食品级植物源性复合抑菌剂在烘焙类制品中的应用
技术领域
本发明涉及一种天然抑菌防腐材料的应用。
背景技术
食品腐败变质的原因是由微生物的繁殖引起食品腐败变质；或因空气中氧的作用，引起烘焙类制品食品中成分的氧化变质；因烘焙类制品食品内部所含氧化酶、过氧化酶、淀粉酶、蛋白酶等的作用，促进食品代谢作用的进行，产生热、水蒸气和二氧化碳，致使食品变质。在食品腐败的诸因素中，微生物的污染是最活跃、最普遍的因素，起主导作用。环境中无处不存在微生物，食物在生产、加工、运输、储存、销售过程中，很容易被微生物污染。只要温度适宜，微生物就会生长繁殖，分解食物中的营养素，以满足自身需要。这时食物中的蛋白质就被破坏了，食物会发出臭味和酸味，失去了原有的坚韧性和弹性，颜色也会发生变化。
食品中常见的化学防腐剂包括苯甲酸钠等，化学防腐剂的使用存在着潜在安全风险和环境污染的问题，现有化学防腐剂的保质期短；化学防腐剂会给食物带来的不良感官，例如涩味或苦味等，而往往需要在食物中添加更多的添加剂例如糖、胶质、植物脂肪等来掩盖和遮蔽化学防腐剂会给食物带来的不良感官。现有的天然抑菌剂的抑菌剂成本过高，无法在工业上大规模应用的问题；常见植物源抑菌剂的气味残留会影响原料的风味，使得植物源抑菌剂无法用于烘焙制品中。目前，在烘焙制品中普遍使用山梨酸钾、丙酸钙、亚硫酸氢钠等化学合成防腐剂，防腐剂虽是食品添加剂的一种，但其成分的安全性成为了人们关注的焦点。在我国《食品添加剂使用卫生标准》虽严格规定了防腐剂的种类、质量标准和添加剂量，但是过多摄入化学防腐剂会存在副作用，如引起人体新陈代谢的紊乱等问题，并且现有化学防腐剂的保质期短。
发明内容
本发明的目的是要解决现有化学防腐剂的保质期短、会给食物带来的不良感官和过多摄入化学防腐剂会存在副作用的问题，而提供一种食品级植物源性复合抑菌剂在烘焙类制品中的应用。
本发明提供了食品级植物源性复合抑菌剂在烘焙类制品中的应用，所述食品级植物源性复合抑菌剂用于制备烘焙类制品，所述食品级植物源性复合抑菌剂在烘焙类制品中的添加量为0.04％～0.08％；所述食品级植物源性复合抑菌剂包括肉桂醛、丁香酚和石竹烯。
进一步的，所述食品级植物源性复合抑菌剂按重量份数包括15～85份肉桂醛、3～60份丁香酚和0.2～15份石竹烯。
优选的，所述食品级植物源性复合抑菌剂按重量份数包括60～65份肉桂醛、20～28份丁香酚和2～9份石竹烯。
进一步的，所述烘焙类制品至少包括糕点、蛋糕、饼干、月饼、蛋卷、面包中的任意一种，还包括其他烘焙类制品。
进一步的，所述烘焙类制品为糕点，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备糕点过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在面皮制作制工序和制馅料工序加入，面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.07％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.07％；
进一步的，所述烘焙类制品为蛋糕，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备蛋糕过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.08％。
进一步的，所述烘焙类制品为饼干，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备饼干过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0.07％。
进一步的，所述烘焙类制品为月饼，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备月饼过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在面皮制作制工序和制馅料工序加入，面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.07％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.07％。
进一步的，所述烘焙类制品为蛋卷，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备蛋卷过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.07％。
进一步的，所述烘焙类制品为面包，利用食品级植物源性复合抑菌剂制备面包过程中，食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.07％。
本发明的有益效果：
一、本发明使用的用于食品级植物源复合抑菌剂包含有香辛料、中草药、茶多酚、果胶酶解物、竹叶提取物等，它们属于天然植物的直接提取物，能阻止多种细菌、霉菌的生长，是理想的天然抑菌防腐材料，在其基础上本发明采用药食同源的植物进行提取肉桂醛和丁香酚，并加入石竹烯，制备得到食品级植物源性复合抑菌剂。
二、本发明在烘焙类制品生产过程中添加了食品级植物源性复合抑菌剂，代替了传统的化学防腐剂，食品级植物源性复合抑菌剂采用药食同源的植物进行提取，有很好的抑制微生物生长的效果，从而达到有效地延长食品的保存时间，抑菌谱广，并且与食物原味有更好的适配性，使用后没有气味残留，并保持原有食品的风味，避免了使用化学防腐剂会给食物带来的不良感官的问题，使用食品级植物源性复合抑菌剂制备烘焙类制品时，食品级植物源性复合抑菌剂在烘焙类制品中的添加量不超过0.08％，即可实现保质期延长至12个月。本发明食品级植物源性复合抑菌剂添加量小，因此成本过低，适合在工业上大规模应用。
三、本发明食品级植物源性复合抑菌剂是从天然植物的直接提取物，使食品的安全性更高，因此与化学合成防腐剂相比，在保证食品货架期的时间范围内、防腐效果相近的条件下长时间食用、使用不会给身体带来副作用。并且本发明食品级植物源性复合抑菌剂的使用不存在安全风险和环境污染的问题。
具体实施方式
实施例1：
食品级植物源性复合抑菌剂的制备方法：
(1)、制备含肉桂醛的植物提取物：水蒸气蒸馏法取60kg研细的肉桂树皮粉，放入烧瓶中，加水160L，装上冷凝管，加热回流10min。冷却后倒入蒸馏瓶中进行水蒸气蒸馏，收集馏出液80～100L；
将馏出液转移到分液漏斗中，用每份40L乙醚萃取两次。弃去水层，乙醚层移入小试管中，加入少量无水硫酸钠干燥，20min后，倒出萃取液，在通风橱内用水浴加热蒸去乙醚，即得含肉桂醛的植物提取物；
(2)、制备含丁香酚的植物提取物：称取丁香花蕾15kg，加水90L在蒸馏瓶浸泡后，直接加热进行水蒸汽蒸馏，收集馏液约30L；
将所得的馏液置于分液漏斗中，用乙酸乙酯萃取两次(每次20L)，合并上层乙酸乙酯萃取液(上层乙酸乙酯萃取液含丁香酚)，之后进行乙酸乙酯去除，即得含丁香酚的植物提取物。
(3)、将搅拌锅预加热至60℃，预热5分钟，将转速调至15r/min，打开搅拌锅，加入含肉桂醛的植物提取物、含丁香酚的植物提取物和石竹烯(购自上海一基实业有限公司)共计100kg，将搅拌锅转速调至100r/min，搅拌50分钟，搅拌后分装，即得食品级植物源性复合抑菌剂；所述食品级植物源性复合抑菌剂中肉桂醛的质量分数为55％，丁香酚的质量分数为12％，石竹烯的质量分数为12％。
对实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂进行性能检测，具体检测方法和检测结果如下：
(一)对迷迭香油、BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)和食品级植物源性复合抑菌剂进行感官评价比较：
感官评价描述数据参照表1。
表1

迷迭香油、BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)和食品级植物源性复合抑菌剂的感官评价结果如表2所示。
表2

通过表2可知实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂有淡淡的香气，体系均一稳定，杂气很淡，气味协调。
(二)对迷迭香油、BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)和食品级植物源性复合抑菌剂进行抗氧化性能检测：经过食品级植物源性复合抑菌剂的DPPH自由基测试，说明实施例1食品级植物源性复合抑菌剂除了抑菌功能外还具有抗氧化作用，抗氧化性能优于迷迭香油和BHT。
(三)抑菌效能实验方案
供试菌种为：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、铜绿假单胞杆菌、黑曲霉。
采用液体培养基稀释法测定实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂的最低抑菌浓度MIC，具体方法如下：
(1)培养基的制备：营养肉汤培养基；
(2)菌悬液的制备：取活化后的金黄色葡萄球菌、活化后的大肠杆菌和活化后的铜绿假单胞杆菌于灭菌蒸馏水中分别制成1×108cfu/mL的菌悬液；取活化后的白假丝酵母菌和活化后的黑曲霉于灭菌蒸馏水中分别制成1×107cfu/mL的菌悬液；分别取上述细菌和真菌的菌悬液1mL于灭菌试管中混合均匀待用，得到混合菌悬液；
(3)含防腐剂组合物试管的制备：利用实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂和营养肉汤培养基配置浓度分别为0.025％、0.05％、0.10％、0.20％、0.40％和0.80％的含抑菌剂的营养肉汤培养基；
(4)最低抑菌浓度检测：取混合菌悬液0.1ml分别加入10mL不同浓度含抑菌剂的营养肉汤培养基中，并混合均匀；设置三组平行试验组，其中细菌的观察置于37℃培养24h，真菌的观察置于28℃培养48h；培养结束后分别在不同浓度含抑菌剂的营养肉汤培养基中吸取1ml于平板中，倒入适量培养基，细菌观察置于37℃培养24h，真菌的观察置于28℃培养48h；获取平板菌落总数，取平均值。
抑菌效能结果数据(MIC)如表3所示：
表3

注：“-”表示没有菌生长，“+”表示有极少菌，“++”表示有少数菌“++”表示有大量菌。
从表格3上可以看出，实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂最小抑菌浓度为0.05％，当实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂添加量不低于0.05％时，实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠埃希氏菌、白色假丝酵母和黑曲霉5种菌类都能同时起到抑制作用。
(四)不同pH条件下的抑菌效能实验方案：以不同pH条件下按照(三)抑菌效能实验方案的常规实验方法，检测其在不同pH条件下的抑菌效能，结果如表4所示：
表4

注：“-”表示没有菌生长，“+”表示有极少菌，“++”表示有少数菌“+++”表示有大量菌。
通过表4可知，实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂在pH为4-10之间的酸碱范围内，都有良好的抑菌效能。
(五)高温稳定性实验
在高温条件下按照(三)抑菌效能实验方案的常规实验方法，检测其在不同高温条件下浓度为0.05％的含抑菌剂的营养肉汤培养基的抑菌效能，结果如表5所示：
表5

注：“-”表示没有菌生长，“+”表示有极少菌，“++”表示有少数菌“+++”表示有大量菌。
通过表5知，实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂对不同的温度条件有不同的稳定性，实验结果表明，温度为100℃以下，实施例1得到的食品级植物源性复合抑菌剂仍可以保持优良的抑菌效果。
实施例2：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备糕点的具体方法为：
备料：采用面粉23g、鸡蛋20g、食用油10g、白砂糖5g、食盐2g和馅料40g；
制备糕点：①、面皮制作：将食品级植物源性复合抑菌剂与面粉、鸡蛋、食用油、白砂糖和食盐混合后加水进行和面，得到面皮；②、制馅料：向制馅料中加入食品级植物源性复合抑菌剂并炒制；所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.07％，馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.07％；上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.04％，馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.04％，进行制备糕点。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.05％，馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.05％，进行制备糕点。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.06％，馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.06％，进行制备糕点。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.08％，馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.08％，进行制备糕点。
对照组：与实验组不同的是，对照组以丙酸钠作为作为防腐剂；丙酸钠的添加了为面皮质量的0.25％，馅料质量的0.25％。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备糕点。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、28份丁香酚和2份石竹烯；
采用标准号为GB 7099的国标的进行保质期检测，检测结果表如6所示；
表6

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表6知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到糕点质量的0.07％时，保质期可达12个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。
实施例3：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备蛋糕的具体方法为：
备料：采用面粉50g、鸡蛋30g、白砂糖5g、食用油5g、氢化植物油10g；
制备蛋糕：依次经鸡蛋打发、和面、注模、烘烤和装饰工序，得到蛋糕成品。食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.08％。上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.04％，进行制备蛋糕。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.05％，进行制备蛋糕。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.06％，进行制备蛋糕。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋糕原料总质量的0.07％，进行制备蛋糕。
对照组：与实验组不同的是，对照组以丙酸钠作为作为防腐剂；丙酸钠的添加量为蛋糕原料总质量的0.25％，进行制备蛋糕。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备蛋糕。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、21份丁香酚和9份石竹烯；
采用标准号为GB/T 31059的国标的进行保质期检测，检测结果如表7所示；
表7

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表7知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到蛋糕质量的0.08％时，保质期可达8个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。
实施例4：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备威化饼干的具体方法为：
备料：采用面粉20g、馅料60g、食用油15g、食盐5g；还包括白砂糖适量。
制备威化饼干：依次经和面、成型和烘烤工序，得到威化饼干成品。食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为威化饼干原料总质量的0.07％。上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为威化饼干原料总质量的0.04％，进行威化饼干。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为威化饼干原料总质量的0.05％，进行制备威化饼干。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为威化饼干原料总质量的0.06％，进行制备威化饼干。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为威化饼干原料总质量的0.08％，进行制备威化饼干。
对照组：与实验组不同的是，对照组以亚硫酸氢钠作为作为防腐剂；亚硫酸氢钠的添加量为蛋糕原料总质量的0.1％，进行制备威化饼干。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备威化饼干。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、25份丁香酚和7份石竹烯；
采用标准号为GB7100的国标的进行保质期检测，检测结果如表8所示；
表8

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表8知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到蛋糕质量的0.07％时，保质期可达12个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。
实施例5：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备月饼的具体方法为：
备料：采用面粉20g、馅料60g、食用油15g、食盐5g；
制备月饼：依次经面皮制作、制馅料和烘烤工序，得到月饼成品。食品级植物源性复合抑菌剂在面皮制作制工序和制馅料工序加入，面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.07％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.07％，上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.04％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.04％。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.05％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.05％。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.06％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.06％。
其中，实验组中，调整所述面皮中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面皮质量的0.08％；馅料中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为馅料质量的0.08％。
对照组：与实验组不同的是，对照组以山梨酸钾作为作为防腐剂；山梨酸钾的添加量为月饼原料总质量的0.1％，进行制备月饼。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备月饼。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、20份丁香酚和8份石竹烯；
采用标准号为GB/T 19855的国标的进行保质期检测，检测结果如表9所示；
表9

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表9知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到月饼质量的0.07％时，保质期可达12个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。
实施例6：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备蛋卷的具体方法为：
备料：采用面粉40g、鸡蛋40g、白砂糖15g、食盐5g；
制备蛋卷：依次经鸡蛋打发、和面、成型和烘烤工序，得到蛋卷成品。所述食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.07％。上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.04％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.05％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.06％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为蛋卷原料总质量的0.08％。
对照组：与实验组不同的是，对照组以亚硫酸氢钠作为作为防腐剂；亚硫酸氢钠的添加量为蛋卷原料总质量的0.1％，进行制备蛋卷。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备蛋卷。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、23份丁香酚和7份石竹烯；
采用标准号为GB 7100的国标的进行保质期检测，检测结果如表10所示；
表10

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表10知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到蛋卷质量的0.07％时，保质期可达12个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。
实施例7：
使用食品级植物源性复合抑菌剂制备面包的具体方法为：
备料：采用面粉80g、鸡蛋10g、白砂糖10g；
制备面包：依次经和面、醒面和烘烤工序，得到面包成品。所述食品级植物源性复合抑菌剂在和面工序加入，食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.07％。上述作为实验组。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.04％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.05％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.06％。
其中，实验组中，调整所述食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为面包原料总质量的0.08％。
对照组：与实验组不同的是，对照组以丙酸钙作为作为防腐剂；丙酸钙的添加量为蛋卷原料总质量的0.1％，进行制备面包。
空白组：空白组中食品级植物源性复合抑菌剂的添加量为0，进行制备面包。
所述的食品级植物源性复合抑菌剂包括60份肉桂醛、26份丁香酚和7份石竹烯；
采用标准号为GB 7099的国标的进行保质期检测，检测结果如表11所示；
表11

注：表中“X”表示菌数量超标准。
通过表11知，当食品级植物源性复合抑菌剂的添加量达到面包质量的0.07％时，保质期可达12个月，达到了与常见的化学防腐剂相同的效果。