超高压杀菌条件的响应曲面法优化研究

 采用响应曲面法(response surface methodology，RSM)建立了超高压杀灭大肠杆菌的二次多项数学模型，验证了模型的有效性，并考察温度、压力和保压时间对超高压杀灭大肠杆菌的影响，优化出杀灭6个数量级大肠杆菌ATCC8739的工艺参数温度为32.2℃，压力346.4 MPa，保压时间12.6 min。     

超高压对单核细胞增生李斯特氏菌细胞膜损伤 及其氧化磷酸化的影响

 【目的】研究超高压作用对单核细胞增生李斯特氏菌(LM 54004)细胞膜、氧化磷酸化和F0F1-ATP酶的影响。【方法】用原子吸收法测定LM 54004经超高压作用后细胞内金属离子(K+、Mg2+)的泄漏;以亲脂性阳离子四苯基溴化膦 ([3H]-TPP+) 作为放射性探针标记LM 54004细胞膜,测定经超高压作用后细胞膜电位的变化;用羧基荧光素琥珀酰亚胺酯 (cFSE)为荧光探针测定经超高压作用后细胞内pH的变化;用比色法测定超高压对LM 54004 F0F1-ATP酶活性的影响。【结果】150—300 MPa作用10 min,随着压力的增大LM 54004菌落数显著降低,细胞内K+和Mg2+没有泄漏到细胞外,膜电势、跨膜H+浓度梯度和质子动力势大小基本保持不变,F1F0-ATP酶活性降低显著;300 MPa作用10 min,尽管LM 54004菌落数低于检测限,F0F1-ATP酶活性降到0,但细胞膜完整无损,其质子动力势仍然达到最大值。【结论】超高压作用下LM 54004的灭活与F0F1-ATP酶活性的降低之间相关性较好。LM 54004的细胞膜上参与呼吸链有关的酶和电子载体较F0F1-ATP酶耐压,F0F1-ATP酶对超高压敏感,超高压作用下F0F1-ATP酶的失活是超高压灭活的重要原因。     

桑甚果汁超高压灭菌工艺研究

【目的】研究超高压处理在桑葚果汁加工中的应用工艺,确定其最佳参数,为建立和推广桑葚果汁超高压灭菌工艺提供依据。【方法】以待灭菌的桑葚果汁为研究对象,利用正交试验设计方法探讨不同处理压力和时间对果汁中微生物(细菌总数、大肠杆菌、霉菌、致病菌、酵母菌)灭菌效果的影响。【结果】压力≥400MPa时,菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌数目均已达到商业灭菌标准;压力为200～500MPa时,随着压力的升高,灭菌效果呈直线上升趋势;处理时间≤25min时,随着超高压时间的延长,灭菌效果呈明显增强趋势。影响桑葚果汁超高压灭菌效果的次序为:处理时间>处理压力,两者对桑葚果汁的灭菌效果均达显著水平。【结论】在一定处理时间或压力范围内,桑葚果汁的超高压灭菌效果随着压力的增高或时间的延长而增强;桑葚果汁超高压灭菌过程中,处理时间起主要作用,压力起次要作用,其最佳参数为:压力500MPa、时间20min。     

桑葚果汁超高压灭菌工艺研究

【目的】研究超高压处理在桑葚果汁加工中的应用工艺,确定其最佳参数,为建立和推广桑葚果汁超高压灭菌工艺提供依据。【方法】以待灭菌的桑葚果汁为研究对象, 利用正交试验设计方法探讨不同处理压力和时间对果汁中微生物（细菌总数、大肠杆菌、霉菌、致病菌、酵母菌）灭菌效果的影响。【结果】压力≥400 MPa时,菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌数目均已达到商业灭菌标准;压力为200～500 MPa时,随着压力的升高,灭菌效果呈直线上升趋势;处理时间≤25 min时,随着超高压时间的延长,灭菌效果呈明显增强趋势。影响桑葚果汁超高压灭菌效果的次序为：处理时间>处理压力,两者对桑葚果汁的灭菌效果均达显著水平。【结论】在一定处理时间或压力范围内,桑葚果汁的超高压灭菌效果随着压力的增高或时间的延长而增强;桑葚果汁超高压灭菌过程中,处理时间起主要作用,压力起次要作用,其最佳参数为：压力500 MPa、时间20 min。     

超高压处理压力对西瓜汁物理特性和保藏性能的影响

【目的】探索超高压加工技术在西瓜汁加工过程中的应用。【方法】榨取西瓜汁,分别以200,250,300,350,400 MPa压力处理10 min,以西瓜原汁和热处理(85℃10 min)西瓜汁为对照,对各处理西瓜汁的感官品质、可溶性固形物含量、固体悬浮颗粒、紫外可见吸收光谱及保藏性能进行检测,研究超高压处理对西瓜汁物理特性和保藏性能的影响。【结果】西瓜原汁经350 MPa超高压处理10 min后,色泽、风味明显优于热处理,且固体颗粒减少,稳定性提高;处理压力对西瓜汁紫外可见吸收光谱的影响较大,对可溶性固形物含量的影响不大。【结论】西瓜汁最适的超高压处理条件是:西瓜经榨汁后,添加质量分数0.03%维生素C,在47~51 kPa下脱气10 min,再经350 MPa处理10 min,此方法处理的西瓜汁品质最好,保藏期较长。     

超高压提取山茱萸中熊果酸优化工艺研究

【目的】研究超高压法提取山茱萸中熊果酸的最佳工艺条件,探讨山茱萸中熊果酸提取的适宜方法。【方法】在单因素试验的基础上,采用L9（34）正交试验对超高压提取山茱萸中熊果酸的工艺进行优化,以熊果酸得率为指标,考察料液比（g∶mL）、乙醇浓度、超高压压力、加压时间对熊果酸得率的影响;同时与回流提取法和超声提取法进行比较。【结果】超高压提取山茱萸中熊果酸的优化工艺条件为：料液比1∶22（g∶mL）、乙醇浓度70%、超高压压力320MPa,保压时间4min,该条件下熊果酸提取得率可达0.322%。与回流提取法和超声提取法相比,其提取得率高、时间短。【结论】超高压提取熊果酸得率高,提取时间短,是一种提取山茱萸中熊果酸的适宜方法。     

超高压提取山茱萸中熊果酸优化工艺研究

【目的】研究超高压法提取山茱萸中熊果酸的最佳工艺条件,探讨山茱萸中熊果酸提取的适宜方法。【方法】在单因素试验的基础上,采用L9（34）正交试验对超高压提取山茱萸中熊果酸的工艺进行优化,以熊果酸得率为指标,考察料液比（g∶mL）、乙醇浓度、超高压压力、加压时间对熊果酸得率的影响;同时与回流提取法和超声提取法进行比较。【结果】超高压提取山茱萸中熊果酸的优化工艺条件为：料液比1∶22（g∶mL）、乙醇浓度70%、超高压压力320 MPa, 保压时间4 min,该条件下熊果酸提取得率可达0.322%。与回流提取法和超声提取法相比,其提取得率高、时间短。【结论】超高压提取熊果酸得率高,提取时间短,是一种提取山茱萸中熊果酸的适宜方法。     

栓皮栎软木膨化除杂工艺研究

【目的】研究软木膨化除杂的影响因素,确立较优的软木膨化除杂工艺。【方法】采用正交试验设计,对产自陕西、甘肃、湖北的栓皮栎软木的膨化除杂工艺进行优化。【结果】膨化压力、保压时间和预处理方式均是栓皮栎软木体积膨胀率和除杂率的主要影响因素,其中膨化压力的影响达到极显著水平,保压时间和预处理方式的影响达到显著或一般显著水平。在试验范围内,栓皮栎软木较优的膨化除杂工艺为膨化压力0.9 MPa,保压时间20min,预处理方式为沸水蒸煮1h,软木厚度为15~20 mm。【结论】在较优工艺下膨化栓皮栎软木的体积膨胀率为40.35%,除杂率为22.15%,可以获得良好的膨化效果。     

超高压处理对双孢菇蛋白质量的影响

对双孢菇的超高压处理进行正交设计,将处理后的超高压产品进行感官评价、微生物检测和蛋白质量分析,发现双孢菇的超高压处理最佳工艺为:压力400MPa,温度40℃,保压时间15min,含水量50%。     

超高压杀菌处理冷破碎猕猴桃果浆的条件优化及其贮藏期杀菌效果

【目的】研究‘海沃德’猕猴桃冷破碎果浆的超高压杀菌最优条件及超高压处理后果浆贮藏过程中的杀菌效果,为猕猴桃的非热加工及产品开发提供参考。【方法】采用冷破碎技术设备获得猕猴桃纯果肉果浆,以菌落总数、VC、褐变度等为评价指标,利用响应面分析建立模型,得到超高压杀菌最优工艺条件;利用微生物学方法,研究超高压处理的果浆在4℃、-20℃下贮藏期菌落总数、霉菌酵母和大肠杆菌的变化。【结果】通过单因素试验和Box-Behnken模型响应曲面分析获得超高压杀菌的最佳条件为压力497 MPa,温度27℃,保压时间24 min;在此条件下超高压处理对果浆的菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵母杀菌率分别达到73.18%、97.46%、100.00%。超高压杀菌的冷破碎果浆于4℃、-20℃下贮藏6周、14周,在符合标准范围内菌落总数的增量较大,与贮藏第1天相比分别达到97.19%、85.98%,但菌落总数增长速度不大;而果浆中的霉菌酵母、大肠杆菌的增量相对较少,且增殖也较慢;果浆中的霉菌酵母、大肠杆菌仅分别为1.36、0.67和0.32、0.35 lg（CFU/mL)。【结论】超高压处理作为一种非热杀菌方式对热敏性的猕猴桃果浆有较好的杀菌效果。冷破碎果浆作为猕猴桃加工的中间原料在超高压处理后于-20℃下贮藏14周依然符合商业无菌要求,因此低温贮藏与超高压杀菌结合有利于冷破碎果浆的贮藏和进一步加工利用。     

不同高压与温度处理对鲜切生菜及其货架期微生物的影响

【目的】鲜切生菜存在微生物安全问题,通过开展高压与温度的协同研究,以获得鲜切生菜的冷杀菌加工技术,并确定高压处理对鲜切生菜货架期微生物的影响。【方法】在5℃、15℃、25℃下,采用高压50、100、200 MPa分别处理鲜切生菜5 min、20 min,检测鲜切生菜中菌落总数和大肠菌群的数量;并在确定的温度、压力与时间下,开展高压处理后鲜切生菜货架期（4℃,6 d）菌落总数和大肠菌群的变化研究。【结果】压力（50-200 MPa）与保压时间（5-20 min）在降低鲜切生菜菌落总数和大肠菌群数量方面具有极显著的协同作用（P＜0.01）,但温度（5-25℃）在高压杀灭鲜切生菜菌落总数和大肠菌群方面没有产生协同作用,200 MPa处理20 min,鲜切生菜的菌落总数、大肠菌群数量下降最多,分别降低了0.42 log CFU/g和0.71 log CFU/g。货架期间（4℃）,尽管高压处理的鲜切生菜的菌落总数与对照一致,均随着货架时间的延长呈增加趋势,到第6天,不论高压还是非高压处理（对照）,菌落总数均增长了1.0 log,但高压处理的鲜切生菜的菌落总数增长速度高于对照;高压处理的鲜切生菜的大肠菌群数量在货架期间下降较快,到第6天时未检出,而对照仍然存在9%的大肠菌群。【结论】高压处理可显著降低鲜切生菜菌落总数和大肠菌群的数量,但温度（5-25℃）没有产生协同作用;4℃贮存6 d期间,高压处理鲜切生菜的大肠菌群被显著抑制,但菌落总数增长超过对照;与其它加工技术相似,在鲜切果蔬加工方面,高压需要其它与产品品质及安全有关的因素如耐高压的品种、HACCP等的协同作用,以保证产品的安全。     

Optimization of Inactivation Conditions of High Hydrostatic Pressure Using Response Surface Methodology

Response surface methodology(RSM)was employed in the present work and a second order quadratic equation for high hydrostatic pressure(HHP)inactivation was built.The adequacy of the model equation for predicting the optimum response values was verified effectively by the validation data.Effects of temperature,pressure,and pressure holding time on HHP inactivation of Escherichia coli ATCC 8739 were explored.By analyzing the response surface plots and their corresponding contour plots as well as solving the quadratic equation,the optimum process parameters for inactivation E.coli of six log cycles were obtained as:temperature 32.2℃,pressure 346.4 MPa,and pressure holding time 12.6 min.     

超高压处理对甜菜果胶结构及乳化特性的影响

【目的】明确超高压处理对甜菜果胶结构和乳化特性的影响,为甜菜果胶在食品工业中的应用提供理论依据。【方法】配制1%（w/v）甜菜果胶溶液,比较不同压力（0.1、250、350、450和550 MPa）、pH 7条件下处理30 min,450 MPa、pH 7条件下处理不同时间（10、20、30和50 min）,以及450 MPa、不同pH（pH 3、pH 7和pH 8）条件下处理30 min对甜菜果胶结构及乳化特性的影响。【结果】在不同压力条件下对pH 7的甜菜果胶溶液进行处理,随着压力升高,甜菜果胶分子量由5.58×10⁵ Da（0.1 MPa）降至1.56×10⁵ Da（550 MPa）;酯化度和乙酰化度分别由61.29%和18.17%（0.1 MPa）增至68.24%和21.72%（550 MPa）;红外图谱显示甜菜果胶在1 760-1 730 cm^-1和1 630-1 600 cm^-1处的峰均比未加压处理的更为明显,在1 560-1 540 cm^-1也出现一个明显的吸收峰;在250 MPa处理30 min后,甜菜果胶的乳化活性由209 m²·g^-1增至230 m²·g^-1,乳化稳定性由79 min增至97 min,乳化液粒径D_4,3降低,比表面积Sv升高。继续增加压力,果胶的乳化特性变化不显著。在450 MPa下对pH 7的甜菜果胶做不同时间处理,发现随加压时间延长,甜菜果胶分子量、酯化度、乙酰化度、乳化活性及稳定性均未发生显著变化。在450 MPa加压处理30 min后,pH 3、7和8条件下果胶分子量分别由原来的5.88、5.58和5.44×10⁵ Da降至2.38、2.25和2.49×10⁵ Da;pH 3和pH 7的甜菜果胶酯化度变化不明显,乙酰化度显著升高,分别由19.35%和18.17%增至24.84%和21.70%;而pH 8的甜菜果胶酯化度和乙酰化度显著降低,分别由70.13%和19.53%降至50.24%和16.41%;pH 3、pH 7和pH 8的甜菜果胶在加压处理后乳化活性和乳化稳定性均显著提高,超高压处理后pH 3和pH 7的甜菜果胶乳化活性较高,pH 3甜菜果胶乳化稳定性最好。【结论】超高压处理降低了甜菜果胶的分子量,使果胶中的蛋白暴露,改善了甜菜果胶的乳化特性。     

无污染提取薯蓣皂素的热分解处理研究

【目的】解决当前薯蓣皂素生产中废水量大,酸性强,有机物含量高,存在严重污染问题的现状。【方法】利用饱和蒸汽作为压力介质,在较高压力和温度下处理盾叶薯蓣根茎块,将薯蓣皂素与淀粉、纤维素剥离开,处理过的物料干燥后不需进行酸水解即可直接提取皂素。【结果】分析了影响热分解的各种因素,并予以优化。优化工艺条件为:饱和蒸汽压力1.4MPa,保压时间30min,加料量3.5kg,在此条件下薯蓣皂素的收率为1.745%。在热分解前加入二氧化碳介质,可以提高处理效果,改善物料颜色,但物料呈酸性,保压时间需要适当延长。【结论】热分解工艺无需酸、碱处理,不需对残渣进行清洗,基本无废水产生,可从根本上解决皂素生产中的污水处理问题。     

不同杀菌方式对杏干杀菌效果的影响研究

[目的]提高产品卫生质量,延长产品保质期,为促进杏干这一地方特色产品的发展服务.[方法]比较市售摊晒杏干与太阳能干燥装置[1](Solar-dring,简称SD)干制杏干的水分、水分活度、色度、细菌总数和大肠菌群等主要质量指标,并采用紫外、微波和臭氧三种杀菌方法,探讨了不同杀菌方式对杏干杀菌效果的影响,以寻求较好的杀菌条件.[结果]SD方式干燥的杏干水分较高,分别为16.91;和11.88;,细菌总数和大肠菌群数比摊晒杏干低4～10倍;紫外线杀菌距离样品30 cm、杀菌时间25 min时,杀菌率可达到98;左右;微波功率在850 W、杀菌时间为25 s时,杀菌率可达到98;左右;包装袋内通入臭氧大于4 min,杀菌时间为30 min时,杀菌率在95;以上.[结论]SD方式干燥的杏干质地柔软,口感较好,色泽鲜亮,较洁净,并且不同杀菌方式均可有效杀灭杏干中绝大多数细菌.     

乳酸乳球菌质粒提取方法的改进与优化

[目的]建立一种简便、快速、安全的乳酸乳球菌质粒提取方法.[方法]质粒提取采用文献报道的乳酸菌质粒提取与常用的大肠杆菌质粒提取相结合的方法,并对提取过程中溶菌酶浓度、溶菌酶处理方式和时间进行优化.[结果]采用改良后的方法提取乳酸菌质粒效果显著.最佳溶菌酶浓度是10 mg/mL,最佳溶菌酶处理方式和时间是37℃振荡培养30 min.[结论]该方法避免了毒性物质溴化乙锭的使用,同时减少了通常提取乳酸菌质粒的复杂步骤,是一种高效、快速、安全的提取乳酸菌质粒的方法.