全 文 ：生产与科研经验
2014年第 40卷第 10期(总第 322期)103
防腐剂对低盐腌制大头菜中腐败菌的抑制效果*
胡怀容1，张友华1，唐萍1，鲜欣言1，李明元1，2
1(西华大学 生物工程学院 四川省食品生物技术重点实验室，四川 成都，610039)
2(西华大学 古法发酵(酿造)生物技术研究所，四川 成都，610039)
摘 要 袋装低盐腌制大头菜容易发生由微生物生长繁殖引起的腐败变质现象，为了延长产品保质期限，研究
了防腐剂对低盐腌制大头菜中腐败微生物的抑菌实验，进行防腐剂的筛选和优化。结果表明:苯甲酸钠、脱氢乙
酸钠对腐败微生物有明显的抑菌作用。正交试验优化得到复合防腐剂最佳配方为:苯甲酸钠 0. 4 g /L、脱氢乙酸
钠 0. 2 g /L。在该复配条件下对于正交试验所选用的 Lysinibacillussphaericus，Bacillus sp. 2 株菌株的抑菌率分别
为 99. 77%、99. 86%。
关键词 低盐腌制，大头菜，防腐剂，抑菌率
第一作者:硕士研究生(李明元教授为通讯作者，E-mail:Lim-
ingyuan519@ qq. com)。
* 教育部春晖计划(Z2011093);四川省科技支撑项目(2011NZ0071)。
收稿日期:2014 － 04 － 29，改回日期:2014 － 07 － 17
大头菜原产我国，学名芥菜，十字花科 1 年生或
2 年生草本植物。大头菜抗逆性强，很少发生病虫
害，且投入低、产量高、价格低、耐贮运，适合大规模种
植和加工。在绿色蔬菜中，大头菜富含 VA 和胡萝卜
素，但有强烈的芥辣味，不宜鲜食，其根系常被加工制
成腌制大头菜。腌制芥菜作为我国传统的腌制加工
蔬菜，因其质地脆嫩、营养丰富、滋味鲜美、香脆可口、
解油腻、促食欲等特点，畅销全国，享有较大的声誉，
现在还远销新加坡、日本等地［1］，成为人们日常生活
中喜爱的旅行和佐餐消费品。
随着人们健康营养意识的增强，传统高盐腌制大
头菜，食盐含量高，在 15% ～ 20%，口感差，且不利于
人体健康，违背腌制品低盐的市场需求，生产和销售
都受到极大的限制，无法大量进入市场［2］。而符合
腌制品潮流的低盐腌制大头菜，将占腌制品市场的主
导地位。目前腌制大头菜的生产加工总体处于粗放
经营状态，以传统自然发酵工艺为主，生产工艺落后，
手工劳动占生产加工工艺的主要部分，劳动密集型企
业较多［3］。安全意识淡薄、生产管理粗放，往往导致
多数厂家大量加入超过国家标准的防腐剂［4］，以期
控制低盐腌制品在贮、运、销过程中腐败微生物的生
长繁殖引发的腐败变质。为了保持低盐腌制大头菜
的固有品质，又能达到一定的保存期限，针对工厂化
生产中经高温水浴杀菌后的袋装低盐腌制大头菜添
加一定的防腐剂，实属必要。
本实验参照食品防腐剂在腌渍蔬菜中的使用技
术及法规标准［5 － 6］，通过对防腐剂成分和质量浓度进
行复合研究，得到安全高效的低盐腌制大头菜复合防
腐剂。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
腌制大头菜，宜宾戎陈坊食品有限公司;苯甲酸
钠、乙二胺四乙酸二钠，亚硫酸钠天津博迪化工股份
有限公司;山梨酸钾，上海源叶生物科技有限公司;脱
氢乙酸钠，Ding Chemistry(Shanghai)Co. ，Ltd;腐败微
生物，从腐败变质真空包装腌制大头菜中分离得到 5
株细菌，2 株酵母。培养基:营养琼脂培养基，营养肉
汤，孟加拉红，酵母浸出粉胨葡萄糖培养基，均用柠檬
酸调其 pH值为 5. 0;平板计数琼脂培养基(PCA)。
1. 2 实验仪器
ZWY-1102C恒温培养振荡器，上海智诚分析仪
器制造有限公司;SW-CJ-2F 双人双面净化工作台，苏
州净化设备有限公司;UV-2600 型紫外可见分光光度
计;LDZX-40AI立式自动压力蒸汽灭菌锅，上海三申
医疗核子仪器厂;PHS-3C酸度计，方舟科技。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 初始菌落总数的测定
对工厂化批量生产且未添加防腐剂的低盐腌制
大头菜，经真空包装后水浴杀菌的产品进行菌落总数
的测定，参照 GB 4789. 2 － 2010。
1. 3. 2 标准曲线的绘制［7］
将实验用的 Bacillus megaterium，Bacillus sp．，
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Bacillus subtilis，Lysinibacillussphaericus， Bacillus
boroniphilus 细 菌 菌 株 及 Candida pararugosa，
Candida zemplinina酵母菌分别接种到营养肉汤和酵
母浸出粉胨葡萄糖培养基中，细菌于 37 ℃恒温培养
振荡器培养 14 h备用，酵母菌于 30 ℃恒温培养振荡
器培养 18h备用。
取 200 μL备用液加入之 10 mL培养基中，细菌于
37℃恒温培养振荡器培养 14 h，酵母菌于 30 ℃恒温培
养振荡器培养 18 h，并用在同样条件下培养但没有接
种的培养基稀释，使其浓度分别变为稀释前浓度的
10%，20%，40%，60%，80%。经同样条件下培养但没
有接种的培养基作为空白对照，在 UV-2600 型紫外可
见分光光度计中 600 nm下测得吸光度值。以菌悬液
浓度为横坐标，同样稀释度的菌悬液于 600 nm下的吸
光度为纵坐标，绘制 OD值-菌液浓度标准曲线。
同时将上述未稀释的菌悬液用空白对照培养基
稀释成 10 －1 ～ 10 －8的稀释梯度，无菌环境下吸取 1
mL菌悬液滴入培养皿，再将冷却至 45℃左右的固体
培养基倒入培养皿，混匀。细菌 37 ℃恒温培养箱中
培养 14 h，酵母菌 30 ℃恒温培养箱中培养 18h，取出
选取合适的平板计数。
1. 3. 3 单一防腐剂对低盐腌制大头菜中腐败微生物
抑制作用研究［8 － 10］
稀释各菌株的菌悬液，对比其标准曲线，使其初
始菌量与 1. 3. 1 所测得最大菌落总数一致。再将苯
甲酸钠、脱氢乙酸钠、山梨酸钾、亚硫酸钠、乙二胺四
乙酸二钠按照不同的添加浓度加入培养基中，细菌
37 ℃恒温培养箱中培养 14 h，酵母菌 30 ℃恒温培养
箱中培养 18 h，测定腐败微生物的生长情况。
1. 3. 4 复配防腐剂对低盐腌制大头菜中腐败微生物
的抑制作用研究［11］
在单因素实验的基础上，选择对于腐败微生物有
抑制作用的防腐剂种类和使用浓度复合，进行正交试
验。正交试验选用的正交表 L4(2
3)。因素水平如表
1 所示。
表 1 复合防腐剂的正交试验因素和水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal test for
optimizing compound preservative
水平
因素
苯甲酸钠质量浓度
(g·L －1)
脱氢乙酸钠质量浓度
(g·L －1)
1 0. 2 0. 1
2 0. 4 0. 2
1. 3. 5 验证实验［12 － 13］
将优化得到的复合防腐剂配方，无菌环境下，添
加到低盐腌制大头菜中，真空包装;以不加防腐剂的
低盐腌制大头菜为对照，将其在常温中放置 30 d。
1. 3. 6 抑菌率的计算方法［14］
抑菌率 /% =
对照组的吸光度 －添加防腐剂组的吸光度
对照组的吸光度
× 100
2 结果与分析
2. 1 真空包装低盐腌制大头菜初始菌落总数的测定
对刚生产的未添加任何防腐剂的真空包装低盐
腌制大头菜菌落总数进行测定。10 －1稀释度的计数
结果如表 2 所示。
表 2 真空包装低盐腌制大头菜初始菌落总数测定结果
Table 2 Colonies number of vacuum-packaged
low-salinity pickled turnips
样品形状 丝状 片状 条状
计数结果 /(CFU·mL －1) 10 ～ 20 20 ～ 30 20 ～ 50
2. 2 标准曲线的绘制
测得各菌株标准曲线如下:B. megaterium y =
1. 861 3x + 0. 076 4 Ｒ2 = 0. 998 2;Bacillus. sp. y =
0. 913 6x + 0. 019，Ｒ2 = 0. 996 7;B. subtilis y =
1. 311x + 0. 054 6，Ｒ2 = 0. 994 1;L. sphaericus y =
1. 257 8x + 0. 055 7，Ｒ2 = 0. 991 6;B. boroniphilus y
= 0. 509 4x + 0. 002 8，Ｒ2 = 0. 999 7;C. pararugosa y
= 1. 529x + 0. 133，Ｒ2 = 0. 99;C. zemplinina y =
4. 78x + 0. 106 5，Ｒ2 = 0. 993 5。
B. megaterium未稀释的菌悬液在 10 －4梯度上菌
落数为 50CFU /mL;B. sp. 未稀释的菌悬液在 10 －3
梯度上菌落数为 70 CFU /mL;B. subtilis 未稀释的菌
悬液在 10 －4梯度上菌落数为 220 CFU /mL;L. spha-
ericus未稀释的菌悬液在 10 －6梯度上菌落数为 120
CFU /mL;B. boroniphilus 未稀释的菌悬液在 10 －3梯
度上菌落数为 90 CFU /mL;C. Pararugosa 未稀释菌
悬液在 10 －8梯度上菌落数为 240 CFU /mL;C. Zem-
plinina未稀释菌悬液在 10 －8梯度上菌落数为 180
CFU /mL。
2. 3 单一防腐剂对低盐腌制大头菜中腐败微生物的
抑制效果
2. 3. 1 苯甲酸钠对腐败微生物的抑制效果
由图 1 可知，苯甲酸钠对 B. megaterium，
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Bacillus. sp. ，B. subtilis有很好的抑制效果，当其质
量浓度达到 0. 3 g /L时，对这 3 种菌的抑菌率分别达
到 91. 98%、98. 86%、96. 12%，而对 L. sphaericus，C.
pararugosa，C. zemplinina这 3 种菌，苯甲酸钠质量浓
度达到最大即 1. 2 g /L时，抑菌率分别达到 59. 26%、
58. 46%、74. 83%。
图 1 不同苯甲酸钠质量浓度对腐败微生物的抑制效果
Fig. 1 Suppression effect of sodium benzoate at
various concentrations on spoilagemicrobial
2. 3. 2 脱氢乙酸钠对腐败微生物的抑制效果
由图 2 可知，脱氢乙酸钠质量浓度为 0. 3 g /L
时，对 L. sphaericus抑菌率是 68. 99%，但对所进行实
验的其余菌株，此质量浓度条件下，抑菌率均为 99%
以上。其中对于 B. sp. ，脱氢乙酸钠质量浓度为 0 ～
0. 1 g /L时，抑菌效果不明显，当其质量浓度为 0. 1 g /
L时，抑菌率仅为 10. 05%。
图 2 不同脱氢乙酸钠质量浓度对腐败微生物的抑制效果
Fig. 2 Suppression effect of sodium dehydroacetate
at various concentrations on spoilage microbial
2. 3. 3 山梨酸钾对腐败微生物的抑制效果
由图 3可知，随着山梨酸钾质量浓度的增大，对腐
败微生物的抑制效果逐渐增强，对 B. boroniphilus抑制
效果较好，当质量浓度为 0. 5 g /L 时，抑菌率为
99. 00%。但对 Bacillus. sp.，L. sphaericus，当其质量
浓度达到最大时，抑菌率分别为 46. 60%、29. 39%。
2. 3. 4 亚硫酸钠对腐败微生物的抑制效果
由图 4 可知，随着亚硫酸钠质量浓度的增大，对
图 3 不同质量浓度山梨酸钾对腐败微生物的抑制效果
Fig. 3 Suppression effect of potassium sorbate at
various concentrations on spoilage microbial
腐败微生物的抑制作用在增强，但亚硫酸钠质量浓度
达到最大浓度即 0. 2 g /L 时，对 Bacillus. sp. 的抑菌
率为所进行实验菌株中最高的，为 28. 80%。
图 4 不同亚硫酸钠质量浓度对腐败微生物的抑制效果
Fig. 4 Suppression effect of sodium sulfite at various
concentrations on spoilage microbial
2. 3. 5 乙二胺四乙酸二钠对腐败微生物的抑制效果
由图 5 可知，乙二胺四乙酸二钠对 Bacillus. sp.
的抑制效果最明显，在乙二胺四乙酸二钠质量浓度
0 ～ 0. 1 g /L时，抑菌率显著增长，从 0% 上升到
66. 08%。而对于其余实验菌株，在其质量浓度达到
最大时，抑菌率也没有超过 50%。
图 5 不同乙二胺四乙酸二钠质量浓度对
腐败微生物的抑制效果
Fig. 5 Suppression effect of EDTA-2Na at various
concentrations on spoilage microbial
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2. 4 复合防腐剂配方对抗性较强菌株的正交试验结
果
在单因素实验过程中发现，L. sphaericus 是对防
腐剂抗性较强的菌株。对于菌株 Bacillus. sp. ，苯甲
酸钠质量浓度在远小于最大质量浓度时即 0. 3 g /L，
抑菌率就可达到 98. 86%;脱氢乙酸钠质量浓度在接
近最大质量浓度为 0. 3 g /L 时，抑菌率是 99. 56%。
所以正交试验中选用这 2 种菌为抑制效果的评价标
准。正交试验结果见表 3、表 4。
对正交试验结果进行方差分析和极差分析可知，
脱氢乙酸钠对 L. sphaericus抑制效果显著，苯甲酸钠
对其抑制效果不显著，因素主次顺序为 BA;苯甲酸钠
对 Bacillus. sp. 抑制效果显著，脱氢乙酸钠对其抑制
效果不显著，因素主次顺序为 AB。计算分析复合防
腐剂对两株菌抑菌率的最佳水平组合均为 A2B2:苯
甲酸钠质量浓度 0. 4 g /L、脱氢乙酸钠质量浓度 0. 2
g /L，对 L. sphaericus，Bacillus. sp. 2 株菌的抑菌率分
别为 99. 77%、99. 86%。
表 3 正交试验结果的方差分析
Table 3 Variance analysis of orthogonal experimental results
方差来源
偏差平方和
1 2
自由度
1 1
方差
1 2
F值
1 1
Fa值
苯甲酸钠质量浓度 65. 610 3. 423 1 1 65. 610 3. 423 1. 26 53. 98* F0. 05(1，2)= 18. 51
脱氢乙酸钠质量浓度 1 595. 204 0. 078 1 1 1 595. 204 0. 078 30. 55* 1. 24 F0. 01(1，2)= 98. 5
误差 38. 813 0. 048 1 1 38. 813 0. 048
误差 e 104. 423 0. 127 2 2 52. 211 0. 063
总和 1 699. 627 3. 676 3 3
注:1 复合防腐剂对 L. sphaericus的正交试验结果;2 复合防腐剂对 B. sp. 的正交试验结果。* 差异显著。
表 4 正交试验结果极差分析
Table 4 Ｒange analysis of orthogonal experimental results
试验号 A B 空列
抑菌率 /%
L. sphaericus B. sp.
1 1 1 1 51. 73 97. 73
2 1 2 2 97. 9 98. 23
3 2 1 2 66. 06 99. 8
4 2 2 1 99. 77 99. 86
L. sphaericus k1 74. 815 58. 895 75. 750
k2 82. 915 98. 835 81. 980
Ｒ 8. 100 39. 940 6. 230
Bacillus. sp. k1 97. 980 98. 765 98. 795
k2 99. 830 99. 045 99. 015
Ｒ 1. 850 0. 280 0. 220
注:A为苯甲酸钠质量浓度，B为脱氢乙酸钠质量浓度。
2. 5 验证实验结果
综合正交试验结果分析，根据因素相对于实验菌
株的显著性不同，将 A2B2 复合防腐剂水平组合添加
到条状低盐腌制大头菜中，常温下放置 30 d，对菌落
总数进行计数发现，空白组菌落总数在 10 －3稀释度
上为 90 CFU /mL，添加组合 A2B2 复合防腐剂菌落总
数在 10 －1稀释度为 70 CFU /mL。对产品进行感官评
价，添加组具有腌渍大头菜应有的色泽、香气，质地脆
嫩，无酸味，无异味，无不良气味，无杂质;空白组出现
变质现象。
2. 6 结论
苯甲酸钠是在腌菜中常使用的化学防腐剂，属于
酸性防腐剂，体系酸性越大，其防腐效果越好;脱氢乙
酸钠是一种新开发的广谱类、抑菌力极强的食品防腐
剂，结构稳定，酸性或碱性条件下均有效，而且无特殊
味道，腌菜防腐效果好［15 － 16］，常在食品中复配使
用［17 － 18］。本实验对复合防腐剂配方进行筛选和优
化，通过单因素及正交试验结果分析，均可在腌渍蔬
菜中应用的苯甲酸钠和脱氢乙酸钠两种防腐剂，质量
浓度分别为 0. 4、0. 2 g /L 时，对于 L. Sphaericus，
Bacillus. sp. 2 株对防腐剂抗性较强菌株的抑制率都
在 99%以上，且各自用量占其最大使用量的比例之
和小于 0. 9，达到了协同增效的作用，符合 GB26687
－ 2011 的要求。
将所筛选与优化得到的复合防腐剂配方添加到
低盐腌制的大头菜中，常温下放置 30 d，其抑菌效果
仍然较好，通过感官评价，添加复合防腐剂组未出现
腐败、胀袋现象，可延长产品货架期。
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Suppression effect of preservative on microbial in
low-salt pickled turnips
HU Huai-rong1，ZHANG You-hua1，TANG Ping1，XIAN Xin-yan1，Li Ming-yuan1，2
1(Provincial Key Laboratory of Food Biotechnology of Sichuan，College of Bioengineering，Xihua University，Chengdu 610039，China)
2(Biotechnology Institute of Ancient Brewing，Xihua University，Chengdu 610039，China)
ABSTＲACT Low-salt pickled turnips are easy to be deteriorated caused by microbial． Antibacterial experiments for
microbial isolated from low-salt pickled turnips were conducted in order to extend the product shelf-life． Meanwhile，
the screening and optimization of preservatives were carried on． An obvious suppression effect of sodium benzoate，so-
dium dehydroacetate on spoilage microbial was observed． A compound preservative was optimized at 0． 4g /L sodium
benzoate，0． 2g /L sodium dehydroacetate by orthogonal test． This compound preservative exhibited an excellent sup-
pression effect on Lysinibacillus sphaericus，Bacillus sp． The antibacterial rate of the two strains could reach to
99. 77%，99． 86% respectively．
Key words low-salinity，pickled turnip，preservative，antibacterial rate