用预测微生物学控制橙汁中酿酒酵母的研究

论文摘要

目前,国际橙浓缩汁原料紧缺、价格上涨,而我国国家政策也向农产品深加工倾斜、国内橙汁市场进一步扩大。作为世界第三大橙汁生产国的我国,橙汁产业的发展必将在未来几年掀起一个新的高潮。但是在橙汁加工过程中,原料携带、设备污染和人员引入等原因使得橙汁成品和半成品极易被腐败微生物污染。将预测微生物学应用到控制橙汁腐败中,其结果将为控制橙汁腐败提供理论前提,指导橙汁生产和消费;其研究方法可为其他果汁饮料的质量控制提供有力的借鉴。本文从腐败的市售100%橙汁中分离出了三株腐败微生物,经过常规微生物学实验方法检测,初步判定其为酵母菌。再通过bioMerieux Vitek全自动微生物鉴定系统鉴定,得到的鉴定结果显示这三株微生物均为酿酒酵母。从中国高校工业微生物数据库获得酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae菌种编号:CICIM Y0086,它与分离出的酿酒酵母菌株对橙汁的腐败能力相近,确定其为模型研究对象。通过对市售橙汁中pH、还原糖含量、环境温度的分析,做图比较酿酒酵母在不同因素、不同水平下的生长情况,以及考察初始菌量对橙汁中酿酒酵母生长的影响情况,确定温度是影响酿酒酵母在橙汁中生长的关键因素,是预测模型应研究的主要因素。在建模过程中,一级模型中的Gompertz比Logistic模型有更好的拟合程度,典型温度下一级模型预测方程分别为: 5℃: f（t）=0.4669+0.3378×exp（-exp（-0.0969×（t-9.6150）））; 8℃: f（t）=0.4669+3.0030×exp（-exp（-0.0320×（t-32.2900）））; 25℃:f（t）=0.4669+7.6190×exp（-exp（-0.0695×（t-23.5200）））; 35℃:f（t）=0.4669+7.5060×exp（-exp（-0.0622×（t-24.5200）））。在优化了经典平方根模型后,得到的二级模型方程为:k =-0.0004T2 + 0.0215T-0.1033。在模型应用研究中,验证了预测模型对25℃和35℃时酿酒酵母在橙汁中的延滞期的预测是可信的;二级模型对酵母生长参数的预测,也是合理可靠的。通过将腐败微生物的生长模型与腐败产物酒精度变化相联系,扩大了预测模型的应用范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 橙汁及橙汁产业简介
• 1.1.1 果汁及橙汁的营养价值
• 1.1.2 橙汁产业的经济价值和社会意义
• 1.2 鲜橙汁的加工工艺
• 1.3 橙汁的腐败变质
• 1.3.1 化学因素
• 1.3.2 物理（环境）因素
• 1.3.3 生物因素
• 1.4 橙汁中的腐败微生物
• 1.5 预测微生物学
• 1.5.1 预测微生物学的概念
• 1.5.2 预测微生物学的发展历史
• 1.5.3 预测模型的分类
• 1.6 本课题的立题意义与研究内容
• 1.6.1 立题意义
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 橙汁腐败微生物的分离与确定
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 腐败微生物的分离鉴定
• 2.3.2 确定橙汁腐败预测微生物模型的研究菌种
• 2.4 结论
• 第三章 预测模型中影响微生物生长关键因素的确定
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 pH 值对橙汁中酿酒酵母生长的影响
• 3.3.2 还原糖含量对橙汁中酿酒酵母生长的影响
• 3.3.3 温度对橙汁中酿酒酵母生长的影响
• 3.3.4 初始菌量对橙汁中酿酒酵母生长的影响
• 3.4 结论
• 第四章 橙汁中酿酒酵母预测模型的建立与应用
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 一级模型的建立
• 4.3.2 二级模型的建立
• 4.3.3 预测模型在控制橙汁腐败中的应用
• 4.4 结论
• 总结与展望
• 1、总结
• 2、展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文