芽孢类细菌高压CO2处理技术研究

摘要

西瓜、草莓、苹果汁等果汁属于热敏性果汁,采用加热处理的方式会导致营养物质损失,果汁分层、色泽暗淡、风味逸散、产生难闻的煮熟气味等。在现有的“冷杀菌”技术中,高压CO2处理技术在有效的杀灭微生物和酶的同时,还能良好保持食品原有的营养成分、色泽、气味,并以其成本低、节约能源、安全无毒、节省空间、连续生产、无噪音等优点而受到广泛关注。
　　 在高压CO2杀菌中,最难杀灭的是芽孢类细菌。本文以枯草芽孢杆菌为研究对象,通过高压CO2处理实验,考察压力、温度等因素对芽孢菌的孢子萌发诱导、致死效应;结合响应曲面法的Box-Behnken模式,对高压CO2杀灭枯草芽孢杆菌的杀菌工艺条件进行了优化设计;考察了不同的协同方法对高压CO2杀灭芽孢的效果的影响,利用胡萝卜汁作为基质,考察了高压CO2协同温度处理对果汁一些理化指标的影响,结果表明:
　　 1.高压CO2和温度都具有刺激芽孢萌发的作用,在压力为10MPa时芽孢的萌发相对较高,高于10MPa的时候随着压力的升高萌发效果逐渐下降;温度对芽孢的萌发以60℃为宜,高于60℃的时候萌发率下降。因此,可以采用高压CO2协同温度的作用刺激枯草芽孢杆菌的萌发,随后对其进行杀灭。
　　 2.添加营养发芽诱导因素与高压CO2结合灭菌发现,30℃、30MPa、30min的条件下KCl+L-丙氨酸的组合杀菌效果比空白组提高了0.8个数量级。
　　 3.采用温度协同高压CO2的方式处理枯草芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌营养体的致死率(Y)和压力(C1)、温度(C2)、时间(X3)存在如下关系:Y=3.15+0.82x1+2.13x2+0.55 x3+0.19x1x2-0.34x1x3-0.38x12-0.86x22+0.22x324.高压CO2协同温度处理的胡萝卜汁其Brix值、pH、糖类以及可滴定酸等无显著影响。同时高压CO2处理可以保留胡萝卜汁的Vc80.65％～96.77％,经过30MPa、50℃处理30min的胡萝卜汁在4℃贮藏30d后能够满足商业无菌的要求。
　　 高压CO2处理热敏性果汁具有良好的杀菌效果,同时能保留食品的色香味和营养成分。满足广大消费者对于食品新鲜、健康、安全的要求。随着高压CO2的设备改进、成本降低及杀菌机理的明确,相信其在食品加工领域的发展前景必将更加广阔。

目录

文摘

英文文摘

致谢

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 高压CO2杀菌技术简介

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究状况

1.2.3 高压CO2杀菌机理

1.3 高压CO2杀灭芽孢的效果

1.3.1 常规处理

1.3.2 协同处理

1.4 高压CO2的研究现状

1.5 主要研究内容和意义

第2章 高压CO2对枯草芽孢杆菌的孢子萌发诱导与致死效应

2.1 材料与方法

2.1.1 材料与试剂

2.1.2 仪器与设备

2.1.3 试验方法

2.2 结果与分析

2.2.1 压力对枯草芽孢杆菌萌发效果影响

2.2.2 温度对枯草芽孢杆菌萌发效果影响

2.2.3 高压CO2与温度协同处理对枯草芽孢杆菌孢子的萌发

2.2.4 营养发芽诱导因素与高压CO2结合灭菌作用

2.3 本章小结

第3章 高压CO2对枯草芽孢杆菌杀菌模型及其优化

3.1 材料与方法

3.1.1 材料

3.1.2 主要仪器与设备

3.1.3 试验方法

3.2 试验注意事项

3.3 结果与讨论

3.3.1 高压CO2致死枯草芽孢杆菌回归模型的建立

3.3.2 压力与温度因素对枯草芽孢杆菌致死率的响应曲面

3.3.3 压力与时间因素对枯草芽孢杆菌致死率的响应曲面

3.3.4 温度与时间因素对枯草芽孢杆菌致死率的响应曲面

3.3.5 高压CO2杀菌最佳条件的优化

3.4 本章小结

第4章 鲜榨胡萝卜汁高压CO2杀菌应用试验

4.1 材料与方法

4.2 主要仪器与设备

4.3 试验方法

4.3.1 胡萝卜汁的制备

4.3.2 胡萝卜汁的高压CO2处理

4.3.3 可溶性固形物含量的测定

4.3.4 pH值和电导率的测定

4.3.5 Vc含量的测定

4.3.6 总糖的测定

4.3.7 还原糖的测定

4.3.8 可滴定酸的测定

4.4 结果与讨论

4.4.1 高压CO2处理后胡萝卜汁贮藏期间菌落总数的变化

4.4.2 高压CO2处理对胡萝卜汁Brix、pH和电导率的影响

4.4.3 高压CO2处理对胡萝卜汁中还原型Vc含量的影响

4.4.4 高压CO2处理对胡萝卜汁中总糖和还原糖的影响

4.4.5 高压CO2处理对胡萝卜汁中可滴定酸含量的影响

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文