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本论文对微波在荔枝罐头杀菌工艺中应用的相关内容进行了系统研究,主要内容包括:研究微波加热对酸性水果食品中的三种主要对象菌(酸土脂环芽孢杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌)的致死动力学过程及达到商业无菌要求的工艺条件;评价微波加热钝化荔枝果肉过氧化物酶活性效果;研究测定条件对荔枝质构测定结果的影响;建立描述荔枝质构和颜色在热加工时降解过程的动力学模型,并比较不同动力学模型的精确度;探讨应用2450MHz微波加热系统和微波隧道式杀菌机,采用微波杀菌一无菌封罐新工艺加工糖水荔枝罐头的效果;研究贮藏条件(温度、时间和光照)对微波杀菌生产罐头品质的影响。
本文的主要研究结果如下:
(1)微波加热升温过程可有效杀死大肠杆菌、沙门氏菌和抑制荔枝过氧化物酶活性。采用分段一级动力学模型和Weibull分布模型,较好地描述沙门氏菌和大肠杆菌在不同的微波功率加热过程中的致死历程。通过Weibull分布模型计算出910、780和520W微波加热使沙门氏菌减少5个对数级(5-log)数量的时间为:55、65和130s,对应温度范围为75~78~C;使大肠杆菌减少5-log数量的时间为:52、82和132s,对应温度范围为74~82~C;钝化荔枝过氧化物酶所需时间分别为25、45和77s,分别对应温度为49、48和62~C。微波功率对钝化过氧化物酶活性有显著影响。
(2)酸土脂环芽孢杆菌耐热性较强,需要采用微波升温加水浴恒温工艺方可达到商业无菌要求。酸土脂环芽孢杆菌减少5-log数量所需条件为:910W微波加热升温至95~C,然后水浴加热恒温4.25min;或9lOW微波加热升温至98~C后,水浴恒温2.51min。
(3)测定条件对荔枝果肉质构特性的测定结果有一定影响。探头速率和测定时样本摆放方向对结果有显著影响;而样本的重量无显著影响。
(4)采用级数动力学方程一阿伦尼乌斯公式体系和Weibull分布模型-Loglogistic模型体系描述荔枝果肉在加热过程中硬度的变化。使用了转换分数技术的Weibull分布模型一Loglogistic模型体系最适用于描述荔枝果肉质构在加热过程中变化的动力学过程。
(5)荔枝果肉在不同温度下长时间加热过程中,颜色L*值呈先上升后下降的趋势;a*和b*值均呈增加趋势。使用转换分数模型和阿伦尼乌斯公式可较好地描述荔枝果肉颜色的热降解动力学过程中色饱和度C值的变化。
(6)微波在糖水荔枝罐头加热杀菌过程中冷点的位置处于糖水液面处。微波加热方式比常规水浴加热更有利于保持果肉的品质。应用微波隧道式杀菌一无菌封罐技术的新工艺生产糖水荔枝罐头,可达到商业无菌的要求,产品品质较好。
(7)贮藏时间和贮藏温度对糖水荔枝罐头荔枝果肉的颜色有显著的影响。
本论文的创新之处主要体现在:
(D研究了微波加热对酸性水果罐头巴氏杀菌对象菌酸土脂环芽孢杆菌的致死历程,确定了微波杀菌条件下使酸土脂环芽孢杆菌数量减少5个对数级(5-log)所需工艺条件。
(2)使用Weibull分布模型描述微波加热对大肠杆菌和沙门氏菌的致死历程,并根据模型准确预测了大肠杆菌和沙门氏菌达到商业无菌要求所需微波加热条件。
(3)使用Weibull分布模型-Loglogistic模型动力学体系研究荔枝果肉质构热降解动力学过程,并与目前常用的级数动力学方程.阿伦尼乌斯方程体系的拟合效果进行比较。
(4)在水果罐头杀菌中应用微波杀菌技术,采用微波杀菌.无菌封罐的新工艺,并在实验室和工厂中试两个层次研究了微波杀菌技术应用的效果。
(5)研究了贮藏条件对微波杀菌糖水荔枝罐头的品质的影响。贮藏温度对糖水荔枝罐头荔枝果肉的颜色有显著的影响。