超高壓殺菌的效果與壓力、保壓時間、物料的pH、微生物的種類、果汁含菌量及保壓溫度等因素有關(guān)。
2.1壓力對殺菌效果的影響
采用
超高壓處理果蔬汁，隨著壓力的增大，果蔬汁中微生物的形態(tài)會發(fā)生變化，代謝會受到影響。為了進(jìn)一步研究超高壓對殺菌效果的影響，小川浩史等將柑桔類果汁（pH2.5~3.7）經(jīng) 100 MPa~600 MPa、5 min~ 10 min 加壓殺菌，研究結(jié)果表明：細(xì)菌、酵母菌和霉菌總數(shù)均隨壓力增大而減少，加壓至 600 MPa 再結(jié)合適當(dāng)?shù)牡蜏丶訜幔?7 ℃~57 ℃），則可以完全殺菌。潘見研究發(fā)現(xiàn)，熱敏性純草莓汁在 29 ℃下，大腸菌群、霉菌和酵母菌均隨壓力增大而減少；雖然經(jīng) 500 MPa，保壓15 min 處理，仍能發(fā)現(xiàn)耐壓菌，但菌落總數(shù)可降至30 cfu/mL，達(dá)到了國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求；黃麗等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力上升到 200 MPa 時，荔枝汁中的細(xì)菌總數(shù)急劇下降，在 200 MPa 時細(xì)菌總數(shù)只有 170 個/mL， 400 MPa 時達(dá)到商業(yè)無菌的效果；Baris 等研究高壓對番茄汁中微生物的滅活效果時發(fā)現(xiàn)，25 ℃時，在 300、 350、400 MPa 壓力下處理后大腸桿菌 O157∶H7 菌落總數(shù)分別降低 3.0、3.0 及 5.0 個對數(shù)。上述研究都肯定了在一定范圍內(nèi)，壓力越大，殺滅細(xì)菌的速度越快，細(xì)菌的死亡率越高，超高壓對各種果蔬汁中的微生物具有良好的殺滅效果。但當(dāng)壓力升高到一定程度，殺菌效果提高就不再明顯。王雪青等利用超高壓室溫下處理獼猴桃醬，發(fā)現(xiàn)壓力越大，殺菌效果越明顯，且殺菌壓力大于 500 MPa 時，殺菌效果提高不明顯，原因可歸為果蔬汁中存在少量耐壓菌，而殺死這部分耐壓菌， 則需要更高的壓力或者是結(jié)合其他的處理形式。
2.2保壓時間對殺菌效果的影響
保壓時間對
超高壓處理果蔬汁的殺菌效果也有一定的影響，趙玉生研究超高壓處理對熱敏性獼猴桃汁的殺菌效果時發(fā)現(xiàn)，保壓時間的變化不會影響菌落總數(shù)隨著壓力增大而下降的趨勢，邱偉芬對超高壓處理番茄汁的條件進(jìn)行優(yōu)化的研究中發(fā)現(xiàn)，壓力范圍為 200 MPa~400 MPa，以 200 MPa 為一個梯度,保壓時間為 10 min~20 min，5 min 為一個梯度，得到的殺菌數(shù)學(xué)模型中壓力影響系數(shù)是保壓時間的 6.8 倍。我們在利用超高壓處理樹莓汁的研究中也發(fā)現(xiàn)，壓力范圍在100 MPa~500 MPa，梯度為 200 MPa，保壓時間為 5 min~25 min，梯度為 10 min，延長保壓時間有一定殺菌效果，但所得到的殺菌數(shù)學(xué)模型的壓力影響系數(shù)是保壓時間的 7.5 倍。上述研究都肯定了超高壓處理過程中， 在某一壓力下，隨著保壓時間的延長，殺菌效果會有所提高，但保壓時間對殺菌效果的影響顯著性遠(yuǎn)不及壓力。我們研究還發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)菌殘存率達(dá)到一定值后，單純增加超高壓時間，殺菌效果并不明顯，只有結(jié)合其他處理方式才可進(jìn)一步提高殺菌效果。
2.3pH 值對殺菌效果的影響
每一種微生物都有其生長、繁殖的最適 pH 范圍， 引起酸性果蔬汁飲料腐敗變質(zhì)的微生物主要是酵母菌、霉菌和部分腐敗細(xì)菌，而耐熱性強(qiáng)的芽孢菌在酸性條件下無法生長繁殖。在 400 MPa 下，加壓 10 min，pH小于 4 的果汁即可到達(dá)商業(yè)無菌狀態(tài)，在室溫下放置幾個月甚至一年半無任何微生物引起的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。姜斌、胡小松等發(fā)現(xiàn)，超高壓對低 pH 的鮮榨蘋果汁的殺菌效果優(yōu)于 pH 值偏中性的鮮榨胡蘿卜汁。經(jīng)過 400 MPa、15 min 處理的鮮榨蘋果汁可在 4 ℃下貯藏 7 d 仍保持食品安全性，而鮮榨胡蘿卜經(jīng)過 400 MPa、45 min 處理，僅能在 4 ℃下貯藏 3 d。馬永昆等發(fā)現(xiàn)， 調(diào)酸的哈密瓜汁加壓后，在 pH 為 4.7 時的殺菌效果強(qiáng)于 5.7。上述研究表明較低的pH 值對超高壓殺菌有促進(jìn)作用，主要原因可能是高濃度的氫離子對菌體的破壞作用。
2.4超高壓處理不同微生物的殺菌效果差異
每種菌都有自己的耐壓閾值，壓力敏感菌壓力閾值較低，耐壓菌的閾值高。張立云等發(fā)現(xiàn)常溫下草莓漿中大腸菌群在 400 MPa 處理 5 min 后全部殺死；霉菌、酵母菌在 500 MPa 處理 10 min 后即可全部殺死。小川浩史研究發(fā)現(xiàn)， 柑桔類果汁（pH2．5 ~3．7）經(jīng) 100 MPa ~ 600 MPa、5 min~10 min 加壓殺菌試驗，酵母菌、霉菌和無芽孢細(xì)菌可以被完全殺死，但仍有棒桿菌、枯草桿菌等能形成耐熱性強(qiáng)的芽孢而有殘留。曾慶梅發(fā)現(xiàn)研究梨汁的超高壓處理效果，發(fā)現(xiàn)大腸菌群在 400 MPa，保壓時間為 10 min 即可完全殺滅，同樣條件下霉菌和酵母菌仍有殘留。我們在研究
超高壓處理樹莓汁時發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌在壓力為 200 MPa，保壓時間為 5 min 即可被殺滅，酵母菌和霉菌在壓力為 400 MPa時，保壓時間 15 min 時才能完全殺滅。可見，就微生物種類來說，酵母菌、霉菌的耐壓力比細(xì)菌中的革蘭氏陰性菌（如大腸桿菌）的耐壓性低，而革蘭氏陰性菌的耐壓性又比革蘭氏陽性菌低；芽孢細(xì)胞的耐壓性強(qiáng)，尤其是革蘭氏陽性菌中的芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌的芽孢最耐壓。而對于耐壓菌，由于壓力遠(yuǎn)未達(dá)到耐壓菌的閾值，在有限的范圍內(nèi)即使再升高壓力，菌落總數(shù)也幾乎不會減少。具體來說，一般在 300 MPa~700 MPa 的壓力下，即可殺死食品中的微生物，但對芽胞采用600 MPa~900 MPa 的壓力作用 40 min~20 min，也不能將其完全殺滅，主要原因為革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁較厚，肽聚糖含量高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，而革蘭氏陰性菌肽聚糖層很薄，當(dāng)高壓作用時，細(xì)胞壁受到損傷更容易， 死亡也更容易。芽孢富含大量特殊的吡啶二羧酸鈣和帶有二硫鍵的蛋白質(zhì)，具有多層次厚而致密的芽孢壁， 因此需要更高的壓力并結(jié)合其他殺菌方式才可殺滅。
以上大量研究結(jié)果驗證了
超高壓對果汁中微生物的滅活作用，得到了不同壓力、不同保壓時間，不同溫度、不同微生物、不同果蔬汁中的微生物超高壓壓力失活相關(guān)數(shù)據(jù)，為各種果蔬汁的
超高壓處理生產(chǎn)提供很好的技術(shù)參考。
本文出自《超高壓處理對果蔬汁殺菌效果和品質(zhì)影響的研究現(xiàn)狀》
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