超高壓下鮮枸杞中外源微生物及內(nèi)源多酚氧化酶的變化.pdf

1、超高壓技術(shù)在食品中的應(yīng)用是在20世紀(jì)80年代以后發(fā)展起來的，是一項非熱殺菌技術(shù)。枸杞是寧夏的特色產(chǎn)業(yè)，其色澤鮮紅、味甘甜美，果肉柔潤，含有人體所需的各種營養(yǎng)成分，種植面積廣，但是鮮果保質(zhì)期短，干果營養(yǎng)價值損失又較大。因此本課題通過研究超高壓對鮮枸杞外源微生物及內(nèi)源多酚氧化酶的影響作用，以此來提高枸杞鮮果的保質(zhì)期。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (一)高壓對微生物致死作用的實驗研究
　　 1.實驗研究表明，隨著高壓處理壓力

2、的增大，鮮枸杞外源微生物的存活量急劇下降。利用超高壓對鮮枸杞進(jìn)行滅菌處理非常有效。通過壓力對菌落總數(shù)的影響實驗表明，菌落總數(shù)在壓力達(dá)到450MPa，保壓時間在5、10和15min處理時，菌落總數(shù)分別是72、45、23cfu/ml，均可達(dá)到國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。室溫下，鮮枸杞的大腸菌群對壓力比較敏感，壓力為300MPa，保壓15min即可全部殺滅；霉菌和酵母菌較大腸桿菌耐壓，壓力450MPa，保壓10min可全部殺滅。超高壓對細(xì)菌的殺滅效

3、果主要取決于施加壓力的大小，保壓時間只是在一定范圍內(nèi)有作用，當(dāng)超過一定范圍后，繼續(xù)延長效果不明顯。高壓處理后的鮮枸杞，壓力在300MPa、450MPa時，其基本色澤沒有變化，顆粒保持完整，但600MPa處理后的鮮果，色澤有些黑，且有一部分果實破碎。
　　 2.高壓處理后的枸杞在4℃條件下儲藏，實驗研究表明，隨著儲藏時間的延長，鮮枸杞中微生物的存活量有所上升。利用超高壓對鮮枸杞進(jìn)行滅菌處理非常有效。通過儲藏實驗研究表明：①保壓時間

4、為10min處理的樣品，在30d之前，微生物的數(shù)量兒乎沒有變化，在儲藏90d后，檢測300MPa處理的樣品中，微生物的數(shù)量增長很快，而450MPa和600MPa處理的樣品中，微生物的數(shù)量變化較小。②保壓時間為15min處理的樣品，在60d之前，微生物的數(shù)量幾乎沒有變化，在儲藏90d后，檢測300MPa處理的樣品中，微生物的數(shù)量增長很快，而450MPa和600MPa處理的樣品中，微生物的數(shù)量幾乎沒有變化，但是隨時間的延長，30d后，鮮果顏

5、色都會有些變黑。
　　 3.利用實驗設(shè)計軟件Design Expert，通過響應(yīng)面法(RSM)建立了超高壓殺滅細(xì)菌總數(shù)，霉菌和酵母菌，大腸桿菌的二次多項數(shù)學(xué)模型，經(jīng)檢驗證明是合理可靠的，同時利用模型的響應(yīng)面及其等高線對影響超高壓殺菌的關(guān)鍵因子及其相互作用進(jìn)行探討，優(yōu)化出達(dá)到國家食品安全最低標(biāo)準(zhǔn)的微生物殘存數(shù)量的條件為：壓力為325.77MPa，保壓時間10.43 min，處理溫度28.74℃。
　　 (二)高壓對酶鈍化作

6、用的實驗研究
　　 1.①通過對五組提取緩沖液的篩選實驗，最終確定A：Tris-HCl簡單提取緩沖液pH=8.0，為酶的最優(yōu)提取方案。
　　 ②電泳實驗采用不連續(xù)垂直板聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)，濃縮膠濃度3.0％，pH6.8；分離膠濃度7.0％，pH8.9，通過實驗分析了七組電泳同時，考慮到酶的染色效果，最終選定1＃為枸杞中酶類物質(zhì)研究的電泳及凝膠緩沖系統(tǒng)。
　　 ③實驗分析了在溫度為20℃和40℃時，在不同壓力下

7、，枸杞中的多酚氧化酶活性會發(fā)生變化，20℃，壓力在100～600MPa處理對枸杞中多酚氧化酶的活性影響不顯著；40℃，壓力在100～600MPa處理對枸杞中多酚氧化酶的活性影響比20℃時明顯一些，在40℃時枸杞中多酚氧化酶蛋白質(zhì)構(gòu)象最穩(wěn)定、耐壓能力最強(qiáng)。溫度升高會弱化酶蛋白質(zhì)的一些氫鍵、疏水鍵、離子鍵和靜電相互作用，而高壓處理則會增強(qiáng)這種弱化作用的效果，使酶的三維構(gòu)象受到破壞，加速多酚氧化酶的失活，但鈍化效果不是很明顯，實驗中僅靠高壓處

8、理來徹底鈍化多酚氧化酶，防止酶促褐變是行不通的，需結(jié)合其他手段來控制多酚氧化酶活性。
　　 ④實驗分析了在溫度為20℃和40℃時，在不同壓力下，枸杞中的果膠甲基酯酶活性會發(fā)生變化，在20℃下，壓力100～600MPa處理對枸杞中果膠甲基酯酶的活性影響比較明顯一些。而且與多酚氧化酶活性相比較，兩者成反比關(guān)系。實驗表明，酚類氧化產(chǎn)物會對果膠甲基酯酶有抑制作用或者說酚類物質(zhì)會對果膠甲基酯酶有保護(hù)作用，當(dāng)多酚氧化酶活性受到抑制時，大量酚

9、類物質(zhì)便會得到保存，從而保護(hù)了果膠甲基酯酶的活性。在40℃下，壓力100～600MPa處理對枸杞中果膠甲基酯酶的活性影響比20℃時更明顯一些，溫度高時，枸杞中果膠甲基酯酶蛋白質(zhì)構(gòu)象越穩(wěn)定、耐壓能力最強(qiáng)?？赡苁怯捎跍囟忍岣呤辜?xì)胞壁中的果膠甲基酯酶逐步釋放出來，從而抵消了升溫對原游離態(tài)果膠甲基酯酶的鈍化效果。
　　 2.利用實驗設(shè)計軟件Design Expert，通過響應(yīng)面法(RSM)建立了超高壓鈍化果膠甲基酯酶的二次多項數(shù)學(xué)模型，