超声波在原料乳保鲜中应用的研究.pdf

一妒塑盟麴鲨j 竺型坠啦坠一 超声波在原料乳保鲱巾应用的研究 王蕊，离翔 ( 江苏食品职业技术学院，江苏淮安2 2 3 0 0 1 ) 摘要：研究了利甩不同杀茵频率、杀菌时阃和杀菌温度的超声波对原料进行处理。结果表明，经5 0k H z ，6 0S ，6 0 超声波处理的原料乳，杀茵率迭8 7 ，对营养物质无任何破坏作用，在1 5q C 条件下保鲜4 5h ，仍有优良的感官性能。 关键词：超声波；原料乳；保鲜 中图分类号：T S 2 5 24文献标识码：A文章编号：1 0 0 1 2 2 3 0 ( 2 0 0 4 ) 0 6 0 0 3 5 0 3 Ar e s e a r c ho fs u p e r s o n i ca p p l i e di nf r e s hk e e p i n go fr a wm i l k W A N GR u i ，G A OX i a n g ( J i a n g s uF o o dS c i e n c eC o l l e g e H u a i a n2 2 3 0 0 1 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：R a wm i l kw a st r e a t e db yd i f f e r e n tu l t r a s o n i cf r e q u e n c y ，s t r i l i z a t i o nt i m ea n ds t e r i l i z a t i o nt e m p e r a t u r eE x p e r i m e n t s s h o wt h a t ，t r e a tw i t hs u p e r s o n i cp r o c e s s i o no f5 0k H z ，6 0S ，6 0 ，m i l kc a nb ec o n s e r v e df o r4 5hw h e nt h et e m p e r a t u r ei s 1 5 w i t h o u ta n yd a m a g et ot h en u t r i e n t s a n dt h es e n s eq u a l i t i e sa r ea l s og o o d K e yw o r d s ：s u p e r s o n i c ；l a wm i l k ；f r e s h k e e p i n g 0 引言 超声波是指频率超过2 0k H z 不为人耳所听见的 声波，是1 9 1 7 年法国物理学家L a n g e v i n 成功发射 的。自此以后，人们对超声波的生物学作用进行了 广泛深入的研究，近4 0 多年来，人们将目光投向了 超声波消毒I ，I 。在液体中，当超声波强度超过某一空 气阀值时，会产生空化现象，即液体中微小的泡核( 气 或汽泡核) 在超声波作用下被激活，它表现为泡核的 振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。空气泡 绝热收缩及崩溃的瞬间，泡内呈现50 0 0 以上的 高温及1 0 9K s 的温度变化率，产生达1 0 8N m 2 的 强大冲击波”】。利用超声波空化效应在液体中产生的 瞬间高温及温度交变变化、瞬间高压和压力变化， 使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较 小的一些微生物的细胞壁破坏，从而延长保鲜期 3 1 。 朱绍华1 4 I 用超声波对酱油做杀菌对比实验，发现用超 声波处理酱油1 0r a i n ，杀菌率为7 5 ，略低于巴氏杀 菌( 7 2o C ) 7 8 7 。牛乳的营养元素全面，比例搭 收稿日期：2 0 0 4 0 3 2 6 作者简介：王蕊( 1 9 6 7 一) 女，讲师，硕士，从事食品微生物的教 学与研究工作。 配合理，是老少皆宜的营养保健食品，对微生物来 说也是极好的培养基。因此，牛奶极易腐败变质， 挤出的生鲜牛乳稍有不慎即会失去食用价值。我国 奶牛养殖主要以个体饲养户为主，分布在广大农 村，夏天由于气候炎热、交通不便、冷却设备短 缺会造成大量生鲜牛乳酸败，由此造成的浪费十 分严重。人们一直在积极寻找生鲜牛乳的保鲜措 施。有研究表明”- ，用超声波进行牛乳消毒，经 1 5 6 0s 处理后，乳液可以保存5d 不酸败变质，经 一般消毒的牛乳再经超声波处理，在冷藏的条件下 可保存1 8 个月。超声波消毒特点是速度快，无外来 添加物，对人体无害，对物品无损伤，不需要升高 温度，有利于牛奶营养和风味物质的保存。本实验 利用不同频率、温度、时间的超声波对原料乳进行 处理，研究超声波对原料乳的最佳保鲜参数，为企 业提供参考。 1材料与方法 1 1材料 鲜牛乳；培养基及试剂；营养琼脂培养基；乳 糖胆盐发酵培养基( 单料) ；伊红美蓝琼脂平板； 乳糖发酵管；乳糖；蛋白胨；灭菌生理盐水( 分装 V 0 1 3 2 , N o 6z 叭c t o t a 。， 万方数据 于试管中，每管9m L ) 。 12 主要实验仪器 X T 一8 7 5 医用净化工作台；P Y X D H S 一 5 0 X 6 5 一S 隔水式电热恒温培养箱；K Q 一3 2 0 0 E 超声 波；B P B S 系列电子天平，高温高压灭菌锅。 1 3 超声波处理殛微生物检验 1 31超声波处理 超声波K Q 一3 2 0 0 E 型，频率为2 0 1 0 0k H z ，温 度为2 0 8 0 可调。分别将lk g 鲜牛奶用不同频 率、时间、温度的超声波处理，各取2 5g 转入事先 消毒灭菌好的2 2 5m L 生理盐水中，上下左右摇晃2 0 次，其溶液作为供试液，作稀释度1 0 2 1 0 3 ( 样品与 空白各做3 次实验，取其平均值) 。 132微生物检验 菌落总数：用营养琼脂培养基，3 7 培养2 4h 后计数。 大肠菌群：( 倾注法) “单料乳糖胆盐发酵 管”，“双料乳糖胆盐发醇管”培养基，3 7 培养 2 4h 后做乳糖发酵证实试验，3 7 培养2 4h ，查 M P N ( 最大近似数) 表。 营养指标采用乳液营养快速测定仪。 1 4 感官评定 采用评分法，分别从气味、滋味、口感等总体 可接受性打分，最高分为1 0 分，最低分为0 分。 1 0 8 分表示颜色为乳白色、正常鲜牛乳气味、完全 可以接受；7 6 分表示略有些发酸、颜色变黄；5 0 分表示已发酸变味，颜色变黄、蛋白质分解变质。 1 5 正交实验设计 超声波对牛乳的杀菌效果受频率厂处理时间t 、 杀菌温度7 等3 个因素的影响，每个因素选取3 个 水平，做3 因素3 水平k ( 3 3 ) 正交设计，结果如表1 所示。 表1 正交实验设计表 垦壅! 墼萋! ! 坐 璺壁避! ! 一二i 蓬逛堕丝整o 、 14 0 3 0j 。4 0 ：； 25 0铺钓 3桷 蛳鹋 2 结果与分析 2 1 超声波频率对杀菌效果的影响( 单因素) 固定杀菌时间( # = 6 0s ) 、杀菌温度( T = 2 5 ) 2 个因素，改变杀菌频率，时，杀菌率( 检测菌落总 数) 与杀菌频率的关系，结果如图1 所示。 从图1 可以看出，原料乳的菌落总数随着超声 波频率的增加，杀菌率增大。从2 0k H z 至5 0k H z 杀 菌率变化显著；从6 0k H z 至9 0k H z 杀菌率基本稳 定。 i 等。衅年第，：卷第e 期( 总第，期) i 9 。o | | i 笸 掌 件 j 碹 堞 图3处理温度对杀菌率的影响 从图3 可以看出，随着温度的升高，杀菌率增 大，但处理温度对杀菌效果影响不十分显著。从2 0 至5 0 时，随着温度的升高，杀菌率略有增加，至 5 0 时杀菌率超过8 0 ，从6 0 至8 0 时，杀菌 效果基本稳定。 正交实验结果如表2 所示。由表2 分析得知，各 因素对杀菌率影响的大小顺序为：处理时间 超声波 万方数据 频率 处理温度；A ：B ：C ，与A 3B 3 c ：为最佳处理组合。 因为杀菌频率大、处理时间长成本增加，最佳实验条 件应选择A z B z C ，：即超声波频率5 0k H z ，处理时间 6 0s ，处理温度6 0 。 表2 正交实验结果 1 1 细j 痨眵1 榉鲥 6 1 。 2 1 臼纠2 膨p 妒2 。酷彰 7 4 3 1 “鲫3 翻印3 商鲫i耀 事 2 $ 彩 ，( 3 0 l 2 壹移i 6 5 5 2 ( 5 0 j2 鳓| 3 ( 6 0 ) 8 3 ： 6 2 5 0 )3 ( 9 0 ， 1 搿眵 | 一一| 静 7 3 倘移，( 3 0 ， 3 ( 6 0 3曩6 9 一 83r 别 2 ( 6 0 ，瑚# 静 93 ( 6 0 J了( 9 0 ，2D鲫87 彭 2 1 31 9 52 2 8 配4 2 3 6 2 4 42 2 6 o 酝鹚2 4 9 2 3 4 孤瓠7娼 27 2 4 超声波对原料乳营养指标的影响 经超声波5 0k H z ，6 0s 6 0 处理与对照组的 原料乳各营养成分测定结果见表3 。 表3超声波对原料乳营养指标的影响 营养指标对照组处理组营养措椽对照组处理缎 脂肪3 2 33 2 0餐张A 。23 t 蛋白艟3 ，0 7置0 4最每蠹毂一：乱I 6 8 v D ( I U 1 0 0 m L “l2 8 03 ，0 2 雾醇毋j j 誊j 彰。j 3 i 2 毒 V E ( m 8 l O O m L - 0 蜘n 赡 磐 一譬寥黪j 磐蒡l V B t ( r a g 1 0 0 m L 。，n 0 1 8 鳓 。霉瓣。v i 季菇譬溪1 3 i | V B 2 ( j 瞬1 0 0 m L - 1 ) 80 4谚辫。霸骞黪| 掰6 i 7 。8 j 7 V C ( m g - 1 0 0 m L - 0 l 。7 0l ，7 0 参，$ i 謦葶囊F p 裤妒潆，I 噼一1 m L f 4 1 4 3 6 j。蒋囊藏 曩2鬈8 菇E U 黝2 。一5 撬蘸酸，97 6 苯两氨馥 656 3疆毓漉1 81 5 靛氨馥 6 872 募巍甄68氛4 从表3 中可以看出，超声波处理对原料乳中的 脂肪率、蛋白质含量、氨基酸含量以及维生素等营 养指标均无影响。 2 5 超声波对原料乳保鲜期内微生物的影响 用超声波频率5 0k H z ，在6 0 条件下处理 6 0s ，在1 5 条件下贮藏，不同时间测得的微生物 指标的变化情况，结果如图4 所示。 从图4 可以看出，经超声波处理的原料乳在 1 5 条件下贮藏2 4h ，菌落总数为2 4X 10 5 m L ，大肠 菌群数为Z 8m L “) ；贮藏至4 8h ，菌落总数为48 1 0 5m L 一1 ) ，大肠菌群数为8m L “) ，符合我国原料 乳微生物控制标准。 2 6超声波处理对原料乳感官性能的影响 超声波5 0k H z ，6 0s ，6 0 处理与对照组的原 料乳在1 5 条件下保鲜不同时间，经煮沸后感官评 定的结果见表4 。 二【b ! ： 鼎糕 珀站 犍怔 韫龌 储藏时问h + 茼落总数；一大肠荫群数 图41 5 贮藏条件下微生物的变化情况 表4超声波处理对原料乳感官性能的影响 攥襻聪瓣维澍张缎娃理缀保存酵褥h 对照纽处理组 01 01 02 7一1 0 3箩，口3 0 1 0 681 03 3一l O 驴拍3 6一1 0 娩一t0 3 9一 1 0 l S 1 04 2 9 l 髻 1 04 58 嚣 。 j 口4 8 6 | j 纛| 。一1 0 注：温度为1 5 从表4 可以看出，1 5 条件下对照组的原料乳 贮藏6h 颜色为乳白色，有正常牛乳的气味、滋味， 完全可以接受；贮存9h ，颜色已变黄，略有酸败， 失去食用价值。而经超声波处理的原料乳在1 5 条 件下保存4 5h ，仍具有良好的气味、滋味，完全可 以接受。 3结论 用超声波频率5 0k H z ，在6 0o C 条件下处理原料 乳6 0S ，杀菌率达8 7 ，对营养物质无破坏作用， 在1 5 条件下保鲜4 5h ，感官性能优良，说明超声 波应用于原料乳保鲜是可行的。 参考文献： i 】陈学风，薛广波，顾春英超声波消毒研究进展上海预防医 学杂志，1 9 9 9 ，1 1 ( 1 1 ) ：4 9