微波處理對(duì)鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)的影響

董建軍 周全

摘 要：本文進(jìn)行了微波作用下鮮切哈密瓜的殺菌實(shí)驗(yàn)研究，考察了脈沖微波功率、復(fù)合微波處理時(shí)間及初始菌落總數(shù)對(duì)鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)的影響。研究結(jié)果表明：連續(xù)微波和脈沖微波對(duì)鮮切哈密瓜都有一定的殺菌效果，但脈沖微波的殺菌效果比連續(xù)微波的殺菌效果好；在280～700W范圍內(nèi)，降低脈沖微波功率有利于菌落總數(shù)的減少。復(fù)合微波處理可以進(jìn)一步提高鮮切哈密瓜的殺菌效果，菌落總數(shù)的最大殺菌率可以達(dá)到99.7%；在0-180s范圍內(nèi)，隨著處理時(shí)間的增加，鮮切哈密瓜中的菌落總數(shù)逐漸降低。初始菌落總數(shù)的增加有利于連續(xù)微波和脈沖微波對(duì)鮮切哈密瓜的殺菌效果提高。

關(guān)鍵詞：微波；菌落總數(shù)；鮮切哈密瓜

基金項(xiàng)目：江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：20121BBF60046）。

鮮切果蔬是一種快捷方便食品，需對(duì)其進(jìn)行殺菌處理以延長(zhǎng)保質(zhì)期[1]。冷殺菌技術(shù)能夠?qū)⑹称繁旧淼膿p害降到最低[2]。55℃以下的熱處理既可以保證殺菌效果又可以使?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)不下降很多[3]。微波殺菌效果隨微波殺菌時(shí)間的延長(zhǎng)越顯著，但這也明顯的會(huì)使鮮切果蔬的溫度升高，較大的破壞鮮切果蔬所應(yīng)有的品質(zhì)，大大降低其可接受性。因此，將連續(xù)微波和脈沖微波組合在一起可以更有效地控制鮮切果蔬中細(xì)菌的數(shù)量，改善鮮切果蔬產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)控制了鮮切果蔬的溫度。為此，本文利用短時(shí)的連續(xù)微波處理使鮮切果蔬升溫，然后在利用脈沖微波進(jìn)行殺菌處理，研究了不同的脈沖微波功率、復(fù)合微波處理時(shí)間及初始菌落數(shù)量下鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)的變化規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料主要為鮮切哈密瓜、培養(yǎng)基和生理鹽水等。鮮切哈密瓜由超市購(gòu)買，4℃冰箱冷藏備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備為微波發(fā)生裝置，高壓滅菌鍋，恒溫培養(yǎng)箱，電子天平及高速組織搗碎機(jī)等。脈沖微波發(fā)生裝置由700W的微波爐加脈沖時(shí)間開關(guān)改造而成，通過調(diào)整連續(xù)微波的通/斷時(shí)間比例，來控制脈沖微波的功率。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

將15g鮮切哈密瓜裝入試管，然后放入微波裝置中，進(jìn)行殺菌處理。首先研究了不同功率（280W，350W和525W）的脈沖微波和700W的連續(xù)微波對(duì)鮮切哈密瓜殺菌效果的影響；當(dāng)脈沖微波功率為210W時(shí)，在12s/700W連續(xù)微波處理的基礎(chǔ)上，研究了不同的復(fù)合微波處理時(shí)間（45s，90s，135s和180s）對(duì)鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)的影響；對(duì)比研究了不同的初始菌落總數(shù)對(duì)700W的連續(xù)微波和280W的脈沖微波殺菌效果的影響。處理后的樣品先進(jìn)行搗碎，再進(jìn)行稀釋和平板培養(yǎng)，以測(cè)定殺菌效果。鮮切哈蜜瓜中菌落總數(shù)的測(cè)定參照GB/T4789.2-2003《食品中菌落總數(shù)測(cè)定》。每個(gè)樣品檢測(cè)6個(gè)稀釋度，每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)，取其平均值作為最后結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 脈沖微波功率的影響

表1為不同功率的脈沖微波下的殺菌參數(shù)和結(jié)果。由于脈沖微波的功率比連續(xù)微波的功率低，所以加熱至相同溫度時(shí)，微波累計(jì)時(shí)間增加。一般來說微波爐的功率調(diào)節(jié)也是通過調(diào)整放電管的通/斷時(shí)間比例完成的，但是微波爐的功率調(diào)節(jié)是為了更好的加熱，而殺菌實(shí)驗(yàn)中是為了達(dá)到更好的殺菌效果，同時(shí)還能控制物料的溫度不能超過55℃，所以實(shí)驗(yàn)中對(duì)微波爐的通/斷時(shí)間比例進(jìn)行了重新設(shè)定。無論是連續(xù)微波還是脈沖微波都具有一定的殺菌效果；脈沖微波的殺菌效果比連續(xù)微波的殺菌效果好；在280～700W范圍內(nèi)，隨著脈沖微波功率的降低，鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)逐漸減少。

微波殺菌分為熱效應(yīng)和非熱生物效應(yīng)。微波的熱效應(yīng)是指微波導(dǎo)致食品內(nèi)微生物的溫度升高和死亡。連續(xù)微波處理主要利用了微波的熱效應(yīng)對(duì)鮮切果蔬進(jìn)行了殺菌，但由于微波作用時(shí)間短，物料升溫不明顯，所以殺菌效果較差。非熱生物效應(yīng)是指微波改變或擾亂了細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差，使細(xì)菌需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸異常，最終死亡[4]。脈沖微波處理主要利用了微波的非熱生物效應(yīng)進(jìn)行殺菌。脈沖微波由于功率比連續(xù)微波的低，所以加熱至相同溫度時(shí)，微波的作用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此殺菌效果比連續(xù)微波好。微波功率越小，作用時(shí)間越長(zhǎng)，微波的非熱生物效應(yīng)越顯著，殺菌效果越好。

2.2 處理時(shí)間的影響

表2為復(fù)合微波處理時(shí)，不同脈沖微波處理時(shí)間下鮮切哈密瓜的殺菌參數(shù)和結(jié)果。從表中可以看出，12s的連續(xù)微波處理，可以使15g物料快速升溫至54℃。通1s/斷2s，功率為210W的脈沖微波，對(duì)鮮切果蔬沒有升溫作用，只能對(duì)鮮切果蔬起到保溫作用。因此通過采用脈沖微波可以降低微波功率，在物料不升溫的前提下，增加微波的累計(jì)作用時(shí)間。在0-180s范圍內(nèi)，隨著處理時(shí)間的增加，鮮切哈密瓜中的菌落總數(shù)逐漸降低；當(dāng)脈沖微波處理時(shí)間為180s時(shí)，鮮切哈密瓜中的菌落總數(shù)由21×103下降到70，總的殺菌率為99.7%。

在連續(xù)微波的作用下，鮮切哈密瓜和蓮藕吸收電磁波，因此溫度升高，同時(shí)內(nèi)部細(xì)菌的溫度也升高，使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性和破壞了其正常的體內(nèi)生理代謝環(huán)境，導(dǎo)致死亡。此外，電磁波的非熱生物效應(yīng)也可以使細(xì)菌數(shù)量下降。有研究表明溫度與電磁場(chǎng)對(duì)微生物的殺滅有協(xié)同性，隨著溫度的升高，細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)加快[5]。由于溫度升高，微生物的細(xì)胞流動(dòng)性增強(qiáng)，從而使細(xì)胞膜變得更為脆弱，擊穿所需能量變小，微生物更易于死亡[6，7]。微波的非熱效應(yīng)和溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，電磁效應(yīng)迅速增大，表現(xiàn)為微波—溫度協(xié)同效應(yīng)。因此，連續(xù)微波預(yù)處理下菌落總數(shù)的下降和物料溫度的提高，都為脈沖微波下鮮切果蔬的殺菌創(chuàng)造了有利條件。隨著脈沖微波作用時(shí)間的增加，鮮切果蔬在微波中的實(shí)際暴露時(shí)間增加，在微波的各種非熱效應(yīng)下，被殺死的細(xì)菌數(shù)量增多。

2.3 初始菌落總數(shù)的影響

表3為初始菌落總數(shù)對(duì)結(jié)果的影響?？梢钥闯觯?dāng)初始菌落總數(shù)為21×103cfu/g時(shí)，連續(xù)微波的殺菌率為74.3%，脈沖微波的殺菌率為89%，而上述連續(xù)微波和脈沖微波復(fù)合處理的最大殺菌率為99.7%；當(dāng)初始菌落總數(shù)為117×105cfu/g時(shí)，連續(xù)微波的殺菌率為89.9%，脈沖微波的殺菌率為96.9%。因此，菌落總數(shù)的提高有利于連續(xù)微波和脈沖微波處理殺菌效果的提高。

因?yàn)榧?xì)菌本身帶有電荷，在外加電磁波的作用下，細(xì)胞膜產(chǎn)生相應(yīng)的極化。初始菌落總落很多的情況下，細(xì)菌易于凝聚成團(tuán)[5]。凝聚成團(tuán)的細(xì)菌所受的微波作用增強(qiáng)，膜更易于破裂，因此細(xì)菌密度大時(shí)，更易于被微波殺死。相反如果菌落總數(shù)很少時(shí)，這種效果被削弱，微波的殺菌效果下降。

3 結(jié)論

1）連續(xù)微波和脈沖微波都有一定的殺菌效果，但脈沖微波的殺菌效果比連續(xù)微波的殺菌效果好；在280～700W范圍內(nèi)，脈沖微波功率的降低有利于鮮切哈密瓜中菌落總數(shù)的減少。

2）連續(xù)微波和脈沖微波的復(fù)合處理可以進(jìn)一步提高鮮切哈密瓜的殺菌效果，菌落總數(shù)的最大殺菌率可以達(dá)到99.7%；在0-180s范圍內(nèi)，隨著處理時(shí)間的增加，鮮切哈密瓜中的菌落總數(shù)逐漸降低。

3）初始菌落總數(shù)的越高，微波殺菌效果越好。

參考文獻(xiàn)

[1]Robert C， Soliva-Fortuny， Olga Martin-Belloso. New advances in extending the shelf-life of fresh-cut fruits：A review[J]. Trends in Food Science and Technology， 2003， 14（9）： 341-353.

[2]張甫生，李蕾，陳芳，等. 非熱加工在鮮切果蔬安全品質(zhì)控制中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 食品科學(xué)，2011，32（09）：329-334.

[3]白露露，胡文忠，劉程惠，等.鮮切果蔬非熱殺菌技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2013，34（15）：362-364.

[4]蔣宇飛，芮漢明.白切雞微波殺菌后在冷藏過程中的品質(zhì)變化[J].食品工業(yè)科技，2008，29（4）：258-261.

[5]馬海樂，高夢(mèng)祥.介質(zhì)特性參數(shù)對(duì)脈沖磁場(chǎng)殺菌效果的影響[J].食品科學(xué)，2004，25（8）：42-46.

[6]彭夢(mèng)勇，陳樹德，喬登江，等.熒光光譜法研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的電磁，溫度協(xié)同效應(yīng)[J].光譜學(xué)與光譜分析，2002，22（6）：879-882.

[7]Corlett，D.A.Brown，M.H.pH and acidity.In Microbial Ecology of foods.Volume 1.Factors Affecting the Life and Death of Microbiological Specifications for foods[J].Acdemic Press， NewYork l997.

作者簡(jiǎn)介

董建軍（1979-），女，圖書館館員，南昌航空大學(xué)圖書館。