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在奶酪制作中,Ras 奶酪易因微生物污染产生大量生物胺(BAs)危害健康。研究人员探究小球藻(Chlorella vulgaris)提取物对此的影响。结果显示其提取物可有效抗菌、减少 BAs 生成和微生物负载,为奶酪生产提供新方向。
在美食的世界里,奶酪一直备受青睐,Ras 奶酪作为埃及的特色美食,深受当地人和游客喜爱。然而,在它美味的背后,却隐藏着一些健康隐患。Ras 奶酪通常由牛奶或牛奶与水牛奶的混合物制成,发酵过程依赖原生微生物菌群,且多在卫生条件难以控制的环境下成熟和储存。这样的制作和储存方式,使得 Ras 奶酪在成熟过程中容易受到微生物污染,进而产生大量生物胺(Biogenic Amines,BAs) 。
生物胺是微生物、动物和植物正常代谢过程中产生的生物活性物质,虽然在人体内具有调节细胞生长、神经传递等生理功能,但过量摄入却会带来严重问题。比如,高含量的 BAs 可能引发食物中毒,像腐胺(Putrescine)、精胺(Spermine)、亚精胺(Spermidine)、酪胺(Tyramine)和尸胺(Cadaverine)等,还可能与亚硝酸盐反应生成致癌的亚硝胺,威胁消费者的健康。因此,如何降低 Ras 奶酪中的微生物污染和 BAs 生成,成为了亟待解决的问题。
为了攻克这一难题,来自国外的研究人员开展了一项关于小球藻(Chlorella vulgaris)提取物对 Ras 奶酪影响的研究。该研究成果发表在《Biotechnology Reports》上,为奶酪行业带来了新的希望。
在研究方法上,研究人员主要运用了以下几种关键技术:首先是培养与提取技术,他们利用 BG - 11 培养基培养小球藻Chlorella vulgaris UTEX 395,经多次处理和离心,分别获得其水提物和乙醚提取物;其次,通过高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)对小球藻水提物中的多酚类化合物进行分析,使用气相色谱 - 质谱联用仪(Gas Chromatography - Mass Spectrometry,GC - MS)测定乙醚提取物中的化合物;另外,采用微量稀释法测定提取物对食源性致病菌和产毒真菌的最低抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration,MIC);最后,按照特定的制作工艺生产 Ras 奶酪,并运用 HPLC 测定奶酪中的生物胺含量,同时通过一系列微生物学方法评估奶酪的微生物质量。
研究结果如下:
- 小球藻提取物成分分析:在小球藻水提物中检测出 11 种多酚类化合物,其中儿茶素(Catechin)含量最高,达 54.82±1.62 μg/g。而乙醚提取物中鉴定出 14 种化合物,主要成分包括十六烷(Hexadecane,14.26%)和 9,12 - 十八碳二烯酸甲酯(9, 12 - Octadecadienoic acid, methyl ester,9.61%)。这些化合物大多具有抗菌、抗氧化等生物活性,为后续研究提取物的作用奠定了基础。
- 抗菌活性研究:小球藻水提物和乙醚提取物对 7 种食源性致病菌和 9 种产毒真菌均表现出抗菌活性。水提物对单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)和伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)活性较高,MIC 值分别为 1.12±0.15 和 1.27±0.14 mg/mL;乙醚提取物对所有测试细菌的抗菌效果更优,对肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)和伤寒沙门氏菌的 MIC 值分别低至 0.33±0.04、0.40±0.08 和 0.42±0.08 mg/mL 。在抗真菌方面,乙醚提取物对拟轮枝镰刀菌(Fusarium verticillioides)和层出镰刀菌(F. proliferatum)的 MIC 值最低,分别为 0.42±0.04 和 0.58±0.11 mg/mL,优于水提物。
- 生物胺积累研究:在 Ras 奶酪成熟过程中,对照组的生物胺总量在 5 个月时达到 195.28±4.63 mg/kg,而经小球藻提取物处理的奶酪中生物胺积累显著减少。其中,乙醚提取物处理的奶酪对色胺(Tryptamine)、血清素(Serotonin)和酪胺的抑制效果尤为突出,在 3 个月时这些生物胺已降至检测不出的水平;水提物处理的奶酪在 2 个月时部分生物胺也检测不到。与对照组相比,乙醚提取物处理的奶酪中各类生物胺浓度大幅下降,如尸胺从 49.58±3.14 mg/kg 降至 15.32±2.08 mg/kg,组胺(Histamine)从 40.08±1.84 mg/kg 降至 18.86±2.2 mg/kg 等。
- 微生物质量评估:在奶酪成熟期间,对照组的总细菌数先升后降,5 个月时达到 5.54±0.63 log CFU/g;而水提物和乙醚提取物处理的奶酪总细菌数在成熟后期显著降低,分别为 3.86±0.20 和 3.79±0.31 log CFU/g 。酵母和霉菌数量在对照组中从第 1 个月开始逐渐增加,处理组则增长缓慢且数量较低。此外,处理组的蛋白水解细菌数量在成熟后期也明显低于对照组,且在整个储存期间,处理组均未检测到嗜冷菌,对照组和处理组均未检测到大肠菌群、葡萄球菌和沙门氏菌。
研究结论与讨论部分指出,小球藻提取物是可持续的生物活性代谢物来源,在食品工业中有望作为营养补充剂和生物防腐剂。其水提物和乙醚提取物对多种食源性致病菌和产毒真菌具有抗菌活性,能有效减少 Ras 奶酪中生物胺的生成和微生物污染,且乙醚提取物在降低生物胺积累方面效果更显著。不过,研究人员也表示,后续还需进一步研究小球藻提取物对 Ras 奶酪理化性质和感官特性的影响,以全面评估其在奶酪生产中的应用潜力。这项研究为奶酪行业提供了一种新的、天然的方法来提高奶酪的安全性和质量,对保障消费者健康、推动奶酪产业发展具有重要意义。