欧姆加热对苹果汁中嗜酸耐热菌的杀灭作用研究

摘要

嗜酸耐热菌超标已成为苹果浓缩汁生产中最为严重的质量问题之一，也是当前我国苹果浓缩汁行业所面临的最主要的技术壁垒之一。 嗜酸耐热菌，俗称耐热菌，生物学名称为酸土脂环芽孢杆菌(Alicyclobacillusacidoterrestris,AAT)，是脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillusspp.)属的一种细菌。由于它的嗜酸耐热特性，能够经受常规的巴氏杀菌过程而存活。一旦遇到合适的条件，即可在果汁中迅速生长繁殖，并在果汁中生成具有特殊气味的酚类物质，从而使果汁的品质变劣，影响产品的感官质量。研究表明：每10克果汁中存在1个耐热菌即可导致上述的品质劣变。因此，果汁行业已把嗜酸耐热菌列为一项重要的质量控制指标。 欧姆加热作为一种新型的食品加工手段，在食品加工领域中受到越来越多的关注。其原理主要是利用50Hz或60Hz的低频交流电提供电流，当电流通过食品时，会在食品内部迅速将电能转化成热能，从而达到快速加热的目的。应用欧姆加热杀菌，除具有一般的热效应外，还具有非热效应，它可以产生“电穿孔”效应，导致微生物细胞膜破裂，细胞内容物渗漏，造成细胞死亡，从而降低杀菌温度，因此极具开发潜力。 本论文研究了苹果汁的欧姆加热规律及其对嗜酸耐热菌的杀灭作用。探讨了其对微生物的作用机理和对果汁品质的影响，以期为欧姆加热技术的工业应用提供依据。 研究工作从以下四方面进行：一是苹果汁的欧姆加热规律研究；二是欧姆加热对嗜酸耐热菌的杀灭作用研究；三是欧姆加热杀菌的非热效应验证；四是分析欧姆加热对果汁品质的影响。 研究结果表明：(1)欧姆加热苹果汁时，电导率是影响加热速率的主要因素。其电导率随温度的升高而增大，且呈线性关系，其温度—电导率变化曲线与水浴加热处理时一致；随着可溶性固形物含量的增加，苹果汁的电导率和加热速率都是先增大然后减小，在26°Brix时最大.苹果汁的加热速率随电场强度的增加而增大，随pH值的增加而减小，而在相同电场强度下，加热体积对加热速率没有影响。 (2)欧姆加热可以有效杀灭苹果汁中的酸土脂环芽孢杆菌。杀菌率随温度的升高而增大；随电压的升高而增大；随pH值的降低而增大；随加热体积的增加而增大；随着可溶性固形物含量的增加，杀菌率先增大然后减小，在18°Brix时最大；欧姆加热时间对杀菌率几乎没有影响。各因素的影响顺序依次为pH值、温度、电压、体积、糖度，从而确定其最优组合为A2B4C1D4E3，即温度为70℃、电压为250V、pH值为3.5、液面高度为10cm、糖度为18°Brix。 (3)嗜酸耐热菌经欧姆加热处理后，通过环境扫描电镜(ESEM)可观察到菌体细胞表面发生凹陷和破损，电导率仪和紫外吸收分光光度计可检测到菌悬液的电导率和吸光度值增加，据此推测欧姆加热处理可能造成了嗜酸耐热菌细胞膜的“电穿孔”效应，导致细胞内容物的逸出，进而引起菌体死亡。 (4)欧姆加热对果汁品质影响很小，对透光率、色值、吸光度略有影响，对果汁的糖度、pH值和浊度几乎没有影响。欧姆加热杀菌除具有一般的热效应外，还具有非热效应，与常规的巴式杀菌相比较，可以降低杀菌温度，更有利于保持果汁中的营养成分，因此极具开发前景。

目录

文摘

英文文摘

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文献综述

1.引言

2.研究内容和试验方案设计

3.研究材料与仪器设备

4.研究方法

5.结果与分析

6.结论

7.论文的创新点及研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间研究成果