（*古巴甘蔗副產物研究所（ICIDCA），**阿根廷Obispo Colombres農工實驗站，***墨西哥Morelos生物技術研究所，****美國BrighamYoung大學）
摘 要
在從壓榨間直到蔗汁澄清的蔗糖生產過程中，蔗汁中微生物活動是破壞蔗糖品質的一個重要因素。蔗糖損失和葡聚糖的形成通常與蔗汁中微生物引起的變質有關。多年來，這一直成為糖廠試圖改善蔗糖品質時所麵臨的問題。本文以直接影響得糖量的微生物減少和相對純度為指標，研究了不同殺菌方法在蔗汁中的效果。濃度為0.007%的S抑製劑顯示了對某糖廠初壓汁和混合汁中的微生物菌群的抗菌效應。在對照組中，12h後觀察到4.8單位的純度降低。加入S抑製劑後，隻降低2個單位。且蔗汁的穩定性在3個樣品中幾乎完全一致。以S抑製劑處理的蔗汁保持深褐色和清新的氣味，且pH與初始相比無顯著變化，而未處理的蔗汁變淺褐色，產生很強的酒味，pH和純度顯著降低。這種穩定效應尚未被其他常用的糖用殺菌劑所報導。同樣，本文證明了有可能通過使用S抑製劑來穩定混合汁。經S抑製劑處理後，遊離的還原物質和多聚糖比不經處理的樣品低6倍。這些結果表明，形成的葡聚糖以及隨之形成的遊離果糖減少。
引 言
蔗糖損失和葡聚糖的形成通常與蔗汁變質相聯係。用變質蔗汁生產的蔗糖具有高含量的葡聚糖，從而並不符合某些以蔗糖為原料精製為商品的接受標準。多年來，這已成為糖廠試圖改善蔗糖品質所麵臨的問題。
腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）合成葡聚糖蔗糖酶（蔗糖-6-葡糖基轉移酶），該酶聚合蔗糖為葡聚糖。已證明該微生物可從縫隙侵入收獲前用於儲備蔗汁的組織（Demole等，1962）。
蔗汁的物化特性使其成為微生物生長的優良環境。微生物的代謝特性使其可降解蔗汁中的蔗糖並形成代謝物如乳酸，乙酸，乙醇，甘露醇等，以及多聚糖如葡聚糖和果聚糖（Michelena等，1992）。
這一現象的影響範圍在壓榨區變得顯著。因高發生率細菌性降解的影響，從初壓汁到混合汁過程中，純度降低了兩個單位。
先以熱水、蒸汽完全清洗榨汁區並隨後用殺菌劑處理是防止甘蔗和蔗汁降解的常用措施。
目前，多種化學物質被用於殺菌劑並被考慮作為糖廠的清潔劑，如鹵素，有機硫化物，四銨化物均被采用（Cerutti等，2002），然而，幾乎沒有源於生物的（biological origin）殺菌劑在糖業中進行試驗。
本研究目的是以直接影響得糖率的微生物減少和相對純度為指標，確定蔗汁中不同殺菌方法的效果。
材料與方法
a）實驗室規模下不同方法抑製腸膜明串珠菌的效果
菌株
用於本研究的凍幹菌株腸膜明串珠菌亞種明串珠菌
可可球二孢菌（Botryodiplodia theobromae）715和假單胞菌PSS被用於產生具有抗菌特性的代謝物。
被命名為S的抑製劑由茉莉酸（jasmonic acid，JA）的銅鹽與其他防腐劑結合而構成。
抗生代謝物的製備
茉莉酸（JA）從以蔗糖為碳源，KNO3為氮源的Miersch培養基（5）上的可可球二胞菌培養物中獲得。接種10個
假單胞菌PSS於含有穀氨酸和鹽的培養基中
固體培養基的方法
為確定代謝物的抗菌效果，采用了一種瓊脂擴散方法（agar diffusion technique）（4）。抗菌活性的探測由細菌營養瓊脂的瓊脂擴散方法所確定。
方法：用22μm Millipore®微孔濾膜將茉莉酸過濾除菌。氣相色譜分析確定茉莉酸濃度為246mg/L。在確定抗菌能力的培養方法規定的20ml生物肉湯培養物中分別加入2，10，15，30，60，100和200ppm的茉莉酸。
抑菌的定性分析采用含200ppm茉莉酸的樣品。
培養物（對照和加入茉莉酸）加入5.5×
液體培養基的方法
含有
S抑製劑對糖廠蔗汁的抑菌效果
在本實驗中，
榨汁間處理量為260T/h，因此允許S抑製劑的加入劑量約為0.007%。分別在加入之前，加入時和加入5min後，第二次加入5min後，第二次加入30min後收集樣品。進行微生物計數（酵母，細菌和明串珠菌）。測定pH，轉光度和純度以確定蔗汁的穩定性（Panreac，1992）。
接觸時間定義為混合汁能保持到澄清工序的熱處理之前。這一指標根據每個糖廠的工況而有所不同。在本研究中，研究了1，5和30分鍾的接觸時間。
活細胞數量（CFU/ml），通過用選擇性培養基確定，以確定在研究全部微生物（營養瓊脂），多聚糖產生細菌（酵母膏-葡萄糖瓊脂）和真菌（麥芽瓊脂）時每種產品的抗菌效果。樣品於
結果與討論
a）腸膜明串珠菌在實驗室規模的抑製效果
含有不同濃度茉莉酸的可可球二孢菌715上清液產生的對腸膜明串珠菌抑製效果的研究
研究表明含有高達600mg/L的球胞二菌715上清液在24至72小時後抑製腸膜明串珠菌L1101-1,1-2和1-3，48h後出現最大的抑製區（
盡管最大的抑製區出現在使用400mg/L茉莉酸處理之後，此濃度的抑製效果與使用100ml/L茉莉酸處理的效果並無顯著差異。
中試規模的
根據中試結果，我們期望在榨汁中應用該產品進行研究，以確定該產品作為較易用於降低對初始工藝和最終產品有害的微生物的數量的壓榨殺菌劑的有效性。考慮到0.2%濃度的S抑製劑不切實際，不太可能應用於壓榨間，即殺菌劑費用不應高於因微生物降解而損失的蔗糖價值，故測試了0.007%濃度的S抑製劑。測試了在初壓汁和混合汁中降低的濃度對微生物量，產多聚糖細菌（主要是明串珠菌和杆菌）以及酵母的效果。其結果參見表I。
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|
嗜溫菌（CFU/ml） |
多聚糖產生菌（CFU/ml） |
酵母（CFU/ml） |
|
初壓汁 |
| ||
|
0 min |
3.0×107 |
2.0×107 |
1.0×107 |
|
第一次處理 |
| ||
|
1 min |
1.5×106 |
2.7×106 |
5.0×105 |
|
5 min |
8.9×105 |
1.2×106 |
3.9×105 |
|
第二次處理 |
| ||
|
5 min |
1.0×105 |
6.1×105 |
2.4×105 |
|
30 min |
1.1×105 |
2.9×105 |
4.0×105 |
|
抑製率% |
99.6 |
98.5 |
96.0 |
|
| |||
|
混合汁 |
| ||
|
0 min |
7.0×106 |
1.2×107 |
8.3×106 |
|
第一次處理 |
| ||
|
1 min |
2.6×106 |
3.8×106 |
6.2×105 |
|
5 min |
9.3×105 |
1.3×106 |
1.4×106 |
|
第二次處理 |
| ||
|
5 min |
7.5×105 |
3.2×105 |
1.0×106 |
|
30 min |
4.5×105 |
4.9×105 |
7.3×105 |
|
抑製率% |
93.6 |
95.9 |
94.2 |
在本研究中，接觸時間定為不超過30min。所得的數據使我們可以推斷0.007%濃度的S抑製劑和30min的接觸時間足以對所有被研究的微生物產生大於90%的抑製：對總微生物量為99.6%，對多聚糖產生菌大於96%，對酵母大於94%。
結果表明甚至在接觸1min後，S抑製劑能立即發揮抗微生物效應（通過這3種微生物的急劇下降和高度的抑製顯示出來）。
添加S抑製劑對澄清汁純度的影響
使用兩種濃度的S抑製劑來研究對蔗汁純度的穩定效果。在對照樣中（表II），純度在12h後降低了4.8個單位。加入S抑製劑產生了較少的純度降低（2個單位）。此外，在樣品3中觀察到幾乎完全穩定了蔗汁。經S抑製劑處理的蔗汁保持深褐色和清新氣味，且pH相對初始時無明顯降低。另一方麵，未經處理的蔗汁變淺褐色，具有強烈的酒味，並且pH和純度顯著降低。這種穩定效應尚未在其他常用的糖用殺菌劑中報導（技術報告，1982）。
表II 添加S抑製劑對澄清汁純度的影響
|
樣品 |
純度 |
pH |
嗜溫菌 |
|
v1. 對照樣 |
81.56 |
4.53 |
1.1×106 |
|
v |
84.99 |
4.83 |
少於1.0×102 |
|
v |
86.09 |
4.94 |
少於1.0×102 |
S抑製劑加入後對混合汁的穩定情況
表III是以0.005%的S抑製劑處理混合汁的結果。
表III 加入0.005％的S抑製劑對混合蔗汁的穩定效果
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|
0小時 |
24小時 | ||
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|
對照樣 |
處理樣 |
對照樣 |
處理樣 |
|
錘度 |
15.13 |
14.88 |
14.83 |
15.08 |
|
轉光度 |
13.66 |
13.40 |
13.58 |
13.42 |
|
ARL％ |
0.24 |
0.23 |
1.00 |
0.16 |
|
多糖（ppm） |
2459 |
2491 |
16519 |
2961 |
結果顯示，經過S抑製劑處理後，遊離的還原糖和多聚糖比未經處理的樣品低6倍。表明葡聚糖以及隨之形成的遊離果糖的減少。這一結果可減少在收砍後甘蔗或加工中斷時因形成多聚糖而造成的蔗糖損失，從而具有重要的經濟意義。
結論
(1) 從可可球二孢菌得到的上清液可抑製腸膜明串珠菌。同樣的效果在以臭氧和S抑製劑處理後被觀察到。經S抑製劑處理後觀察到最大的抑製效果。
(2) 0.007%濃度的S抑製劑和30min的接觸時間足以對所有被研究的微生物產生大於90％的抑製效果：對總微生物量為99.6%，對多聚糖產生菌大於96%，對酵母大於94%。
(3) 除具有抗菌特性之外，S抑製劑可穩定蔗汁中的蔗糖分。這種穩定效應尚未在其他常用的殺菌劑中報導。
原文參考文獻6篇(略）
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