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随着生活水平提高和食品安全意识增强,人们越来越关注食品的安全性和自身健康,天然、绿色食品作为食品防腐剂更容易被消费者认可和接受。将食品级微生物--乳酸菌(Lactic acid bacteria, LAB)发酵食品原料所得抑菌活性物质作为防腐剂加入食品,不仅能提高食品的安全性,同时也能提高食品的功能性。因此,目前乳酸菌发酵食品成为开发食品防腐剂的研究方向。基于前期对嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)NX2-6发酵产广谱抑菌活性物质的研究,为使嗜酸乳杆菌NX2-6发酵产物满足直接作为食品防腐剂的要求,本研究通过嗜酸乳杆菌NX2-6产抑菌物质改良番茄汁琼脂培养基(改良TJA)的优化,并将抑菌物质应用于冷却肉防腐保鲜。同时,研究了一种低脱脂乳含量培养基并应用于牛奶防腐保鲜,旨在为开发一种新型生物防腐剂应用于食品工业提供依据。具体研究结果分述如下：1.嗜酸乳杆菌NX2-6产抑菌物质改良番茄汁琼脂培养基的优化。从改良TJA出发,筛选出了影响嗜酸乳杆菌NX2-6抑菌活性的因素并进行改良,得到一个由番茄汁、脱脂乳和啤酒组成的培养基。在此基础上,采用响应面法对其进行优化,确定最优培养基为92.5 mL/L番茄汁、208.5 mL/L啤酒和300.3g/L脱脂乳。在此条件下,抑菌物质对大肠杆菌抑菌圈直径为19.50mm,并通过验证实验得到抑菌圈直径为19.78±0.23mm,实验值与预测值相对标准偏差(R.SD)仅为1.59%。该发酵上清液对大肠杆菌抑菌圈直径较优化前培养基提高1.6倍。此外,嗜酸乳杆菌NX2-6在该培养基中发酵产物具有广谱抑菌活性,其不仅能抑制大肠杆菌、芽孢杆菌和假单胞菌等食品腐败菌,还能抑制金黄色葡萄球菌、阪崎肠杆菌、沙门氏菌和单增李斯特氏菌等食源性致病菌。同时,发酵液对蜡样芽孢杆菌AS1.1846芽孢和短小杆菌CMCC(B)63202茅孢在脑心浸液(BHI)培养基中最小抑菌浓度(MIC)均为6.25%(v/v)和最小杀菌浓度(MBC)均为12.50%；在Luria-Bertani(LB)培养基和营养肉汤(NB)培养基中MIC分别为3.13%和1.56%,MBC均为6.25%。2.嗜酸乳杆菌NX2-6发酵食品产抑菌物质对冷却内防腐保鲜效果的研究。在冷却肉中添加2%、4%和8%三种剂量的发酵上清液(简称FBF)冻干粉(记为L.1、L.2和L.3组),同时以添加双蒸水(ddH2O)和nisin作为对照(记为Control组和Nisin组),测定肉饼在4℃存储过程中微生物、理化和感官指标。结果表明,各添加量FBF均能有效抑制肉饼存储过程中好氧微生物、假单胞菌属细菌、大肠菌群和乳酸菌的生长,但对霉菌酵母作用效果不明显；FBF的加入能够延缓挥发性盐基氮(TVB-N)的生成,降低肉饼pH,但高剂量FBF促进了肉饼氧化导致丙二醛(MDA)值升高,且a*值降低。感官评定表明,三种添加量FBF能减缓因微生物作用而产生的恶臭味和粘度,但高剂量FBF对肉饼颜色产生了不利的影响。综合微生物、理化和感官评定结果可知,Control组和Nisin组的货架期为3-6 d,L.1组货架期为9-12 d,L.2组为12-15 d,L.3组超过15d,这说明了FBF冻干粉能够延长肉饼货架期至少3 d。3.嗜酸乳杆菌NX2-6产抑菌物质脱脂乳培养基的优化及其对牛奶防腐效果的初步研究。在50.0 g/L脱脂乳基础培养基上,首先通过单因素实验筛选出影响嗜酸乳杆菌NX2-6抑菌活性的因素为葡萄糖、乳糖、番茄汁、黄豆粉、玉米粉、乙酸钠、吐温-80和七水合硫酸镁。其次,通过Plackett-Burman(PB)设计筛选出对该菌株抑菌活性有关键作用的显著正效应因子为乙酸钠、黄豆粉、玉米粉和乳糖,显著负效应因子为吐温-80。接着经过单因素验证,排除玉米粉对抑菌活性的影响。在此基础上,采用响应面法对筛选出的关键正效应因子乙酸钠、黄豆粉和乳糖进行优化,确定最佳培养基为20.0 g/L乳糖、90.9 g/L黄豆粉、22.4g/L乙酸钠、2.5 g/L吐温-80、10.0 mL/L番茄汁、10.0 g/L葡萄糖、1.0 g/L七水合硫酸镁、50.0 g/L脱脂乳。在此条件下,抑菌圈直径为23.83mm,进行验证实验得到抑菌圈直径为22.75±0.35 mm,实验值与理论值RSD仅为4.53%。发酵上清液对大肠杆菌抑菌圈直径较脱脂乳基础培养基提高2.0倍。嗜酸乳杆菌NX2-6抑菌物质活性不受温度和紫外照射影响,但是其活性受pH影响较大,在pH2.0-4.0范围内抑菌物质能够抑制包括大肠杆菌、芽孢杆菌、荧光假单胞菌等在内的腐败细菌,还能抑制阪琦肠杆菌、沙门氏菌和李斯特氏菌等食源性致病菌,且其活性随pH降低而增加,当pH为5.0时其仅对甲型副伤寒沙门氏菌CICC21501、伤寒沙门氏菌CMCC50071、蜡样茅孢杆菌AS1.1846和荧光假单胞菌AS1.1802具有抑制作用,pH高于5.0时对所有指示菌无抑制作用。向巴氏灭菌牛奶中加入2%、4%和6%发酵上清液充分混合均匀后于28℃下存储,添加发酵上清液的处理组能够抑制牛奶中细菌生长,6%添加量会引起巴氏奶中蛋白质呈颗粒析出,但4%添加量能够保持巴氏奶良好的感官。结合微生物菌落总数和感官评定结果可知,4%添加组货架期为48～60 h,比空白对照和Nisin组延长24～48 h,即为对照组的2-5倍。