含顆粒液體食品微波殺菌特性的研究.pdf

1、為了研究微波對含顆粒液體食品殺菌效果的影響，該研究以含有柑橘粒胞的含糖溶液為對象，考察了微波處理條件，即微波功率、果粒質(zhì)量濃度等因子對樣品的升溫特性及微生物致死的影響，通過接種特定致病菌，并與傳統(tǒng)巴氏殺菌結(jié)果進行了比較，計算了微生物死亡特性值。為了描述微波處理下微生物致死動力學(xué)的變化規(guī)律，并分別接種了單增李斯特菌和大腸桿菌，選用800W微波功率對樣品進行殺菌處理，考察其殺菌效果。分別應(yīng)用一級動力學(xué)模型、Weibull模型、Log-Log

2、istics模型和Dose-Response模型對微波處理條件下兩種微生物的失活曲線進行動力學(xué)分析。為了驗證微波殺菌的有效性，考察了微波和傳統(tǒng)巴氏兩種殺菌方式過程中，不同微波功率以及不同水浴溫度條件下，食品品質(zhì)的變化，從熱力學(xué)角度分析了比較了兩種殺菌方式之間的差異。另外，為了綜合考慮微波功率、果粒質(zhì)量濃度、殺菌時間對樣品中微生物殘菌數(shù)、維生素C含量、褐變的影響，用Box-Behnken實驗設(shè)計及響應(yīng)面分析法進行回歸分析，考察了各因素之間

3、的交互作用，確定了微波對含果粒糖溶液樣品殺菌的最佳處理條件。為了解殺菌方式對含果粒糖溶液的品質(zhì)和貨架期的影響，研究了經(jīng)巴氏殺菌(85℃，3min)和微波殺菌(500W，55s)含果粒糖溶液的品質(zhì)動力學(xué)，均使其加工到無菌狀態(tài)，然后在不同恒溫條件下(5、10、15、25℃)貯藏，每隔一段時間測定菌落總數(shù)、維生素C含量及褐變指數(shù)值。
　　 結(jié)果表明：微波功率越大樣品的升溫速率越快，殺菌速率越快，但低功率殺菌效果較好；果粒質(zhì)量濃度越高，

4、樣品的升溫速率越快，但需要較長的時間才能達到衛(wèi)生標準(小于100cfu/mL)。微波殺菌和傳統(tǒng)巴氏殺菌相比，具有較明顯的優(yōu)勢，達到相同衛(wèi)生標準時，所需要的時間是傳統(tǒng)巴氏殺菌的1/5。通過推算得到微生物死亡特性值與溫度的關(guān)系表達式，并對以菌落總數(shù)、單增李斯特菌和大腸桿菌為特定菌加以考察得到，在同一溫度下，巴氏殺菌條件下菌落總數(shù)的死亡特性值D值是微波殺菌的2.4～7.8倍，微波殺菌條件下，和大腸桿菌相比單增李斯特菌死亡特性值D值較大，使其滅

5、活需要較長時間及較高的溫度。
　　 微波加熱40s過程中，大腸桿菌和單增李斯特菌的活菌數(shù)迅速下降，分別下降了2.5和3.5個對數(shù)值數(shù)量級，兩者的熱敏感性不同，殺菌過程中致死速率存在差異，兩者失活曲線形狀較為相似，加熱初始活菌數(shù)下降緩慢，當溫度達到60℃時迅速下降，當溫度超過100℃時，致死速率逐漸趨緩。一級動力學(xué)模型不能用于描述微波殺菌下兩種微生物致死規(guī)律。Weibull模型、Log-Logistics模型和Dose-Respo

6、nse模型均能較好的擬合微波處理下兩種微生物的失活曲線，用五個模型評價參數(shù)精確因子、偏差因子、根平均方差、根平方和以及決定系數(shù)綜合分析比較了不同數(shù)學(xué)模型的擬合程度，Dose-Response模型能最好的擬合單增李斯特菌的失活曲線，Log-Logistic模型能最好的擬合微波殺菌條件下大腸桿菌的失活曲線。
　　 微波殺菌過程中，隨著微波功率的增加，樣品所能達到的最終溫度也越高，VC的保留率越少而褐變程度也越嚴重，品質(zhì)損失速率值明顯

7、增加。傳統(tǒng)巴氏殺菌中，隨著水浴溫度的增加，樣品中VC的保留率下降，褐變加重，品質(zhì)損失速率增加。以終了溫度作為基準時，選擇微波和巴氏殺菌較為相近的條件比較，微波殺菌更有利于品質(zhì)的保持。在保證衛(wèi)生標準的前提下，選擇低功率更有利于產(chǎn)品品質(zhì)的保持。微波殺菌和傳統(tǒng)巴氏殺菌相比，由于其不受控制的升溫特性使得樣品具有較高的活化能值，同時也具有較高的熵和焓值。
　　 利用響應(yīng)面實驗分析方法，得到了對含果粒糖溶液進行微波殺菌的最佳實驗條件，為50

8、0W，果粒含量為60g/100mL，時間為55s。得到的以微生物殘活率為指標的三元二次多項回歸模型方程擬合度很高，可以對不同條件下殺菌的效果進行分析和預(yù)測。以維生素C含量、褐變值為評價指標得到的擬合方程不顯著。
　　 兩種殺菌方式處理的含果粒糖溶液在貯藏期間，菌落總數(shù)增值速率，維生素C損失及褐變程度隨貯藏時間的延長和貯藏溫度的升高而增加。5-10℃低溫貯藏條件下，微波殺菌的樣品與巴氏殺菌的相比，基于微生物殘活率其貨架期延長了17

9、.5-13.5d，基于維生素C保留率其貨架期延長了5.4-3.1d，而基于褐變程度貨架期延長了8.5-7.3d，15-25℃較高溫貯藏條件下，基于維生素C保留率和褐變程度2種殺菌方式后含果粒糖溶液的貨架期差別不顯著。應(yīng)用建立的貨架期預(yù)測模型，以維生素C質(zhì)量分數(shù)和褐變程度作為評價指標，可以較為準確地預(yù)測5-25℃貯藏范圍內(nèi)微波處理后含果粒糖溶液的貨架期，準確率達到80％以上。經(jīng)過微波殺菌后的樣品，較宜保存在低溫條件下，以維生素C含量作為評