应本试验中传感器 R4（对氢气有选择性）与 R6（对甲烷灵敏），发现两者的变化主要出现在抗菌肽处理组，推测可能是抗菌肽浓缩物本身存在的气味，因此对其他 4 类相对响应值深入分析。就 R1（芳香成分）与 R8（醇类、醛酮类及部分芳香成分）响应值而言，贮藏至第5 d，1/2MIC 抗菌肽处理组的响应值分别为 7.33、25.82，是贮藏第 0 d 的 3.23、5.75 倍；1MIC 组的为 6.44、19.79，是贮藏第 0 d 的 2.41、2.93 倍。同样第 5 d，2MIC 抗菌肽处理组的响应值为 4.92、9.55，对照组的为 3.45、8.96，而山梨酸钾组仅有 2.52、4.97，三组相对响应值较贮藏第 0 d 均只增加 1 倍左右。研究表明，众多源于黄瓜的风味物质只起辅助或调和作用，仅有反,顺-2,6-壬二烯醛与反，顺-2,6-壬二烯醇具有黄瓜香气44。其中，反,顺-2,6-壬二烯醛是公认的特征香气物质，可对黄瓜清香风味形成有重要作用45。结合电子鼻性能描述（表 3），推断传感器 R8（醇类、醛酮类及部分芳香成分）对应风味成分与这类香气物质密切相关。同时，R1 对应化合物可对风味产生积极影响41。综合比较各组的 R1、R8相对响应值，发现 1/2MIC 浓度抗菌肽的相对响应值较贮藏前期增加倍数最高，说明该浓度对黄瓜汁的香气醇厚最有利，其次是 1MIC 抗菌肽、2MIC 抗菌肽，而山梨酸钾则对该作用甚微。就 R2（氮氧化物）与 R7（硫化物）的相对响应值而言，贮藏至第 5 d，1/2MIC 抗菌肽处理组的分别为 36.28、56.16，是贮藏第 0 d 的 6 倍、1.8 倍；1MIC组的分别为 26.87、38.46，是贮藏第 0 d 的 3.02 倍、0.86 倍。相比之下，第 5 d 时 2MIC 组的为 23.96、38.56，对照组的为 6.23、18.9，而山梨酸钾组的仅有4.24、10.52，这三组的 R7 响应值均低于贮藏第 0 d。已有报道，与传感器 R7 相关的风味物质对食物存在负面影响41。综合以上结果可知，枯草芽孢杆菌BBW1542 抗菌肽对鲜榨黄瓜汁中挥发性风味物质产生了一定的影响，既会产生对黄瓜汁风味有利的芳香成分如反,顺-2,6-壬二烯醛等，同时也会产生一定的氮氧化物、硫化物等不利于黄瓜汁风味的成分。3结论本研究表明，在鲜榨黄瓜汁常温贮藏过程中添加海洋微生物源抗菌肽可有效改善黄瓜汁酸败、体系不稳定、营养物质流失等问题。与对照组相比，抗菌肽处理组可有效延缓鲜榨黄瓜汁 pH、稳定系数、总糖含量的下降，并可有效抑制微生物的生长，其中2MIC 浓度抗菌肽的作用效果最为显著。同时，抗菌肽对鲜榨黄瓜汁中挥发性风味物质产生了一定的影响，既会产生对黄瓜汁风味有利的芳香成分如反,顺-2,6-壬二烯醛等，同时也会产生一定的氮氧化物、硫化物等不利于黄瓜汁风味的成分。综合比较不同浓度海洋微生物源抗菌肽与化学保鲜剂（0.05%w/v 山梨酸钾），发现该类抗菌肽的作用效果优于山梨酸钾，尤其在风味保真方面更佳。由此可见，枯草芽孢杆菌 BBW1542 抗菌肽具有良好的应用前景，有望替代传统化学保鲜剂为果蔬汁短期贮藏品质提供保障，同时为天然保鲜剂开发应用与活性肽挖掘鉴定提供理论依据与价值参考。然而，目前该抗菌肽所产活性物质的种类结构及其相关抑菌机理尚不清晰，有待进一步深入研究。参考文献 1 FAOSTAT.2020.http:/www.fao.org/faostat/zh/#data.Ac-cessed on 2023-03-05.2 GHAFOOR K,AL-JUHAIMIF Y,MOHAMED AHMED I A,et al.Effects of functional coatings containing chitosan,orange peeland olive cake extracts on the quality attributes of cucumber duringcold sto