周 正 俊臺灣大學：食品科技研究所沈宣汶Shen, Hsuan-WenHsuan-WenShen2007-11-272018-06-292007-11-272018-06-292006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56273在本研究中乃先將Salmonella typhimurium及Bacillus cereus分別在pH 5.5與pH 6.3下進行1-4小時與40-90分鐘之酸馴化處理，然後探討酸馴化影響其於pH 4.0及pH 4.6之耐酸性，及其於Streptococcus thermophilus與Lactobacillus bulgaricus乳酸發酵牛乳過程中與商業及研究室試製發酵乳製品貯存於5℃時之存活性狀。 結果顯示在所測試之酸馴化無論處理之時間為何，均能顯著提高菌體之耐酸性，其中Sal. typhimurium以酸馴化4小時處理之效果最為顯著，而B. cereus則以酸馴化40分鐘者耐酸性提升之效果最佳。此外酸馴化處理也提高了Sal. typhimurium及B. cereus在乳酸菌發酵乳過程中及在市售及試製乳酸發酵乳貯存於5℃時之存活率。但在市售發酵乳產品貯存過程中，酸馴化對B. cereus存活率提高之幅度較小。將pH 5.5馴化4小時之Sal. typhimurium或 pH 6.3馴化40分鐘之B. cereus與未酸馴化 (控制組) 之Sal. typhimurium或B. cereus與Str. thermophilus或L. bulgaricus同時接種於脫脂乳並置於37℃下進行發酵，在發酵初期兩者菌數皆可迅速增加至約108-109 CFU/mL，其後菌數皆呈下降之現象，發酵48小時酸馴化Sal. typhimurium或B. cereus之存活菌數均高於控制組。將Sal. typhimurium或B. cereus接種於試製發酵乳或市售發酵乳製品中，並置於5℃下。在十日之貯存過程Sal. typhimurium及 B. cereus無論是否經過酸馴化，其存活菌數均隨貯存時間之延長而減少。惟酸馴化者存活之菌數亦呈現高於未酸馴化者之情形。此外，酸馴化亦能提升Sal. typhimurium及B. cereus對於低溫及發酵乳中可能含有其他抗菌物質之耐受性。In this study, Salmonella typhimurium and Bacillus cereus were subjected to acid adaptation at pH 5.5 for 1-4 h and pH 6.3 for 40-90 min, respectively. Effect of acid adaptation on the acid tolerance of Sal. typhimurium and B. cereus at pH 4.0 and 4.6, respectively, was first examined. Furthermore, growth and survival behavior of these pathogens during the lactic fermentation of skim milk by Streptococcus thermophilus or Lactobacillus bulgaricus and during the 10-day storage of laboratory-prepared and commercial dairy lactic fermented products at 5 ℃ were also investigated. It was found that the acid adaptation, regardless the adaptation time, increased the acid tolerance of test organisms. The highest enhanced effect was noted for Sal. thphimurium and B. cereus after subjected to acid adaptation for 4 h and 40 min, respectively. During the lactic fermentation of skim milk, survival of acid-adapted cells of Sal. typhimurium and B. cereus was higher than the non-adapted cells. Similar phenomenon was also noted during the storage of laboratory-prepared and commercial lactic fermented product at 5 ℃. While acid-adapted cells of B. cereus showed a less magnitude of enhanced acid tolerance in the commercial lactic fermented products of milk during the storage period. In addition, acid adaptation may also enhance the tolerance of Sal. thphimurium and B. cereus to refrigerated temperature and other antimicrobial principles in fermented milk.目錄 中文摘要 ------------------------------------------------------------------------- I Abstract --------------------------------------------------------------------------- II 目錄 ------------------------------------------------------------------------------- III 圖次 ------------------------------------------------------------------------------- VI 表次 ------------------------------------------------------------------------------- VII 壹、前言 ------------------------------------------------------------------------- 1 貳、文獻整理 ------------------------------------------------------------------- 3 一、沙門氏桿菌 (Salmonella) ----------------------------------------------- 3 (一) 沙門氏桿菌之基本特性 ----------------------------------------- 3 (二) 疾病性狀與致病因子 -------------------------------------------- 5 (三) 沙門氏桿菌與食品中毒及其分布 ----------------------------- 6 二、仙人掌桿菌 (Bacillus cereus) ------------------------------------------ 6 (一) 仙人掌桿菌之基本特性 ----------------------------------------- 7 (二) 仙人掌桿菌之毒素 ----------------------------------------------- 8 (1) 下痢型腸毒素 (Diarrheal enterotoxin) --------------------- 10 (2) 嘔吐型毒素 (emetic toxin, cereulide) ---------------------- 10 (3) 溶血素 (Hemolysins) ----------------------------------------- 11 (4) 磷脂酶 (phospholipase C) ------------------------------------ 11 (三) 仙人掌桿菌與食品中毒及其分佈 --------------------------- 11 三、乳酸菌 ---------------------------------------------------------------------- 12 (一) 乳酸菌之定義與特性 ------------------------------------------ 12 (二) 乳酸菌之分類 --------------------------------------------------- 13 (三) 乳酸菌之抑菌機制 --------------------------------------------- 15 (1) pH值之降低及有機酸之產生--------------------------------- 15 (2) 過氧化氫 (H2O2) 之產生及蓄積 -------------------------- 15 (3) 二氧化碳之產生 ----------------------------------------------- 16 (4) 聯乙醯(diacetyl)之產生 -------------------------------------- 16 (5) 細菌素 (bacteriocins)之產生 -------------------------------- 17 (6) Reuterin ----------------------------------------------------------- 17 (四) 乳酸菌之生理作用 --------------------------------------------- 18 四、發酵乳製品的簡介 ------------------------------------------------------ 19 (一) 發酵乳的定義及種類 ------------------------------------------ 19 (二) 發酵對於乳製品成分變化之影響 --------------------------- 22 (1) 乳糖水解 -------------------------------------------------------- 22 (2) 乳酸生成 -------------------------------------------------------- 22 (3) 蛋白質水解 ----------------------------------------------------- 23 (4) 脂質的變化 ----------------------------------------------------- 23 (5) 維生素的變化 -------------------------------------------------- 24 五、酸馴化反應 (Acid shock response) ------------------------------------ 24 (一) 酸馴化之機制 --------------------------------------------------- 25 (二) 酸馴化菌體在環境壓力及酸性食品存活之情形 --------- 29 (1) 酸馴化菌體在環境壓力下存活之情形 -------------------- 29 (2) 酸馴化菌體在酸性食品中存活之情形 -------------------- 31 參、材料與方法 ----------------------------------------------------------------- 34 一、實驗材料 ------------------------------------------------------------------- 34 (一) 菌種 ---------------------------------------------------------------- 34 (二) 培養基 -------------------------------------------------------------- 34 (三) 試驗藥品 ----------------------------------------------------------- 34 (四) 市售之發酵乳製品 ----------------------------------------------- 35 (五) 脫脂奶粉 ----------------------------------------------------------- 35 (六) 儀器設備 ----------------------------------------------------------- 35 二、實驗方法 ------------------------------------------------------------------ 36 (一) 菌株之保存與活化 ----------------------------------------------- 36 (二) 冷凍保存 ----------------------------------------------------------- 36 (三) 接種源之製備 -- 37 (四) 不同 pH 值對於Sal. typhimurium及B. cereus存活之影 響 -------------------------------------------------------------------- 37 (五) Sal. typhimurium及B. cereus之酸馴化處理 ----------------- 37 (六) 脫脂乳之乳酸發酵 ----------------------------------------------- 38 (七) 不同酸馴化處理對於Sal. typhimurium及B. cereus耐酸性之影響 ------------------------------------------------------------ 38 (八) 脫脂乳發酵過程中酸馴化Sal. typhimurium及B. cereus之存活 ------------------------------------------------------------- 39 (九) 酸馴化菌體在自製發酵飲料及市售發酵乳製品貯存期間之存活 -------------------------------------------------------------- 39 (十) 酸馴化處理對Sal. typhimurium及B. cereus於市售發酵乳及自製發酵乳之上清液與脫脂乳中生長與存活之影響 ----------------------------------------------------------------------- 40 (十一) 微生物之計數 -------------------------------------------------- 40 (十二) pH值與滴定酸度之測定 ----------------------------------- 41 (十三) 統計分析 -------------------------------------------------------- 41 肆、結果與討論 ---------------------------------------------------------------- 42 一、不同 pH 對於Sal. typhimurium及B. cereus存活之影響 --------- 42 二、不同酸馴化時間處理對於Sal. typhimurium及B. cereus耐酸性之影響 ---------------------------------------------------------------------- 45 三、酸馴化影響Sal. typhimurium及B. cereus在脫脂乳乳酸發酵過程中之存活 ------------------------------------------------------------- 48 四、Sal. typhimurium或B. cereus之添加對脫脂乳中乳酸菌生長性狀之影響 ------------------------------------------------------------------ 52 五、Sal. typhimurium或B. cereus單獨或混合乳酸菌發酵脫脂乳過程中滴定酸度及pH之變化 -------------------------------------------- 52 六、酸馴化影響Sal. typhimurium及B. cereus在實驗室製備及市售發酵乳貯存期間之存活 ----------------------------------------------- 60 七、酸馴化處理對Sal. typhimurium及B. cereus於去除乳酸菌之市售發酵乳、自製發酵乳及脫脂乳中生長及存活之影響 --------- 71 伍、結論 -------------------------------------------------------------------------- 75 陸、參考文獻 -------------------------------------------------------------------- 76 圖次 圖一、腸道微生物面對酸性環境壓力之示意圖----------------------- 26 圖二、兩階段之耐酸性反應 ---------------------------------------------- 28 圖三、不同pH值對於Sal. typhimurium存活之影響-------- 43 圖四、不同pH值對於 B. cereus存活之影響 ---------------- 44 圖五、不同酸馴化處理影響 Sal. typhimurium在酸性溶液 ( pH 4 )中之存活 ------------------------------------------------------------- 46 圖六、不同酸馴化處理影響 B. cereus在酸性溶液(pH 4.6) 中之存活 ---------------------------------------------------------------------- 47 圖七、酸馴化與未酸馴化Sal. typhimurium在單獨及混合接種乳酸菌於脫脂乳中之生長性狀 ---------------------------------------- 49 圖八、酸馴化與未酸馴化B. cereus在單獨及混合接種乳酸菌於脫脂乳中之生長性狀 ------------------------------------------------- 51 圖九、 接種及未接種Sal. typhimurium 於脫脂乳中Str. thermophilus之生長情形 ----------------------------------------- 53 圖十、接種及未接種Sal. typhimurium 於脫脂乳中L. bulgaricus 之生長情形 ---------------------------------------------------------- 54 圖十一、接種及未接種B. cereus 於脫脂乳中Str. thermophilus之生長情形 ---------------------------------------------------------- 55 圖十二、接種及未接種B. cereus 於脫脂乳中L. bulgaricus 之生長性狀 ------------------------------------------------------------- 56 圖十三、酸馴化與未酸馴化Sal. typhimurium在單獨及混合接種乳酸菌於脫脂乳中滴定酸及pH值之變化 --------------------- 57 圖十四、酸馴化與未酸馴化B. cereus在單獨及混合接種乳酸菌於脫脂乳中滴定酸及pH值之變化 ------------------------------ 59 圖十五、酸馴化與未酸馴化之Sal. typhimurium在自製發酵乳貯存於5 ℃下之存活 ------------------------------------------------- 62 圖十六、酸馴化與未酸馴化之B. cereus在自製發酵乳貯存於5 ℃下之存活 ---------------------------------------------------------- 63 圖十七、酸馴化與未酸馴化之 Sal. typhimurium在市售發酵乳製品儲存於5 ℃時之存活 ---------------------------------------- 67 圖十八、酸馴化與未酸馴化之 B. cereus在市售發酵乳製品儲存於5℃時之存活 ----------------------------------------------------- 69 表次 表一、民國70年至92年台灣地區食品中毒案件病因物質分類表-------------------------------------------------------------------------- 4 表二、Bacillus cereus 所引起兩種中毒症狀分類表 ------------------ 9 表三、使用於發酵乳製品之乳酸菌 -------------------------------------- 20 表四、酸馴化與未酸馴化之 Sal. typhimurium在試製發酵乳貯存於5℃十天後之菌數與 pH 值 ---------------------------------- 64 表五、酸馴化與未酸馴化之 B. cereus在試製發酵乳貯存於5℃十天後之菌數與 pH 值 --------------------------------------------- 65 表六、酸馴化與未酸馴化之 Sal. typhimurium在市售發酵乳製品貯存於5℃十天後之菌數與pH值 ------------------------------- 68 表七、酸馴化與未酸馴化之 B. cereus在市售發酵乳製品貯存於 5℃十天後之菌數與pH值 ---------------------------------------- 70 表八、酸馴化及未酸馴化之Sal. typhimurium在發酵乳及脫脂乳貯存於 5℃ 10天或37℃ 2天後之生長與存活 ----------------- 73 表九、酸馴化及未酸馴化之B. cereus在發酵乳及脫脂乳貯存於 5℃ 10天或30℃ 2天後之生長與存活 ------------------------- 74819017 bytesapplication/pdfen-US沙門氏桿菌仙人掌桿菌酸馴化乳酸發酵Salmonella typhimuriumBacillus cereusacid adaptationlactic fermentationthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56273/1/ntu-95-R92641005-1.pdf