超高壓及超臨界CO2技術(shù)對(duì)哈密瓜汁中兩種菌殺滅效果的研究.pdf

1、哈密瓜汁屬熱敏性果汁，加熱處理會(huì)產(chǎn)生不愉快的氣味。采用超高壓殺菌技術(shù)和超臨界二氧化碳非熱殺菌技術(shù)處理可有效保持熱敏性果汁的營(yíng)養(yǎng)成分和天然風(fēng)味。
　　 本論文以新鮮哈密瓜汁為研究對(duì)象，通過對(duì)菌體形態(tài)、菌落形態(tài)特征觀察等傳統(tǒng)鑒定方法及16SrRNA技術(shù)對(duì)分離自哈密瓜汁中的可培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行鑒定，并且確定了哈密瓜汁中的目標(biāo)微生物并將其設(shè)定為哈密瓜汁殺菌的指示菌；采用超高壓技術(shù)和超臨界CO2技術(shù)(SCCO2)處理哈密瓜汁中的目標(biāo)菌和大腸桿菌

2、，研究在不同溫度、壓力、處理時(shí)間條件下的殺菌效果，確定合適的殺菌參數(shù)及殺菌模型并建立不同處理后的哈密瓜汁在不同貯藏溫度下的微生物生長(zhǎng)模型；采用透射電鏡觀察超高壓殺菌技術(shù)及超臨界CO2殺菌技術(shù)對(duì)枯草芽孢桿菌及大腸桿菌超微細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)其殺菌機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。通過以上試驗(yàn)處理，得出以下結(jié)論：
　　 (1)分離得到鮮榨哈密瓜汁中可培養(yǎng)細(xì)菌以芽孢桿菌為主，其中主要為枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)，占分離物的61

3、％，因其比較耐熱耐壓，因此可將其設(shè)定為哈密瓜汁高壓殺菌的指示菌。
　　 (2)應(yīng)用響應(yīng)面分析法(RSM)建立超高壓殺滅哈密瓜汁中枯草芽孢桿菌的殺菌模型及其孢子三因素(溫度、壓力、時(shí)間)殺菌模型和pH協(xié)同三因素殺菌模型，經(jīng)過顯著性分析，模型擬合程度較好，經(jīng)檢驗(yàn)證明殺菌工藝參數(shù)是合理可靠的，并優(yōu)化出使哈密瓜汁中枯草芽孢桿菌降低5個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)的參數(shù)。同時(shí)研究了在溫度為35℃-55℃，壓力為10-35MPa，處理時(shí)間5-90min條件下，應(yīng)

4、用R.xiong模型很好的擬合了超臨界二氧化碳?xì)绻芄现锌莶菅挎邨U菌的殺菌動(dòng)力學(xué)，得到了有效的殺菌模型參數(shù)，經(jīng)過另外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型擬合性較好，能很好的預(yù)測(cè)超臨界CO2處理哈密瓜汁中枯草芽孢桿菌的殺菌參數(shù)。
　　 (3)在溫度35℃-55℃，壓力100MPa-500MPa，處理時(shí)間5-20min條件下，建立超高壓處理哈密瓜汁中的大腸桿菌的殺菌動(dòng)力學(xué)，研究的出其死亡速率由0.1966min-1增加到0.8005min-1，D值由1

5、1.7min減少到2.88min；同時(shí)研究了在溫度35℃-55℃，壓力10-35MPa，處理時(shí)間5-70min條件下，超臨界二氧化碳(SCCO2)處理大腸桿菌的死亡速率由0.2146min-1增加到0.3993min-1；D值由10.7min減小到5.83min，得出隨著壓力越大，超臨界二氧化碳處理大腸桿菌對(duì)溫度的敏感度越強(qiáng)；說明溫度越高，大腸桿菌對(duì)壓力越敏感。
　　 (4)超高壓及超臨界CO2處理枯草芽孢桿菌和大腸桿菌后，采用

6、透射電鏡觀察枯草芽孢桿菌和大腸桿菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化，其經(jīng)過處理后的大腸桿菌和枯草芽孢桿菌營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞及芽孢在透射電鏡下觀察都出現(xiàn)大的缺口，甚至胞漿完全泄漏、沒有了結(jié)構(gòu)層次感，內(nèi)含物被擠壓在一端或者中間。芽孢外殼被破壞、出現(xiàn)缺口，芽孢內(nèi)含物結(jié)構(gòu)紊亂、泄漏、出現(xiàn)大片透電子區(qū)；經(jīng)過超超臨界二氧化碳的大腸桿菌和枯草芽孢桿菌營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞在不同的壓力處理?xiàng)l件下出現(xiàn)小的缺口，觀察到細(xì)胞壁不會(huì)遭受明顯的破壞，有胞漿泄漏現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)層次感完全消失，出現(xiàn)大片透電子

7、區(qū)，內(nèi)含物成塊均勻分布在細(xì)胞內(nèi)。說明超高壓殺菌技術(shù)及超臨界CO2都能有效的破壞微生物細(xì)胞。
　　 (5)對(duì)未處理及超高壓、超臨界CO2處理的哈密瓜汁在4℃和25℃貯藏中檢測(cè)到的細(xì)菌，通過Logistic模型、Richards模型、Gompertz模型、MMF模型4種模型標(biāo)準(zhǔn)差S和相關(guān)系數(shù)R的比較，確定出4℃和25℃貯藏的最適生長(zhǎng)模型，并通過在4℃和25℃貯藏條件下細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定和哈密瓜汁感官品質(zhì)質(zhì)量的研究，得出未處理處理哈密瓜汁

8、在4℃下貯藏3d的細(xì)菌總數(shù)比在25℃下貯藏3d少3.12個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)，同時(shí)前者的細(xì)菌生長(zhǎng)速度較慢，后者的生長(zhǎng)速度很快，果汁變質(zhì)的速度也較快；說明低溫下亞致死微生物不能復(fù)活；300MPa處理哈密瓜汁4℃貯藏14后，果汁色澤較好，沒有明顯變質(zhì)的現(xiàn)象，而在25℃貯藏10d時(shí)，果汁亮度降低，香味減少明顯，稍有不愉快的氣味，說明在此溫度下，處理后的一些亞致死或者未受損傷的微生物能恢復(fù)和生長(zhǎng)：20MPa超臨界處理哈密汁在4℃和25℃貯藏14d后果汁沒有