（食品科学专业论文）欧姆加热对苹果汁中嗜酸耐热菌的杀灭作用研究.pdf

欧姆加热对苹果汁中嗜酸耐热菌的杀灭作用研究 耿敬章 摘要：嗜酸耐热菌超标已成为苹果浓缩汁生产中最为严重的质量问题之一， 也是当前我国苹果浓缩汁行业所面临的最主要的技术壁垒之。 嗜酸耐热菌，俗称耐热菌，生物学名称为酸土脂环芽孢杆菌( a l i c y c j o b a c i l l u s a c i d o t e r r e s t r i sa a t ) ，是脂环酸芽孢杆菌( a l i c y c j o b a c i l l u ss p p ) 属的一 种细菌。由于它的嗜酸耐热特性，能够经受常规的巴氏杀菌过程而存活。一旦遇到 合适的条件，即可在果汁中迅速生长繁殖，并在果汁中生成具有特殊气味的酚类 物质，从而使果汁的品质变劣，影响产品的感官质量。研究表明：每l o 克果汁中 存在1 个耐热菌即可导致上述的品质劣变。因此，果汁行业已把嗜酸耐热菌列为一 项重要的质量控制指标。 欧姆加热作为一种新型的食品加工手段，在食品加工领域中受到越来越多的 关注。其原理主要是利用5 0 h z 或6 0 h z 的低频交流电提供电流，当电流通过食品 时，会在食品内部迅速将电能转化成热能，从而达到快速加热的目的。应用欧姆 加热杀菌，除具有一般的热效应外，还具有非热效应，它可以产生“电穿孔”效 应，导致微生物细胞膜破裂，细胞内容物渗漏，造成细胞死亡，从而降低杀菌温 度，因此极具开发潜力。 本论文研究了苹果汁的欧姆加热规律及其对嗜酸耐热菌的杀灭作用。探讨了 其对微生物的作用机理和对果汁品质的影响，以期为欧姆加热技术的工业应用提 供依据。 研究工作从以下四方面进行： 一是苹果汁的欧姆加热规律研究；二是欧姆加热对嗜酸耐热菌的杀灭作用研 究：三是欧姆加热杀菌的非热效应验证；四是分析欧姆加热对果汁品质的影响。 研究结果表明： ( 1 ) 欧姆加热苹果汁时，电导率是影响加热速率的主要因素。其电导率随温 度的升高而增大，且呈线性关系，其温度一电导率变化曲线与水浴加热处理时一 致；随着可溶性固形物含量的增加，苹果汁的电导率和加热速率都是先增大然后减 小，在2 6 。b r i x 时最大苹果汁的加热速率随电场强度的增加而增大，随p h 值的增 加而减小，而在相同电场强度下，加热体积对加热速率没有影响。 ( 2 ) 欧姆加热可以有效杀灭苹果汁中的酸土脂环芽孢杆菌。杀菌率随温度的 升高而增大；随电压的升高而增大；随p h 值的降低而增大；随加热体积的增加而 增大；随着可溶性固形物含量的增加，杀菌率先增大然后减小，在1 8 。b r i x 时最大； 欧姆加热时间对杀菌率几乎没有影响。各因素的影响顺序依次为p h 值、温度、电 压、体积、糖度，从而确定其最优组合为a 。b 。c 。d 。e 3 ，即温度为7 0 、电压为2 5 0 v 、 p h 值为3 5 、液面高度为1 0 c m 、糖度为1 8 。b r i x 。 ( 3 ) 嗜酸耐热菌经欧姆加热处理后，通过环境扫描电镜( e s e m ) 可观察到菌 体细胞表面发生凹陷和破损，电导率仪和紫外吸收分光光度计可检测到菌悬液的 电导率和吸光度值增加，据此推测欧姆加热处理可能造成了嗜酸耐热菌细胞膜的 “电穿孔”效应，导致细胞内容物的逸出，进而引起菌体死亡。 ( 4 ) 欧姆加热对果汁品质影响很小，对透光率、色值、吸光度略有影响，对 果汁的糖度、p h 值和浊度几乎没有影响。欧姆加热杀菌除具有一般的热效应外， 还具有非热效应，与常规的巴式杀菌相比较，可以降低杀菌温度，更有利于保持果 汁中的营养成分，因此极具开发前景。 关键词：欧姆加热酸土脂环芽孢杆菌杀灭苹果汁电穿孔 i i s t e r i l i z i n ge f f e c t o fo h m i ch e a t i n go na l i c y c l o b a c i l l u s a c i d o t e r r e s t r i si na p p l ej u i c e g e n g l i n g z h a n g a b s t r a c t ：t h e r ea r em a n yq u a l i t y - p r o b l e m si nt h ea p p l ej u i c ec o n c e n t r a t e ( a j c ) i n d u s t r y , s u c h a sa l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s ，a n de ta 1 t h e yh a v es t r o n g l y r e s t r a i n e dt h ed e v e l o p m e n to ft h ef r u i tj u i c e i n d u s t r y i n c h i n a , a l i c y c l o b a c i l l u s a c i d o t e r r e s t r i si so n eo ft h em o s ts e r i o u sq u a l i t yp r o b l e m si nt h ea j c i n d u s t r y , a n di ti s a l s ot h em a j o rt e c h n i c a lb a r r i e r so fc h i n a sf r u i tj u i c ei n d u s t r yn o w a d a y s a l i c y c l o b a c i l l u ss p p i sc u r r e n t l yo n eo ft h em i c r o o r g a n i s m so fc o n c e r ni nt h ef r u i t j u i c ei n d u s t r y e s p e c i a l l yt h ea l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s ( a a t ) 一o f t e nc a l l e da s t h e r m o p h i ca c i d o p h l i cb a c t e r i u m ( t a b ) ，i sa ni m p o r t a n tt a r g e tm i c r o o r g a n i s mi nq u a l i t y c o n t r o lo fa j c t h es p o r e so fa a c i d o t e r r e s t r i sa r er e l a t i v e l yh e a tr e s i s t a n ta n dc a n s u r v i v et h ec o m m e r c i a lp a s t e u r i z a t i o np r o c e s sa p p l i e dt oa j c ，a n dp r o d u c ea no f ff l a v o r i nt h ea p p l ej u i c e r e s e a r c h e si n d i c a t et h a tt h ec o n c e n t r a t eo f1 c f ua a c i d o t e r r e s t r i s 1 0 9a j c w i l lc a u s es u c has p o i l a g e n o w a d a y s ，p e o p l ep a ym o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt ot h eo h m i ch e a t i n gp r o c e s s i n g m e t h o d ，o h m i ch e a t i n gi sb a s e do np a s s i n ga na l t e r n a t i n ge l e c t r i c a lc u r r e n t ( a t5 0o r6 0 n z ) t h r o u g haf o o ds a m p l e ，t h i sr e s u l t si ni n t e r n a le n e r g yg e n e r a t i o ni nf o o d s t h i s p r o d u c e s a l li n s i d e - o u t h e a t i n gp a t t e r n ，s i n c e t h ef o o dw i l l p r e s e n ta n e l e c t r i c a l r e s i s t a n c et ot h ec u r r e n t ，t h e ni tw i l lb eh e a t e dr a p i d l y o h m i ch e a t i n gt e c h n o l o g yh a s b o t ht h e r m a le f f e c ta n dn o n t h e r m a le f f e c to nt h em i c r o b e s ，i td e s t r o y st h ec e l l m e m b r a n ea n dr e s u l t si nt h ed e a t ho ft h em i c r o b e s ，s oi tc a nr e d u c et h es t e r i l i z i n g t e m p e r a t u r ea n dh a sg r e a tp o t e n t i a l i t y t h et h e s i ss t u d i e st h eo h m i ch e a t i n gb e h a v i o ro fa p p l ej u i c ea n di t ss t e r i l i z i n g e f f e c to n7 a l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s ，i ta l s os t u d i e st h em e c h a n i s mo fo h m i c h e a t i n go nm i c r o b e sa n di t s i n f l u e n c eo na p p l ej u i c eq u a l i t y t h ec o n t e n t sa r ea s f o l l o w i n g ： f i r s t l y ，o h m i ch e a t i n gb e h a v i o ro fa p p l ej u i c ew a ss t u d i e d ，s e c o n d l y ，t h es t e r i l i z i n g e f f e c to fo h m i ch e a t i n go na l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i sw a ss t u d i e d ，t h i r d l y ，t h e n o n - t h e r m a le f f e c tv e r i f i c a t i o no fo h m i ch e a t i n go nt h em i c r o b eb yb i o - m i c r o s c o p ea n d _ e n v i r o n m e n t a ls c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( e s e m ) ，a n du s i n gc o n d u c t o m c t e ra n d u l t r a v i o l e ts p e c t r o p h o t o m e t e rt od e t e c tt h el e a k a g eo ft h ei n t r a c e l l u l a rc o n t e n t s ，f o u r l y ， 1 1 1 i ts t u d i e st h ei n f l u e n c eo fo h m i ch e a t i n go na p p l ej u i c eq u a l i t y a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h ec o n c l u s i o n sa sf o l l o w i n g ： ( 1 ) t h e o h m i c h e a t i n g b e h a v i o ro f a p p l ej u i c e s h o w e dt h a tt h ee l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t yo fa p p l ej u i c ei n c r e a s e dw i t ht e m p e r a t u r e t h ee l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t ya n d h e a t i n gr a t ei n c r e a s e dw i t hs o l u b l es o l i dc o n t e n tw h e ni tw a sl e s st h a n2 6 。b r i x ，b u tt h e y w o u l dr e d u c e dw h e nt h es o l u b l es o l i dc o n t e n tw a sm o r et h a n2 6 0 b r i x ；t h eh e a t i n gr a t e i n c r e a s e dw i t he l e c t r i c a l f i e l ds t r e n g t ha n dd e d u c e dw i t hp hv a l u e ，a n da tt h es a m e e l e c t r i c a lf i e l ds t r e n g t h ，t h ev o l u m eh a dn oi n f l u e n c eo nt h eh e a t i n gr a t e ( 2 ) o h m i ch e a t i n gc a nd e s t r o yt h ea l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i se f f i c i e n t l y ，t h e s t e r i l i z i n ge f f e c to na l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i sw a si n c r e a s e dw i t ht e m p e r a t u r e ， v o l t a g ea n dv o l u m e ，d e c r e a s e dw i t hp hv a l u e ，i n c r e a s e dw i t hs o l u b l es o l i dc o n t e n t w h e ni tw a sl e s st h a n1 8 。b r i x ，b u tt h e yw o u l dr e d u c e dw h e nt h es o l u b l es o l i dc o n t e n t w a sm o r et h a n1 8 。b r i x ；a n dt h et i m eh a dn oi n f l u e n c eo nt h es t e r i l i z i n ge f f e c t ， c o n s i d e r i n gt ok e e pn u t r i t i o na n ds a v ee n e r g y ，t h eo p t i m a lt e m p e r a t u r ei s7 0 。c ，a n dt h e i n f l u e n t i a lf a c t o r si nr u ma r ep hv a l u e ，t e m p e r a t u r e ，v o l t a g e ，v o l u m ea n ds o l u b l es o l i d c o n t e n tt h e nw eg e tt h eo p t i m a lc o n d i t i o na 2 8 4 c i d 4 e 3 ：t h et e m p e r a t u r ei s7 0 c ，t h e v o l t a g ei s2 5 0 v ，t h ep hv a l u ei s3 5 ，t h ev o l u m ei s1 0 c ma n dt h es o l u b l es o l i dc o n t e n ti s 1 8 。b r i x ( 3 ) t h es t e r i l i z a t i o no fa l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i sw i t ho h m i ch e a t i n gw a s t h o u g h t t ob e e l e c t r o p o r a t i o n e s e mp h o t o g r a p h so fu n t r e a t e da n dt r e a t e d a l i c y c l o b a c i u u sa c i d o t e r r e s t r i ss h o w e dt h a tc r u s h e da n dd e s t r o y e dm i c r o b er e s u l t e d f r o mt h ec o m b i n e de f f e c t s ，t h ei n c r e a s eo ft h ee l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t ya n dt h eo dv a l u e i n d i c a t et h el e a k a g eo ft h ei n t r a c e l l u l a rc o n t e n t s ( 4 ) o h m i ch e a t i n gh a sb o t ht h e r m a le f f e c t a n dn o n t h e r m a le f f e c to n a l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s ，a n dh a sn on e g a t i v ei n f l u e n c e so na p p l ej u i c eq u a l i t y i t h a sal i t t l ei n f l u e n c e so nc o l o rv a l u e ，a b s o r b a n c ea n dt r a n s p a r e n c e ，a n dh a sn o i n f l u e n c e so ns o l u b l es o l i dc o n t e n t ，p hv a l u ea n dt u r b i d i t y i tc o u l dr e d u c et h e p a s t e u r i z a t i o n 。c o n d i t i o na n di sf a v o r a b l et ok e e pt h en u t r i t i o no ft h ea p p l ej u i c e t h e r e f o r eo h m i ch e a t i n gt e c h n o l o g yh a sg r e a td e v e l o p m e n t p r o s p e c t k e y w o r d s ：o h m i ch e a t i n g a l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s s t e r i l i z a t i o n a p p l ej u i c ee l e c t r o p o r a t i o n 学位论文独创性声明 9 爨0 s 9 3 零人声骥所呈交的学位论文楚我在导师的指导下进行的研究工作及敬褥灼研 究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其饿个人已经 发表戴撰写_ 蓬戆磷究戏巢，氇不包含为获褥羧魏雾蓼范大学蠛其它教弯糗擒豹学蕴 或谖漤嚣绽矮避瓣携糕。对本文憝研究骰凄蘩簧炎熬豹个人蕃l 集钵，均e 褒交中 作_ 明确说明著表示谢澈。 偿者始冰婶蹴 学位论文使用授权声饔 本人恻意研究生在梭攻读学位期闼论文工作的知识产投单位属陕聪师范大 学。零久保证擎建嵩校筵，发表本谂文或缓麓零论文残暴灌溪名单霞镪为袄遁爨 莲大学。学校套投保黎学盈论文并囱溷家主管部门或萁它糖定撬鞫送交论文貔电 子版辩纸髓版；有粳将学位论文用于非赢鞴露的的少量复涮并允许论文进入学校 图书镶、院系资辩餐被釜阕；帮牧将学位论文的内容编入有关数据瘁避行稔索； 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 非者签名：耍基缨疆期：墅曼 文献综述 1 我国苹果浓缩汁行业发展概况及面临主要质量问题 苹果浓缩汁( a p p l ej u i c ec o n c e n t r a t e ，a j c ) 是世界上最主要的苹果加工产品。 m c 是指从完好、适当成熟的新鲜水果或从在物理条件下保存的水果的可食部分 获取的未经发酵但可以发酵的液汁，再用物理方法除去一定比例的水分后得到的 产品n 其成分与新鲜苹果相似，主要包括水分、糖、酸、果胶、纤维素、c a 、 m g 、n a 、k 、f e 、z n 、c u 、v b l 、v b 2 、v b 6 以及氨基酸等1 2 j 。苹果原汁通过浓缩 工艺可以把体积缩小6 7 倍，使果汁的固形物含量达到6 0 一7 5 ，不仅使果汁具 有很高的品质稳定性，而且有利于贮藏和运输【3 j 。 世界上许多国家，尤其是盛产苹果的欧美等发达国家都有饮用苹果汁的习惯。 由于苹果汁风味独特，口感温和，价格便宜，也常常作为一些果蔬汁饮料的基础 配料和添加物。国外9 0 的饮料生产厂商将浓缩苹果汁用作饮料生产的勾兑和调 味。此外，苹果汁还可作为化妆品中的添加剂。近年来，随着人们健康意识的增 强，世界饮料市场中碳酸饮料的增长开始减缓，在欧美国家，碳酸饮料由于其过 高的糖含量，已经被界定为不适合青少年和肥胖人群消费的饮料。纯果汁和果汁 类饮料由于其具有天然、营养、有益健康的特性，已被越来越多的消费者所认可， 产销量增长迅速。因而可以预见未来对苹果浓缩汁的需求将继续呈稳中有升的趋 势忆 1 1 我国苹果浓缩汁行业发展概况 我国是世界苹果生产第一大国。苹果产区主要集中在渤海湾( 胶东半岛、辽 东半岛、辽南及辽西部分地区、河北秦皇岛地区) 、西北黄土高原( 陕西渭北地区、 山西晋南和晋中、河南三门峡地区和甘肃的陇东地区) 、黄河古道和西南冷凉高地 等。根据联合国粮农组织( f a o ) 数据统计，2 0 0 0 - - 2 0 0 4 年中国苹果产量和栽培 面积均居世界首位，在全世界总量中的比例分别保持在3 5 和3 9 左右。其中2 0 0 4 年我国苹果产量2 0 5 0 3 万吨，占世界苹果产量的3 4 8 p 6 j 。 由于具有丰富的苹果资源和较低的劳动力成本优势，我国的苹果汁加工业发 展迅速，自2 0 0 2 年中国浓缩苹果汁企业在美国打赢了反倾销官司后，以出口为主 要市场的我国浓缩苹果汁行业发展更为迅速。随着行业优势日趋明显，我国浓缩 苹果汁企业在国际市场取得了更多的话语权，在国际市场上的影响力越来越大， 中国已成为世界浓缩苹果汁生疟中心。统计资料显示，我国浓缩苹果汁的出口量 逐年增长。其中1 9 9 8 年，我国苹果浓缩汁出口量为1 1 5 万吨，1 9 9 9 年为1 3 8 万 吨，2 0 0 0 年为1 6 5 万吨，2 0 0 1 年为2 2 8 万吨，2 0 0 2 年出口量为2 9 4 9 万吨，2 0 0 3 年出口量为3 4 5 万吨，2 0 0 4 年出1 2 1 量为4 8 7 万吨，2 0 0 5 年1 至1 0 月出口量达5 3 8 万吨。占世界贸易总量的1 2 强，成为世界第一大出口国，9 ，1 0 】。目前，我国苹果 浓缩汁的生产量及出口量均居世界第一，出口额约占世界贸易总量的二分之一， 在国际市场上具有举足轻重的地位。 近年来，我国苹果加工业虽然有了较大的发展，浓缩苹果汁的生产量正逐年 增加，但与其他发达国家相比，我国的苹果加工业仍存在较大差距，首先，苹果 的加工利用率低。全球苹果加工率的平均水平为2 2 2 4 ，很多发达国家达到了 7 0 ，有的甚至超过了7 5 ，而我国的苹果加工率却不到1 5 i n j ；其次，苹果加 工专用品种缺乏、原料基地建设不足；第三，一些精深加工关键技术尚需解决， 关键易损零部件依赖进口，质量标准与控制体系有待进一步完善，综合利用效率 不高。这些问题严重制约我国苹果加工业的可持续发展。同时，随着国际市场竞 争的日益激烈，“绿色贸易壁垒”对进口产品的质量要求越来越高，使中国苹果加工 业面临更为严峻的技术及市场挑战。 1 2 我国苹果浓缩汁行业所面临主要质量问题 我国苹果浓缩汁主要销往国际市场，2 0 0 0 年以来的出口年均增长率都在3 0 以上，主要销往美国、日本、荷兰、德国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国，这 七个国家的进口量占中国苹果浓缩汁出口总量的8 0 以上。我国苹果浓缩汁行业 虽然拥有世界一流的生产设备，然而由于原料、技术、管理等方面的原因，致使 产品出口时常遇到诸如褐变、后浑浊、农药残留，棒曲霉素、耐热菌超标等问题， 影响了产品的品质。这些问题若不解决，将使我们的产品在激烈地国际竞争中处 于被动地位，也阻碍我国果汁工业的持续健康发展。 ( 1 ) 褐变( b r o w n i n g ) 褐变是苹果浓缩汁生产中面临的重要问题。果汁褐变不仅影响果汁的感观品 质，而且降低了果汁的风味和营养价值。果汁褐变分为酶促褐变和非酶促褐变l ”】。 在苹果浓缩汁生产过程中，酶促褐变和非酶促褐变都会发生。只是在不同的加工 阶段酶促褐变和非酶促褐变所起的主导作用不同。在破碎、压榨阶段果汁中以酶 促褐变为主，酶促褐变的发生必须具备三个条件：多酚类物质、多酚氧化酶( p p o ) 和氧；在之后的工序以及贮藏过程中则以非酶促褐变为主。非酶促褐变多由美拉 德反应、焦糖化反应和金属离子引起。为控制果汁的褐变，大部分厂家多采取前 巴杀工艺来钝化多酚氧化酶( p p o ) 的活性；在吸附阶段采用活性炭吸附脱色或吸 附树脂脱色等方法，来去除果汁中的色素，以提高浓缩果汁的色值，均取得了较 好的效果1 1 3 , 1 4 , 1 5 , 1 6 。 ( 2 ) 后混浊m a z e l 后混浊也称二次混浊，是指澄清苹果浓缩汁在贮存或商品流通期间发生成分的变 他，经繇器到愿果泞耱废蜃，浊凄发生变化或产生沉淀斡或象“7 ，它会影嘲果汁 的感官菇质和商品徐镳。b e v e r i d g et 等通过x 碧于线能量散射帮光电显檄镜分析， 证实引起苹果浓缩汁腊混浊的成分包括果胶、蛋自质、酚类、金属离子和雄宁等 1 1 8 , 1 9 l 。目髓，已经初步确定引起苹果浓缩汁后混浊的8 大因索包括果胶、淀粉、 疆荻残蘩、酸类蘩覆、粱实本身含熬蛋邑囊、瓣楚整聚糖及毫菠耱瑟、徽鼙! 穆帮 助滤剂等。蛋白质与酚类物质形成的蛋白质一酚熊大分子聚合物，是目前浓缩果 汁中最滩控制的后混浊。 垦翦控制焉浑浊圭饔采蜃以下方法：一是酶法处理 2 0 , 2 1 1 ，如采尾果胶酶、淀粉 酶、蛋囱酶、阿拉稳聚糖酶等，将引起螽浑浊静大分子秘矮繇簇为小分子，酶处 理法控制节果浓缩汁的后混浊中研究较多的是如何控制果胶的古量，其次鼹注意 酶解过稷中明胶的添加最，防止由明胶引起的果汁混浊；二是采用各种工拨措施 亲控割警聚浓蟪泞懿爱漫浊1 2 2 2 3 , 2 4 1 。麴藕合酶技零、貘分褰技术歉各穗啜黎按零等， 去除果汁中的蛋白质、胶体、多糖等大分子物攒，来控制采汁中的后混浊，提高 果汁的质凝。 ( 3 ) 农药残窜( p e s t i c i d er e s i d u e ) 鼙豢释藿过程中绽麓麴农药羧葵曩途哥分为杀虫裁、杀蟥麓、杀藿裁、豫莩 剂、植物生长剂等，按其化学成分诳分为有机磷类、拟除虫菊糯类、氨基甲酸酯 类和有机氯类等【吲。化学农药的大鼹使用，使苹果及其浓缩汁中的农药残留成为 制约其产渡发震敢大阔题。苹累及葵产品兹农藜残整早在粥整纪翰年代藏受 到监内人士的高度重褫，美国食晶和药物管理搿( f d a ) 拭1 9 8 7 年开始实施农 药残留监测项目，对市场上苹果的农药残留情况进行了长达1 3 年的监测。结果 表明：在抽检的2 1 9 个苹果样品中，农药检出率为6 8 ，9 ，超标率为0 5 。此外， 蘧冀、茭阑、荣疆、努兰等霆弱麓辩承栗蔬菜楚测数维栗表唆，农药残整狻窭率 和超标率也分剐在3 0 和2 左右。所以世界各澍均对常用化学农药制定了相应的 农药残留标准1 2 6 j 。 我豳苹果及其浓缩汁中农药残爨遥题 e 较普遮，超标目题严重。刘炳海等调 查发蕊，农药捷胡次数多、矮量犬鹣苹果园，肇聚中滴滴涕静怒标率高迭7 5 6 ， 甲基对硫磷和乙基对硫磷的超标率达到了7 6 。冯建国等研究发现在我国的主要 苹果产区，溴氰菊酯、辛硫磷、六六六、滴滴涕、杀螟硫磷、玛拉硫磷等6 种农 药的检窭搴分裂力1 0 0 、1 0 0 、8 7 + 1 0 菇、6 7 5 7 、6 0 、5 4 。5 5 ，鹭超过了5 0 ； 其中滴滴涕和对硫磷的最高超标倍数分别达到了2 9 倍和2 5 倍i z q ：高残留黧的有 机氯农药( 六六六、d d t ) ，我国已在1 9 8 3 年停戊生产和使用，苹果及其浓缩汁 的有机筑农药含量应该在安全范匿以农，一般不须检测；拟除虫菊酯类近鼙来在 苹果中使用较多，具有广谱、高效、低毒、低残留特点，是替代有机氯农药的主 要类型。目前，已有不少果汁厂将其列为检测指标：氨基甲酸酯类具有高效、低 毒、低残留、选择性强等优点，但苹果生产中旌用后仍有残留毒性，目前，我国 多数果汁生产企业，尚未将其列为检测指标，出口果汁中也未见超标报道。 农药对人体的危害主要包括急性中毒和慢性中毒。较高含量时会引起急性中 毒( 包括急性神经毒性和迟发性神经毒性) ，较低残留量长期摄入会引起慢性中毒 ( 包括遗传毒性、生殖毒性、致畸和致癌作用) 。此外，农药对人和动物的内分泌 有干扰作用，据王毓芳等人研究，目前有7 0 种可能干扰内分泌的化学物质，其中 农药有4 0 余种，它们会使生物的生殖机能下降和导致异常现象，降低生物体的免 疫能力，并诱发肿瘤，损害神经系统等【孤2 引。 控制浓缩果汁中农残超标，最主要的措施是控制原料苹果质量和加强原料果 的清洗；其次是采取一定的工艺措施，如采用吸附树脂去除苹果浓缩汁中的农药 残留【3 “。目前果汁生产厂家大都使用吸附树脂去除农残，具有较好的效果。除此 之外，果汁生产厂家还应该建立原料果基地，加强原料果的管理，从源头上控制 农药残留。 ( 4 ) 棒曲霉素( p a t u l i n l 棒曲霉素又叫展青霉素。化学名称为4 羟基4 氢呋喃( 3 ，2 碳) 并吡喃2 ( 6 ) 酮( 4 - h y d r o x y 4 h f u r o 3 ，2 c p y r a n 2 ( 6 h ) o n e ) 。其化学结构如图1 所示 0 4 - h y d r o x y 一4 h f u r o l 【3 ，2 - c p y r a n 一2 ( 6 h ) 一。 棒曲霉素 图1 棒曲霉素化学结构示意图 棒曲霉素是一种真菌毒素，主要是青霉属、曲霉属、裸囊菌属等多种真菌的 次生代谢产物1 3 1 】，产生棒衄霉素的霉菌有扩张青霉j p e n i c i l l i u me x p d n s u m ) 、展青 霉( p p a t u l i u m ) 、棒状青霉( p c l a v i f o 删p 上新西兰青霉( p n o v a e z e e l a n d i a e ) 、石 状青霉( 只z 印i d os u m ) 、粒状青霉( p g r a n ul a t u m ) 、圆弧青霉( p c y c l o p i u m ) 、产 黄青霉( p c h r y s o g e m u n ) 、蒌地青霉( r r o g u e f o o t i ) 、棒曲霉( a s p e r g i l l u sc l a v a t u s ) 、 巨大曲霉( a n i v e a ) 、土曲霉( a t e r r e u ) 等3 3 】。棒曲霉素可使水果腐烂，在苹 果中尤为严重，是影响苹果及苹果汁饮料质量的主要因素之一l 。 棒曲霉素有较强的毒性，对实验动物的急性中毒主要表现为痉挛、肺出血及 水肿、皮下组织水肿、无尿直至死亡。此外，棒曲霉素还具有致畸、致癌和致突 变作用3 6 。3 7 】。所以已经引起了世界各国的广泛关注。目前，棒曲霉素含量已成 为水果加工产品的重要监控指标之- - 。世界上已有十几个国家制定了水果及其 制品中的棒曲霉素的最高限量标准。世界卫生组织( w h o ) 规定食品中的棒曲霉 素的最高限量为5 q “g 几【3 9 l ，大多数国家将果汁中的棒曲霉素含量限制在2 0 5 毗叽之间【帅】。世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会( j e c f a ) 最近将其最 大日可食入量从m g k g b w d 降为0 钆g k g b w d 。j e c f a 规定水果及其加工产品 中的棒曲霉素的含量应低于2 5 t g k g 4 ”。据设在国家质检总局的中国w t o s p s 国 家咨询点发布的消息，欧盟委员会对含苹果汁饮料中的棒曲霉素最大限量制定了 新标准含苹果汁的滔精饮料中的棒曲霉素的最大限量为5 0 “g j k g ，固体苹果产 品中的棒曲霉素的最大限量为2 瓤g k g ，儿童用苹果汁和婴儿食品中的最大限量为 1 0 , u g k g 4 2 。 目前，棒曲霉素的去除措旌主要是加强原料果的拣选和清洗，从源头控制棒 曲霉素含量，此外，树脂吸附法是苹果汁生产过程中降低棒曲霉素含量的主要方 法【4 3 1 。 ( 5 ) 嗜酸耐热菌以l i c y c l o b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s ) 嗜酸耐热菌，俗称耐热菌，生物学名称为酸土脂环芽孢杆菌l i c y c l o b a c i l l u s a c i d o t e r r e s t r i s ) ，是脂环酸芽孢杆菌( a l i c y c l o b a c i l l u ss p p ) 属的一种细菌。它能经 受巴氏杀菌而存活，并在果汁中产生具有特殊气味的物质，导致果汁的品质变劣， 影响产品的感官质量。研究表明：每1 0 克果汁中存在1 个嗜酸耐热菌即可导致上 述的品质劣变m4 5 4 刚。因此，果汁行业已把嗜酸耐热菌作为一项主要的质量控制指 标 苹果浓缩汁的生产中，对褐变、后浑浊、农药残留、棒曲霉素等已进行了大 量的，比较深入的研究，并且都有相应的切实可行的工艺控制措施。而对嗜酸耐 热菌，目前国内研究较少，仅有少量的资料文献1 4 7 - 5 5 】对耐热菌的检测与控制， 尚无成熟可靠的方法，已成为各果汁生产厂家最为棘手的问题。 2 嗜酸耐热菌研究进展 脂环酸芽孢杆菌( a l i c y c l o b a c i l l u ss p p ) 属于中度嗜热嗜酸微生物【5 6 1 ，对果汁行 业影响极大，由于它的嗜酸耐热特性，能够经受通用的巴氏杀菌过程而存活，并在果 汁中生成具有特殊气味的酚类物质，从而使果汁的品质变劣目前，大部分关于脂环 芽孢杆菌的研究仅限于酸土脂环芽孢杆菌，因为它是首先被确定能产生特殊气味 的脂环酸芽孢杆菌但是，近来的研究表明口9 , 6 5 ，7 6 7 7 ，9 “，环脂酸芽孢杆菌属的其它种 也能产生愈创木酚和卤代酚类因此，果汁行业应当把所有的脂环酸芽孢杆菌作为 潜在的致败坏微生物指标加以监控 2 1 脂环酸芽孢杆菌的研究历史 脂环酸芽孢杆菌最初由u c h i n o 5 7 】等从日本的处温泉分离得到，后经 d a r l a n d 58 j 等经过d n a 碱基组成分析后证实，该菌株为芽孢杆菌属的一个新菌种， 于是被命名b a c i l l u sa c i d o c a l d a r i u s 这种菌的独特之处在于细胞膜中含有特殊的6 0 脂环脂肪酸和h o p a n o i d ( 藿烷类化合物1 ，当时人们认为它是芽孢杆菌属中专性嗜酸 耐热的种。后来，c e r n y t ”】等人从败坏的苹果汁中分离出含有u 一脂环脂肪酸的芽孢 杆菌，h i p p c h e n i 椰j 等也从土壤中分离出具有类似结构的芽孢杆菌，尽管它们并不 是在严格的酸热环境中分离得到的，但它们都具有相同的结构：u 脂环脂肪酸和 h o p a n o i d 物质。d e i n h a r d i “】等对c e m y 和h i p p c h e n 分离出的这些具有( _ ) 脂环脂肪 酸的芽孢杆菌进行了研究。生理生化试验表明：这些具有( 】脂环脂肪酸和h o p a n o i d 物质的芽孢杆菌是一种新的芽孢杆菌属，由于它们都能从土壤中分离得到，并且 喜好酸性环境，因此d e i n h a r d 建议把它们命名为b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s 。d e i n h a r d 等同时从土壤中分离出另一种具有m 脂环脂肪酸的细菌，并把它命名为b a c i l l u s c y c l o h e p t a n i c u s ，它与前两者的区别在于含有的脂环脂肪酸种类不同。 随后，人们对这三种菌的结构进行了研究。1 6 r r n a 目录数据表明，它们可 能是由其它芽孢杆菌属变异而来【“。w i s o t z k e y l 6 3 】等人利用1 6 r r n a 比较序列分析 对它们进行了研究，系列比较结果表明：b a c i l l u sa c i d o c a l d a r i u s 和b a c i l l u s a c i d o t e r r e s t r i s 的序列几乎一致( 相同率达9 8 8 ) ，极可能为同一属，但b a c i l l u s c y c l o h e p t a n i c u s 与b a c i l l u sa c i d o c a l d a r i u s 和b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s 的序列差别略 大，相同率分别为9 3 1 2 和9 2 7 。除了主要的序列分析，还对它们进行了二级 结构的1 6 s 基因同源性分析，结果发现它们的二级结构几乎没有区别，但与其它 芽孢杆菌属有明显的区别。基于此iw i s o t z k e y 等建议把b a c i l l u sa c i d o c a l d a r i u s 、 b a c i l l u sa c i d o t e r r e s t r i s 和b a c i l l u sc y c l o h e p t a n i c u s 这三种菌归为一个新属，即脂环 酸芽孢杆菌属( a l i c y c l o b a c i l l u ss p p ) 。并分别重新命名为a l i c y c l o b a c i l l u s a c i d o c a l d a r i u s ，a l i c y c l o b a c i l l u s ，a c i d o t e r r e s t r i s 莉爿l i c y c l o b a c i l l u sc y c l o h e p t a n i c u s 。 后来，更多的脂环酸芽孢杆菌属细菌被分离出来。a l b u q u e r q u 6 4 1 等从火山土壤 中分离出了a l i c y c l o b a c i l l u sh e p s p e r i d u m ，m a t s u b a r a i ”i 等从酸性饮料中分离出了 a l i c y c l o b a c i l l u sa c i d i p h i l u s ，g o t o l 6 刮等从h e r b a l 茶中分离了a l i c y c l o b a c i l l u s h e r b a r i u s 。到目前为止，脂环酸芽孢杆菌属已分离鉴定出1 3 个种：a l i c y c l o b a c i l l u s 口c 如c 口 妇，f “一5 9 , 6