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食品超高压杀菌及杀菌对产品质量的影响. 指导教师：赵光远. 一、实验目的. 以超高压处理浑浊苹果汁为例，掌握超高压处理液态食品的操作技术以及相关机理，理解超高压作为冷杀菌技术的优点。. 二、实验原理. 1 ．超高压技术的基本原理
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食品超高压杀菌及杀菌对产品质量的影响 指导教师：赵光远
一、实验目的 • 以超高压处理浑浊苹果汁为例，掌握超高压处理液态食品的操作技术以及相关机理，理解超高压作为冷杀菌技术的优点。
二、实验原理 • 1．超高压技术的基本原理 • 液体（水）在超高压作用下被压缩，而受压食品介质中的蛋白质、淀粉、酶等产生压力变性而被压缩，生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部分（氢键、离子键和疏水键等相互作用）即物质结构发生变化，其结果是食品中的蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶失活、微生物死亡，或使之产生一些新物料改性和改变物料某些理化反应速度，故可长期保存而不变质。
2．超高压杀菌的原理 • （1）改变细胞形态 • 极高的流体静压会影响细胞的形态。如胞内的气体空泡在0.6 MPa下会破裂等。上述现象在一定压力下是可逆的，但当压力超过某一点时，便不可逆地使细胞的形态发生变化。 • （2）影响细胞生物化学反应 • 按照化学反应的基本原理，加压有利于促进反应朝向减小体积的方向进行，推迟了增大体积的化学反应，由于许多生物化学反应都会产生体积上的改变，所以加压将对生物化学过程产生影响。 • （3）影响细胞内酶活力 • 高压还会引起主要酶系的失活，一般来讲压力超过300 MPa对蛋白质的变性将是不可逆的，酶的高压失活的根本机制是： • ①改变分子内部结构； • ②活性部位上构象发生变化。 • 通过影响微生物体内的酶进而会对微生物基因机制产生影响，主要表现在由酶参与的DNA复制和转录步骤会因压力过高而中断。
(4）高压对细胞膜的影响 • 在高压下，细胞膜磷脂分子的横切面减小，细胞膜双层结构的体积随之降低，细胞膜的通透性将被改变。 • 超高压杀菌是通过高压破坏其细胞膜，抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制来实现的。 • （5）高压对细胞壁的影响 • 细胞壁赋予微生物细胞以刚性和形状。20~40 MPa的压力能使较大的细胞的细胞壁因受应力机械断裂而松解。这也许对真菌类微生物来说是主要的因素。而真核微生物一般比原核微生物对压力较为敏感。
三、实验仪器设备 • UHP900×2-Z食品高压处理装置（包头文天有限责任公司）由两个2升900MPa超高压容器、低压泵、增压器、超高压输出系统、电控系统和温控装置等部件组成。该系统为双向增压结构形式，具有升压速度快、压力稳定等特点，装置可在室温~100℃内自动控温。高压灭菌锅、玻璃平皿等常规玻璃仪器。
四、试剂配制 • 4.1 试剂 • （1）、2%草酸溶液：溶解20g草酸结晶于700毫升水中，然后稀释至1000毫升； • （2）、1%草酸溶液：取上述2%草酸溶液500毫升，用水稀释至1000毫升； • （3）、抗坏血酸溶液，准确称取20mg抗坏血酸稀释到100ml容量瓶中，并用1%草酸溶液稀释至100ml。混匀，置冰箱中保存。使用时吸取上述抗坏血酸5ml于50ml容量瓶中，并用1%草酸溶液定容，此标准值用液每毫升含0.02mgVc； • （4）、2，6－二氯酚溶液：称取碳酸氢钠52mg在200ml沸水中，然后称取2，6－二氯酚50mg，溶解在上述碳酸氢钠溶液中待冷，放置冰箱中过渡。次日过滤于250ml量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此液应放在棕色瓶中并冷藏。每星期至少标定一次。
4.2 标定方法 • 取5ml已知浓度的抗坏血酸标准溶液，加入1%草酸溶液5ml摇匀，用上述配置的染料溶液滴定至溶液呈粉红色，15秒钟不褪色为止。计算如下： • 每毫升染料溶液相当于抗坏血酸的毫克数，即滴定度 • T=（C*V1）/V2 • 此式中，C 为抗坏血酸浓度（0.02ml），V1为抗坏血酸量（5ml），V2为消耗染料溶液的量（2.2ml）。所以， • T=（0.02*5）/2.2= 0.045ml
五、实验操作 • 5.1鲜榨苹果汁的制备 • 将0.06%（质量分数）的VC溶到一定量的蒸馏水中，和切成块的红富士苹果一并榨汁。同一批次的鲜榨苹果汁分成两组，每组都用聚乙烯塑料袋真空密封包装两层(不留顶隙，50m L苹果汁／袋)。 • 5.2 超高压处理 • 将袋装同一批次的鲜榨苹果汁的其中一组浸泡于高压容器的传压介质油中，按照实验设计，通过改变压力和保压时间以及腔中油介质的温度实施不同条件的高压单独处理或高压协同温度处理，然后取出样品。
5.3细菌总数和真菌总数的测定—平板计数法（GB4789.2-94）5.3细菌总数和真菌总数的测定—平板计数法（GB4789.2-94） • 5.3.1 取样、稀释和培养 • ⑴ 以无菌操作取检样25 ml，放于225mL灭菌生理盐水的灭菌玻璃瓶内（瓶内预置适量的玻璃珠）经充分振荡制成1:10的均匀稀释液。 • (2) 用1ml灭菌吸管吸取1:10稀释液1ml，沿管壁徐徐注入含有9ml灭菌生理盐水的试管内，振摇试管混合均匀，制成1:100的稀释液。 • (3)另取1ml灭菌吸管，按上项操作顺序，制10倍递增稀释液，如此每递增稀释一次即换用1支10ml吸管。 • (4)根据标准要求或对污染情况的估计，选择3个适宜稀释度，分别在制作10倍递增稀释的同时，以吸取该稀释度的吸管移取1ml稀释液于灭菌平皿中，每个稀释度做四个平皿（细菌总数测定和真菌总数测定各两个）。 • (5) 稀释液移入平皿后，将凉至46℃营养琼脂培养基或马铃薯培养基注入平皿约15ml，并转动平皿，混合均匀。同时将营养琼脂培养基倾入加有1ml稀释液（不含样品）的灭菌平皿内作空白对照。
(6) 待琼脂凝固后，翻转平板，营养琼脂培养基平皿置36±1℃温箱内培养48±2h，马铃薯培养基平皿置于26±1℃培养3-5d，取出计算平板内菌落数目，乘以稀释倍数，即得每毫升样品所含菌落总数。 • 5.3.2 菌落计数方法 • 做平皿菌落计数时，可用肉眼观察，必要时用放大镜检查，以防遗漏。在记下各平皿的菌落总数后，求出同稀释度的各平皿平均菌落数。到达规定培养时间，应立即计数。如果不能立即计数，应将平板放置于0－4℃，但不要超过24h。
5.3.3 菌落计数报告方法 • 5.3.3.1平皿菌落数的选择 • （1）若两个稀释度，其生长的菌落数均在30～300之间则视二者之比如何决定。若其比值小于2应报告期平均数；若大于2则报告其中较小的数字。 • （2）若所有稀释度的平均菌落总数均大于300，则应按系数度最高的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。 • （3）若所有稀释度的平均菌落总数均小于30，则应按稀释度最低的平均菌落总数乘以倍数报告之。 • （4）若所有稀释度均无菌落生长，则以小于1乘以最低稀释倍数报告之。 • （5）若所有稀释度的平均菌落数均不在30～300之间，其中一部分大于300或小于30时，则以最接近30或300的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。 • 5.3.3.2菌落数的报告 • 菌落数在100以内时，按其实有数报告，大于100时采用二位有效数字，在二位有效数字后面的数值，以四舍五入方法计算。为了缩短数字后面的零数，也可用10的指数来表示。
5.4还原型VC的测定 • （1）、 称取适量样品，加等量的2%草酸溶液，捣成匀浆，称取10g左右于小烧杯中，用1%草酸溶液将样品移入100ml容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀。 • （2）、 将样液过滤，弃去最初数毫升滤液，然后迅速吸取5~10ml滤液于50ml三角瓶中，用标定过的2，6－二氯酚溶液滴定之，直至溶液呈粉红色，5秒钟不褪色为止。
（3） 计算 • 每百克样品中抗坏血酸毫克数= (V*T*100)/W， • 此式中， • V 为滴定时所耗去染料溶液的量（ml），T为1ml染料溶液相当于抗坏血酸的量（ml），W为滴定时所取的滤液中含样品的量（g）。
六、注意事项 • 超高压处理后及时测定微生物，样品放置条件（时间、温度等）要恒定。 • 2. 还原型VC容易氧化，要及时测定
七、思考题 • 1.微生物总数在超高压处理前后有什么变化，为什么有这种变化趋势？ • 2.苹果汁中还原型VC含量在超高压处理后有什么改变，试解释其机理。
