胡萝卜汁中大肠杆菌脉冲式超高压杀菌动力学研究

以鲜榨胡萝卜汁为原料,利用脑心浸液琼脂和紫红胆盐琼脂两种培养基,分别研究了脉冲式超高压(300~600 MPa,1~4个脉冲)对大肠杆菌的致死和致伤效应,并获得了脉冲式超高压对大肠杆菌的杀菌动力学特性。研究结果表明,随着处理压力的升高和脉冲数的增加,大肠杆菌的致伤和致死效果均显著增强。且当压力在400 MPa以上时,增加脉冲次数的杀菌效果更为明显。500 MPa处理2个脉冲和600 MPa处理1个脉冲即可将胡萝卜汁中7.8个数量级浓度的大肠杆菌全部致死。此外,脉冲式超高压处理对胡萝卜汁中大肠杆菌的致伤和致死效果均符合一级动力学。通过建模分析表明,对致死效果而言,300、350和400 MPa下每3.95、1.76和0.83个脉冲可使大肠杆菌的检出量下降一个数量级,而要达到相同致死效果,并使脉冲数下降一个数量级所需要提高的压力为229 MPa;对致伤效果而言,300、350和400 MPa下每1.68、1.26和0.48个脉冲可使大肠杆菌的检出量下降一个数量级,而要达到相同致伤效果,并使脉冲数下降一个数量级所需要提高的压力为206 MPa。     

微酸性电解水对灰葡萄孢菌杀菌效果与作用机制研究

研究了微酸性电解水对灰葡萄孢菌悬液纯培养及原位培养的杀菌效果,同时通过扫描电镜和透射电镜初步探究了其对灰葡萄孢菌的杀菌机制。研究表明,随杀菌时间和有效氯质量浓度的增加,微酸性电解水对灰葡萄孢的杀菌能力明显增强;在有效氯质量浓度为10 mg/L、杀菌处理15 min,以及有效氯质量浓度在30 mg/L、杀菌处理10 min时,对悬液中灰葡萄孢菌的杀菌率均达99. 99%。对用微酸性电解水处理后的灰葡萄孢菌落原位生长状态观察表明,微酸性电解水可以抑制菌落扩生,浓度越高抑生长作用越强,用有效氯质量浓度为30 mg/L的微酸性电解水处理菌落3 d后,菌丝逐渐变暗黄、枯萎,直至死亡,菌落停止生长,推测微酸性电解水可杀灭灰葡萄孢的新生孢子并抑制菌丝生长。通过扫描及透射电镜观察,发现微酸性电解水处理可导致灰葡萄孢孢子细胞质壁分离,细胞质溢出,细胞器溶解,细胞皱缩,这可能是引起灰葡萄孢菌无法正常生长繁殖,最终达到杀菌效果的原因。     

微酸性电解水与气调包装对鲜切莴苣保鲜效果研究

研究了微酸性电解水、气调包装以及二者协同处理对鲜切莴苣的保鲜效果。研究发现:微酸性电解水协同气调包装能够显著减少鲜切莴苣表面菌落总数,抑制其褐变,且能较好地维持其品质。在贮藏温度1±0.5℃、贮藏时间为12 d时,协同处理组鲜切莴苣表面菌落总数为5.3 log10CFU/g,与对照组相比,其褐变度显著降低,PPO和POD活性分别降低了81.5 U/(min·g)和53.6 U/(min·g),且其Vc含量、可溶性固形物、总酚含量均无显著性变化。综上所述,微酸性电解水与气调包装协同处理对鲜切莴苣具有良好的保鲜效果,本研究为鲜切果蔬的保鲜与贮藏提供理论参考。     

高静压处理对鲜切南瓜杀菌效果与品质的影响

为了探讨超高压处理对鲜切南瓜果肉品质的影响,将鲜切南瓜果肉("蜜本"品种)在超高压(压力150~550 MPa,保压时间10 min)处理后,评价处理前、后鲜切南瓜的杀菌效果、可溶性固形物、主要单糖、pH值、硬度、色泽、总酚含量、抗氧化性和风味。结果表明:550 MPa、10 min的超高压条件可将鲜切南瓜中的细菌、霉菌和酵母全部杀死,且该处理前、后鲜切南瓜中的可溶性固形物、蔗糖、pH值和总酚含量均无显著性差异(P0.05);维生素C、硬度、色泽参数、葡萄糖、果糖及抗氧化性有显著性下降(P0.05),维生素C含量损失18.9%;挥发性香气成分中烯类、醛类、酚类和酮类物质的种类及含量发生显著性变化(P0.05),但仍保持鲜切南瓜的特征风味。     

基于喷灌系统的微酸性电解水生成喷洒系统研究

为提高微酸性电解水在设施农业领域的规模化应用程度,设计一种基于喷灌系统的微酸性电解水生成喷洒系统。系统主要由输水管路、水质处理系统、电解执行系统、电解控制系统、弥雾系统等组成,可以完成注水过程、电解过程、出水过程和喷灌过程,工作过程均由STC89C52RC单片机控制4个继电器自动完成。系统利用10%稀盐酸溶液作为电解质原液,采用无隔膜电解的方法生成微酸性电解水,结构简单、操作方便,自动化水平高。整个系统一次电解70 L,电解过程10 min,电解水p H值为5.0~6.5,有效氯浓度可达30 mg/L,可以完成温室栽培的减农药应用及规模化设施养殖的消毒杀菌作业。     

超高压处理对树莓汁杀菌效果的影响

以新鲜树莓汁为主要原料,研究了超高压处理对新鲜树莓汁菌落总数变化以及霉菌、酵母菌、大肠杆菌、沙门氏菌存活量的影响。结果表明:压力越高,杀菌效果越好; 保压时间的延长有助于微生物的杀灭,在室温（25℃）,压力为200MPa、保压时间为5min时,大肠杆菌被完全杀灭;在压力为300MPa、保压时间为15min时,沙门氏菌被完全杀灭;在压力为400MPa、保压时间为15min时,酵母菌和霉菌也可被完全杀灭;在压力为600MPa、保压时间为25min时,虽不能完全杀灭所有微生物,但菌落总数可降至10cfu/mL以内,达到国家食品相关标准要求。     

肉糜的电位水杀菌工艺与机理

研究了4种单独杀菌工艺和2种组合杀菌工艺.结果表明,在肉水质量比为1∶4时,酸性氧化电位水表面处理工艺对肉糜的杀灭对数值为2.72lg CFU/g,酸性氧化电位水表面处理+碱性还原电位水混合处理的杀菌对数值为3.14lg CFU/g.随着酸性氧化电位水用量增加,2种工艺的杀菌效果均提高;酸性氧化电位水和肉糜接触1min后氧化电位值迅速由1132mV降至935mV,有效氯由78.60mg/L降至47.35mg/L.另外,酸性氧化电位水对肉糜有很好的抑菌作用.通过研究酸性氧化电位水、碱性还原电位水、HCl、NaOH和NaClO对大肠杆菌和枯草杆菌黑色变种芽孢悬液的杀菌效果表明,酸性氧化电位水杀菌效率最高,电位水中有效的杀菌因素是有效氯和氧化还原电位值.     

电解水在设施蔬菜无公害生产中的应用初探

电解水技术由中国农业大学首先从日本引进。普通水通过添加电解质并电解后得到含有次氯酸的水,根据其生成方式分为强酸性、弱酸性和碱性电解水。其中,强酸性电解水具有强酸性、高氧化还原电位、有效氯及氧自由基,这4方面的综合作用可达到杀菌效果,在农业上可作为杀菌剂应用于鲜食蔬菜的消毒与植物病害的防治,且使用后无残留;碱性电解水有中和及增产增质作用。从电解水的形成过程、作用机理等方面进行分析,着重论述了电解水在设施蔬菜无公害生产中的作用。     

培养基的浓度和形态对马铃薯试管苗生长的影响分析

马铃薯脱毒种薯的应用是推动马铃薯生产发展的一项重要技术措施,扩繁技术在马铃薯种薯生产中有着重要的作用,而扩繁试管苗这一环节成本太高是马铃薯种薯生产的一大制约因素。培养基是马铃薯脱毒试管苗培养的关键环节,通常采用的是以琼脂为凝固剂的琼脂培养基。然而,大批量生产试管苗采用琼脂培养基成本较高,且市售琼脂质量不稳定,影响了试管苗的繁殖效果。为了降低马铃薯试管苗生产成本,我们以MS培养基为基础对培养基的形态（固态,半固态和液态）及用量（半量,全量,二倍量）对马铃薯试管苗生长的影响进行了研究。试验结果表明：全量的Ms液体培养基在9个处理中的生长最为健壮。     

超高压和热灭菌对鲜榨菠萝汁品质影响的比较

对比分析了超高压（UHP,ultra-high pressure）及热处理在达到商业杀菌要求的基础上对菠萝原汁感官品质、营养成分及理化性质的影响。试验结果表明,随着压力值（300～500 MPa）的上升菌落总数逐渐减少,超高压处理（400 MPa,26℃,10 min）及热处理（85℃,5 min）条件下均可达商业无菌;上述2种处理条件处理后菠萝原汁pH值、总酸、总糖、可溶性固形物含量与对照样差异不显著（P＞0.05）;超高压处理样品能较好地保持体系的均匀稳定性;超高压处理样品与热处理样品的L*、a*、b*值与对照样相比变化均显著（P＜0.05）,但超高压处理样品更好地保持了原有色泽;超高压处理样品的还原型维生素C保留率达94.92%,远高于热处理;感官分析通过定量描述分析法对不同处理方式处理后的样品进行分析评定,结果表明,超高压处理样品在色、香、味等方面都接近对照样。因此,超高压技术不仅具有较好的杀菌效果,而且最大限度地保证了菠萝汁的品质。     

电解水对小白菜种子发芽的影响

针对电解水的特殊功效和电解水在叶菜栽培中应用较少的现状,为给电解水应用于小白菜等叶菜的栽培提供依据,在实验室条件下测试研究了电解水浸种处理对小白菜种子发芽的影响。结果表明,pH值是电解水影响小白菜种子发芽的重要理化指标。pH值3.30左右的酸性电解水对加快种子萌发和提高芽鲜质量有明显的促进作用;过强的酸性电解水和过强的碱性电解水则会减慢种子的发芽速度,对发芽率和芽鲜质量起到抑制作用;中性电解水对发芽势、发芽率和芽鲜质量基本没有影响。试验结果还显示:电解水浸种时间以2h左右为宜,时间过短则无法发挥电解水的作用,过长则会对种子的发芽和芽的生长产生一定的抑制作用。     

不同操作条件对连续生成微酸性电生功能水的影响

利用复极连续式电生功能水生成系统,研究了不同操作条件(电压、盐酸溶液供给量、原水pH值和盐酸溶液质量分数)对电生功能水中有效氯浓度、pH值及电导率的影响。实验结果表明,微酸性电生功能水中的有效氯浓度随电压(3～5 V)的增大而增大(P<0.01),但pH值和电导率的变化不显著(P>0.05);随着盐酸溶液供给量增加,微酸性电生功能水中的有效氯浓度和电导率也随之增加,而pH值随之降低(P<0.01);随着原水的pH值升高,微酸性电生功能水的pH值升高而电导率减小(P<0.01),有效氯浓度变化不显著(P>0.05);微酸性电生功能水随盐酸溶液质量分数的增加,有效氯浓度和电导率随之增加,而pH值随之降低(P<0.01)。     

酸性电解水杀菌技术在农业中的应用

电解水是稀食盐水或稀盐酸溶液在电场作用下电解出的水溶液,根据电解程度不同可分为酸性电解水和碱性电解水。其中,酸性电解水具有较强的杀菌能力,且具有瞬时、广谱、高效、安全和无化学物质残留的特点。该文介绍了酸性电解水的生成原理、杀菌机理以及酸性电解水杀菌技术在种植业、养殖业和农产品加工业中的研究与应用,并对其未来的发展方向进行展望。      

高静压和热处理对蘑菇多酚氧化酶的钝化动力学分析

研究了高静压处理HHP(100～1 600 MPa,0.2～25 min)和热处理(55～80℃,0.2～20 min)对双孢蘑菇多酚氧化酶(polyphenoloxidase,简称PPO)的钝化效果,并分析了钝化动力学。随着处理压力、温度的升高和处理时间的延长,钝化效果增强。在600 MPa以下压力处理后,PPO活性残存率均大于88%,表明600 MPa以下处理压力对PPO的钝化效果较差。而800、1000、1200、1400和1600 MPa压力下处理25 min,PPO活性残存率分别下降到66.42%、52.83%、27.20%、2.20%和0.01%,表明800 MPa以上压力能有效钝化蘑菇PPO。应用一级动力学模型拟合热处理对PPO的钝化动力学,各温度条件下拟合的决定系数R2都在0.960以上,表明PPO的热钝化符合一级动力学模型;应用两段式模型对HHP钝化蘑菇PPO的动力学进行拟合,决定系数R2均大于0.982,HHP钝化蘑菇PPO符合两段式钝化动力学。     

苹果含水率与介电常数关系模型的建构

介电常数与含水率有很高的相关性,可通过测量农产品的介电特性参数预测其干燥过程含水率,高压脉冲电场可有效加快干燥过程,但介电常数和含水率在此过程中的影响机理尚待进一步研究。为解决高压脉冲电场作用下果蔬介电常数与含水率之间关系的微观解释不明确问题,建立有效的苹果含水率与介电常数关系模型,本文以苹果为研究对象,三维模拟其内部电场参数,使用蒙特卡罗法对高压脉冲电场下苹果的介电特性进行理论模拟计算,把苹果内部宏观和微观介质作为集总参数来等效替代其内部整体结构。实验结果显示,当修正系数为8.96时,控制苹果相对水含率从88%逐步下降到18%,介电常数计算值与实测值间相对误差稳定在10%以内。研究为脉冲电场处理果蔬加工提供理论依据。     

碱性电解水对罗非鱼活体杀菌工艺优化

为探究碱性电解水对罗非鱼的活体杀菌工艺,以鲜活罗非鱼为原料,评价碱性电解水pH值、盐度及处理时间对罗非鱼体表减菌率的影响,在单因素试验的基础上采用响应面试验优化杀菌工艺,得到最佳工艺条件:碱性电解水的pH值为10,盐度为8‰,处理时间为60 min。在此条件下罗非鱼体表减菌率高达94.1%,表明碱性电解水对罗非鱼活体杀菌效果较强。      

The Initial Phase of Convection Drying of Vegetables and Mushrooms and the Effect of Shrinkage

The results of measurements of loss of water in convection drying of slices of cut vegetables and mushrooms, not touching one another, indicate that the rate of drying of these products decreases from the beginning of the process. Consequently, almost all researchers have assumed that during the initial stage of drying, there is no stage of constant drying rate determined by conditions of external water exchange. Instead, it was assumed that models of the drying of these products from initial to final water content should be solutions of differential equations of internal mass diffusion or semi-empirical exponential equations. Such a view is not, however, compatible with the theory of convection drying of solids with high initial water content, such as vegetables and mushrooms. The results of studies presented in this paper, show that the initial stage of drying of red beet, onions, carrots, garlic and mushrooms, is a constant rate process determined by the known model of the theory of drying based on laws of external exchange of heat and water. Losses of water from 10 to 30% were compatible with the model, with a relative error of less than 1%, and from 40 to 50% with an error less than 5%. The introduction into the equation of a coefficient to allow for shrinkage of the products, extended the range of applicability of the model from 20 to 50% water loss with a relative error of less than 1%, and from 50 to 80% with an error of less than 5%.     

蛋清液中大肠杆菌超声协同热处理杀菌动力学研究

利用超声协同热处理蛋清液,研究其对蛋清液中大肠杆菌的杀菌效果,运用Weibull模型对杀菌动力学过程进行分析,确定该种处理方法对蛋清液主要功能性质的影响。研究结果表明,随着功率(100~600 W)的增大、温度(45.0~57.5℃)的升高和处理时间(2~5 min)的增加,超声协同热处理对蛋清液中大肠杆菌的杀菌效果显著增强(P<0.05)。具体表现为:超声功率由100 W增加至600 W(50.0℃,3 min)时,大肠杆菌菌体浓度降低量由0.67 lg CFU/m L增加至1.24 lg CFU/m L;热处理温度由45.0℃增加至57.5℃(600 W,3 min)时,大肠杆菌菌体浓度降低量由1.01 lg CFU/m L增加至1.80 lg CFU/m L。利用Weibull模型对杀菌动力学过程拟合并简化,得到的Weibull模型拟合性较好,能够预测超声协同热处理不同功率-温度-时间的杀菌动力学过程,可为蛋清液在超声协同热处理过程中微生物安全性的控制提供理论依据。当超声功率为300 W(55.0℃,3 min)时,与对照组相比,蛋清液的凝胶硬度提高了101.04%,起泡力提高了50%。超声协同热处理可有效控制蛋清液中的微生物含量,并在一定程度上改善蛋清液的功能性质。     

微喷灌与陶瓷渗灌互补装置设计与试验

针对农果复合种植中农作物和果树的根系深度、灌溉时间和灌水量等指标存在明显差异,采用传统单一灌溉方式难以同时兼顾果树深根和套种作物浅根的灌溉问题,以实现深浅根高效灌溉为目标,开发一种基于水压控制的微喷灌与陶瓷渗灌互补装置。在对装置进行整体结构设计的基础上,重点对3个核心部件：渗灌压力转换器、微喷压力转换器和伸缩装置进行优化配置。对渗灌压力转换器开展二因素六水平全试验优化设计,优选出渗灌压力转换器中弹性膜片的硬度（70HA）和厚度（1.5mm）,该条件下,可使地下灌溉的工作压力范围为0.015~0.055MPa,流量10L/h,流态指数为0.004。在对微喷压力转换器进行结构设计的基础上,确定弹簧劲度系数为1.500N/m,可保证微喷头在低压下(小于0.066MPa)不喷水,理论推导出伸缩装置的临界伸长压力为0.066MPa,与试验结果（当水压达到0.066MPa时,伸缩装置开始伸长,0.15MPa时伸缩装置升至最高点,微喷头开始稳定工作）相符。制作出微喷灌与陶瓷渗灌互补装置实物模型,参照国家标准进行性能测试,并将模型应用在日光温室,结果表明：本装置以水压0.066MPa为界,低压渗灌灌溉果树深根,高压微喷灌灌溉套种作物浅根系,互补灌溉功能良好,土壤剖面含水率实测值满足设计预期。该研究可为农果复合林深、浅根的高效灌溉提供有效解决方案。