脉冲电场在梨汁加工中的应用

论文摘要

传统的热杀菌在对梨汁杀菌的同时,也对梨汁的品质产生了许多不利影响。例如,热杀菌会导致梨汁的颜色加深、产生蒸煮味、热敏性物质损失等。为了采用非热杀菌技术来生产高质量的梨汁,本文研究了高压脉冲电场对梨汁的杀菌钝酶效果及其对梨汁品质的影响。首先研究了浑浊梨汁的护色工艺和稳定方法。研究结果表明,梨破碎时添加3.0 g·L-1的柠檬酸和1.0 g·L-1的抗坏血酸抑制梨的褐变效果较好。浑浊梨汁稳定是生产的关键,添加3.0 g·L-1的果胶和3.0 g·L-1的CMC后20 MPa下均质两次,可保持产品的稳定性。研究了电场强度、处理时间和处理温度对梨汁的杀菌效果影响。结果表明,脉冲电场对接种梨汁中的微生物有很好的杀菌效果。随着电场强度和处理时间的增加,杀菌效果提高。温度具有辅助杀菌效应。在梨汁体系中微生物对PEF的敏感程度为:大肠杆菌>沙门氏菌>李斯特菌>酿酒酵母。PEF导致微生物细胞死亡的原因可能是PEF导致细胞膜的破坏、原生质团聚和流失等。低场强范围内,PEF对多酚氧化酶的活性几乎没有影响,但当场强达到35 kV/cm,时间延长到1200μs时,酶活才大幅度下降,酶活损失达到91.7%。温度同样具有辅助钝化酶效应。梨中多酚氧化酶失活动力学符合一级动力学模型:0.0000220.12920RA RA ee Et=×?×××,其实测RA与预测RA有着良好的相关性,相关系数达到0.9536。二级多项式方程描述了电场强度、处理时间及处理温度对多酚氧化酶活力的影响。其方程为:RA=86.46+3.5513E-0.01471t+0.1118T+0.000025t2-0.1087E2-0.006125T2-0.001803Et-0.000389tT-0.003457TE。由二级多项式方程可知脉冲场强对多酚氧化酶钝化效果影响最大,其次为处理温度和时间。通过分析PEF处理前后浑浊梨汁的多项指标的变化,发现PEF处理对梨汁的理化性质、营养成分和挥发性香气成分几乎没有影响,处理后梨汁基本保持了原有风味和品质。储藏实验表明,PEF处理与4℃低温结合,可有效地使未完全灭活的菌体进一步失活,可使梨汁达到2个月以上的货架期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 梨简介
• 1.2 梨汁中的主要成分及其功能
• 1.2.1 水分
• 1.2.2 碳水化合物
• 1.2.3 蛋白质、氨基酸和脂肪
• 1.2.4 维生素
• 1.2.5 矿物元素
• 1.2.6 有机酸和酚类化合物
• 1.2.7 果胶
• 1.3 梨汁加工的发展前景及主要存在的问题
• 1.4 非热杀菌技术
• 1.4.1 PEF 技术的发展
• 1.4.2 国内外研究现状
• 1.5 立题意义
• 1.6 主要研究内容
• 第二章 浑浊梨汁护色和稳定工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与仪器
• 2.2.1 材料与试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 梨汁生产工艺流程
• 2.3.2 色泽分析
• 2.3.3 浊度测定
• 2.3.4 悬浮稳定性分析
• 2.3.5 相对粘度测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 梨汁护色工艺
• 2.4.2 浑浊梨汁稳定工艺
• 2.5 小结
• 第三章 高压脉冲电场对梨汁杀菌工艺的研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与仪器
• 3.2.1 材料与试剂
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 PEF 连续处理设备
• 3.3.2 PEF 杀菌参数选择
• 3.3.3 PEF 参数计算
• 3.3.4 梨汁的制备
• 3.3.5 大肠杆菌增殖培养与接种
• 3.3.6 沙门氏菌增殖培养与接种
• 3.3.7 李斯特菌增殖培养与接种
• 3.3.8 酿酒酵母增殖培养与接种
• 3.3.9 微生物生长曲线的测定
• 3.3.10 微生物计数
• 3.3.11 酿酒酵母微观形态观察菌液的制备
• 3.3.12 酿酒酵母超微结构的扫描电镜（SEM）观察
• 3.3.13 酿酒酵母超微结构的透射电镜（TEM）观察
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特菌及酿酒酵母的生长曲线
• 3.4.2 电场强度和处理时间对接种梨汁中不同微生物杀灭效果的影响
• 3.4.3 PEF 对梨汁中不同微生物杀灭效果
• 3.4.4 物料温度与电场强度、处理时间及水浴温度之间的关系
• 3.4.5 温度协同PEF 对接种梨汁中微生物杀灭效果
• 3.4.6 PEF 杀菌机理探讨
• 3.5 小结
• 第四章 高压脉冲电场对多酚氧化酶的钝化效果
• 4.1 前言
• 4.2 材料与仪器
• 4.2.1 材料与试剂
• 4.2.2 仪器与设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 PEF 连续处理设备
• 4.3.2 PEF 钝酶参数选择
• 4.3.3 PEF 参数计算
• 4.3.4 多酚氧化酶的提取
• 4.3.5 多酚氧化酶活力的测定
• 4.3.6 多酚氧化酶最适pH 的测定
• 4.3.7 多酚氧化酶钝化的动力学研究
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 多酚氧化酶的最适pH
• 4.4.2 PEF 场强对多酚氧化酶钝化效果的影响
• 4.4.3 PEF 处理时间对多酚氧化酶钝化效果的影响
• 4.4.4 温度协同PEF 处理对多酚氧化酶的钝化效果
• 4.4.5 PEF 对多酚氧化酶活钝化的动力学分析
• 4.5 小结
• 第五章 高压脉冲电场对梨汁品质的影响及梨汁储藏稳定性研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与仪器
• 5.2.1 材料与试剂
• 5.2.2 仪器与设备
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 梨汁的制备
• 5.3.2 梨汁杀菌
• 5.3.3 梨汁微生物测定
• 5.3.4 PEF 杀菌对梨汁理化性质的影响
• 5.3.5 PEF 杀菌对梨汁营养成分的影响
• 5.3.6 PEF 杀菌对梨汁挥发性香气物质的影响
• 5.3.7 感官评价方法
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 PEF 处理对梨汁品质的影响
• 5.4.2 梨汁储藏稳定性研究
• 5.5 小结
• 主要结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士期间发表的相关论文