鮮啤和白糯米酒脈沖強光冷殺菌技術(shù)初探

鐘自力，桑衛(wèi)國，*，劉聯(lián)國

（1.寧波大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,浙江寧波315211；2.應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點實驗室,浙江寧波315211）

鮮啤和白糯米酒脈沖強光冷殺菌技術(shù)初探

鐘自力1，桑衛(wèi)國1，*，劉聯(lián)國2

（1.寧波大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,浙江寧波315211；2.應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點實驗室,浙江寧波315211）

采用脈沖強光冷殺菌技術(shù)分別對鮮啤酒和白糯米酒進(jìn)行殺菌處理，研究了脈沖強光對鮮啤酒和白糯米酒殺菌效果的影響。結(jié)果表明：鮮啤酒經(jīng)過頻率為5次/s閃照處理3min后，酵母菌在啤酒中的含量從220cfu/mL降至175cfu/mL，0℃下啤酒保質(zhì)期延長3d。白糯米酒經(jīng)過頻率為4次/s閃照處理3min后，酵母菌在白糯米酒中含量從235cfu/mL降至5cfu/mL，在0、10、20、35℃下白糯米酒的保質(zhì)期分別延長50、30、6、2d。同時通過感官評定和電子鼻檢測，發(fā)現(xiàn)在上述冷殺菌條件下處理后的鮮啤酒和白糯米酒風(fēng)味無顯著變化。

脈沖強光，冷殺菌，鮮啤，白糯米酒，電子鼻，效果

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮啤酒 寧波大梁山啤酒廠，未滅菌；白糯米酒 寧波TCC佳釀有限公司，酒精度為8%vol，未滅菌；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA） 自制。

脈沖強光殺菌儀 寧波純亮殺菌設(shè)備有限公司；PEN3便攜式電子鼻 德國AIRSENSE公司；ZHJH-1109型超凈工作臺、LDZX-40BI立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；LRH-190-S恒溫培養(yǎng)箱 廣東省醫(yī)療器械廠；WH-861型恒溫振蕩器 太倉市科教儀器廠；DHG-914AS烘箱 寧波江南儀器廠；SB4200D超聲波清洗機 寧波新芝生物科技股份有限公司；電冰箱 上海伊萊克斯空調(diào)公司。

圖1 脈沖強光殺菌儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.1 The internal structure of pulsed strong light sterilization instrument

1.2 實驗方法

分別對鮮啤酒和白糯米酒進(jìn)行單因素實驗，在不同閃照頻率（3、4、5次/s，每次閃照能量18J/次）下，分別對樣品閃照處理0、3、6、9min，將在不同條件下處理的樣品做感官品質(zhì)差別檢驗，包括色澤、氣味、質(zhì)地?？偣?0分，優(yōu)秀：9～10分；良好：7～8分；合格：6分；5分及以下為不及格。然后對殺菌后不同樣品做菌落平板計數(shù)，檢測殘存活菌數(shù)，同時做對照實驗。再用電子鼻對不同條件處理后的樣品進(jìn)行風(fēng)味檢測，進(jìn)一步確定風(fēng)味物質(zhì)是否有明顯變化。

之后再將殺菌效果良好且風(fēng)味物質(zhì)無明顯變化的一組進(jìn)行重復(fù)實驗，做酒的保質(zhì)期實驗。選擇0、10、20、35℃保存，做對照實驗，檢測變壞時間。

2 結(jié)果與討論

2.1 脈沖強光處理鮮啤酒的效果

圖2 脈沖強光處理鮮啤酒殺菌效果Fig.2 The sterilization effect of bear treated by different pulsed strong light

圖2為鮮啤酒在不同閃照頻率和不同殺菌時間下脈沖強光處理后菌體的存活量。

由圖2可知，鮮啤酒在脈沖強光處理過程中，隨著閃照頻率和閃照時間增加，其剩余菌濃度隨之降低，其中閃照頻率5次/s、閃照時間9min時，其剩余菌濃度到達(dá)最低（43cfu/mL）。在閃照頻率為5次/s的條件下，對不同殺菌時間后的效果進(jìn)行感官評定，見表1。

表1 脈沖強光處理鮮啤酒前后感官評價Table 1 The sensory evaluation of fresh beer treated by different pulsed strong light

表1為鮮啤酒殺菌后的感官評價，其中綜合評價是10名較專業(yè)人評價的平均值。

殺菌9min后，感官評定效果分?jǐn)?shù)只有6分，且產(chǎn)生了臭氧的味道，故舍去，對于保藏時間僅做殺菌0、3、6min后的實驗。

表2 脈沖強光處理鮮啤后0℃保存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 2 The fresh beer quality change followed by days at 0℃after pulsed strong light treatment

表2為閃照頻率5次/s，殺菌時間分別0、3、6min的鮮啤酒在0℃下儲存的品質(zhì)變化結(jié)果。

表3 脈沖強光處理鮮啤后3℃保存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 3 The fresh beer quality change followed by days at 3℃after pulsed strong light treatment

表3為閃照頻率5次/s，殺菌時間分別0、3、6min，鮮啤酒在3℃下儲存的品質(zhì)變化結(jié)果。處理后的鮮啤酒在3℃時保存時間只有2d，大于3℃則變質(zhì)時間更短。

由表2可得，原樣鮮啤酒在0℃下儲存4d后變壞；殺菌3min后可儲存6d；殺菌6min后可保存8d。由表2、表3可得，脈沖強光冷殺菌對鮮啤酒殺菌效果不顯著，其主要原因是脈沖強光中起殺菌作用的紫外線穿透力不強，對有顏色的液體殺菌效果較弱，但鮮啤酒經(jīng)過脈沖強光殺菌后在0℃下可延長2～4d保質(zhì)期，具有一定的實際意義。

2.2 脈沖強光處理白糯米酒的效果

圖3為白糯米酒在不同閃照頻率和殺菌時間的脈沖強光處理后菌體的存活量。

圖3 脈沖強光處理白糯米酒殺菌效果Fig.3 The sterilization effect of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

由圖3可知，脈沖強光的閃照頻率越大，對白糯米酒殺菌效果越好，閃照頻率4次/s和5次/s的殺菌效果非常接近。在實際實驗中頻率越大，儀器工作的負(fù)荷越大，在工作中不能持續(xù)較長時間工作，因此脈沖強光的閃照頻率為4次/s時，對白糯米酒處理最優(yōu)。

表4 脈沖強光處理白糯米酒前后感官評價Table 4 The sensory evaluation of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

表4為白糯米酒殺菌后的感官評價，其中綜合評價是10名較專業(yè)人評價的平均值。由表4可知，脈沖強光處理3、6min后，白糯米酒感官評定較好；經(jīng)過9min殺菌處理后，白糯米酒顏色稍微變黃，氣味出現(xiàn)臭氧味道，不適合飲用，因此不做后面的保質(zhì)期測試。

表5 白糯米酒脈沖強光處理后0℃下儲存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 5 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 0℃after pulsed strong light treatment

表6 白糯米酒脈沖強光處理后10℃下儲存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 6 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 10℃after pulsed strong light treatment

表5~表8分別為白糯米酒在0、10、20、35℃下儲存品質(zhì)變化與時間的結(jié)果。在4次/s閃照條件下：經(jīng)過3min處理在0℃下延長50d保質(zhì)期；10℃下延長30d保質(zhì)期；20℃下延長6d保質(zhì)期；35℃下延長2d保質(zhì)期。經(jīng)過6min處理在0℃下延長60d保質(zhì)期；10℃下延長50d保質(zhì)期；20℃下延長10d保質(zhì)期；35℃下延長3d保質(zhì)期。

表7 白糯米酒脈沖強光處理后20℃下儲存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 7 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 20℃after pulsed strong light treatment

表8 白糯米酒脈沖強光處理后35℃下儲存天數(shù)與品質(zhì)變化Table 8 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 35℃after pulsed strong light treatment

2.3 電子鼻測試

2.3.1 脈沖強光處理后啤酒品質(zhì)變化 為了更進(jìn)一步判斷酒是否有風(fēng)味物質(zhì)的變化，對不同處理條件下的酒進(jìn)行電子鼻測試。

對不同脈沖強光條件處理后的鮮啤酒進(jìn)行電子鼻檢測[8]，用PCA（Principal Component Analysi，主成分分析法）分析法，結(jié)果如圖4所示。

圖4 鮮啤脈沖強光處理前后電子鼻檢測結(jié)果Fig.4 The electronic nose test resuslt of fresh beer treated by different pulsed strong light注：圖中0、3、6、9分別代表脈沖強光處理時間為0、3、6、9min后的樣品；圖5同。

表9 不同時間脈沖強光處理鮮啤后差異度Table 9 The diversity factor of fresh beer treated by different pulsed strong light

從圖4可以看出，啤酒經(jīng)過0、3、6、9min處理后，主成分（X軸）基本沒變，次要成分（Y軸）變化較大，殺菌0min的和3min的有交集，說明有相似的物質(zhì)，3min和6min的有交集，6min和9min的有交集，說明它們有共同的物質(zhì)，但與其他處理時間沒有交集，也就是說一些物質(zhì)發(fā)生了變化。從表9中的數(shù)據(jù)（不同處理時間下的差異度）可以得出，經(jīng)過3、6、9min處理后，與原樣（0min）基本沒變（D＜0.5），屬于同一種物質(zhì)類別。同時隨著處理時間延長，差異度越大。

2.3.2 檢測脈沖強光處理后白糯米酒品質(zhì) 對不同條件脈沖強光處理后的白糯米酒進(jìn)行電子鼻檢測后用PCA分析法，結(jié)果如圖5所示。

圖5 白糯米酒脈沖強光處理前后電子鼻檢測結(jié)果Fig.5 The electronic nose test resuslt of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

表10 不同脈沖強光處理白糯米酒后差異度Table 10 The diversity factor of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

從圖5可以看出，白糯米酒經(jīng)過0、3、6、9min處理后，主成分（X軸）基本沒變，次要成分（Y軸）變化較大，殺菌0min和3min的有交集，說明有相似的物質(zhì)，3min和6min的有交集，說明它們有共同的物質(zhì)，或者相似點。6min和9min的沒有交集，也就是說一些物質(zhì)發(fā)生了變化。從表10中的數(shù)據(jù)（不同處理時間后的差異度）可以得出，經(jīng)過3、6、9min處理后，與原樣（0min）基本沒變（D＜0.5），屬于同一種物質(zhì)類別。同時隨著處理時間延長，差異度越大。

3 結(jié)論

啤酒經(jīng)過3min，頻率為5次/s殺菌后，能在0℃下比原樣延長3d保質(zhì)期，且風(fēng)味經(jīng)過感官評定和電子鼻檢測后沒有明顯變化。

白糯米酒經(jīng)過3min，頻率為4次/s殺菌后，能在0℃下比原樣延長50d保質(zhì)期，在10℃下比原樣延長30d保質(zhì)期，在20℃下比原樣延長6d保質(zhì)期，在35℃下比原樣延長2d保質(zhì)期，且風(fēng)味經(jīng)過感官評定和電子鼻檢測后沒有明顯變化。

由于脈沖強光穿透能力有限，對于啤酒這樣有顏色的液體，殺菌效果較弱，但是還是可以適當(dāng)?shù)匮娱L保質(zhì)期，所以在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的實際應(yīng)用價值。對于白糯米酒這樣透明的液體，脈沖強光殺菌效果較好，而且能達(dá)到良好的保質(zhì)期。

脈沖強光作為一種安全的食品殺菌保藏新技術(shù)，被認(rèn)為具有很大發(fā)展?jié)摿?，在今后隨著殺菌設(shè)備和技術(shù)的完善，脈沖強光殺菌技術(shù)可能單獨或與其它殺菌保藏技術(shù)聯(lián)用得到推廣，可使多種食品延長貨架期和保藏期[9-10]。

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Study on pulsed light cold sterilization technology of fresh beer and white glutinous rice wine

ZHONG Zi-li1,SANG Wei-guo1，*,LIU Lian-guo2
（1.Faculty of Life Science and Biotechnology，Ningbo University，Ningbo 315211，China；2.Key Laboratory of Application of Marine Biology Technology，Ningbo 315211，China）

Using the pulsed strong light on fresh beer and white glutinous rice wine sterilization respectively，the effects by pulsed strong light for fresh beer and white glutinous rice wine were studied.The results showed that beer after frequency for 5 times/s flash processing 3min，the content of yeast in the beer reduced from 220cfu/mL to 175cfu/mL；the shelf life was 3 days longer than original sample at 0℃.The white glutinous rice wine through frequency for 4 times/s flash 3min，the content of yeast in white glutinous rice wine reduced from 235cfu/mL to 5cfu/mL；the shelf life was 50 days longer than the original sample at 0℃，30 days longer at 10℃，6 days longer at 20℃ and 2 days longer at 35℃.What's more，the flavor did not change obvious through the organoleptic evaluation and electronic nose detection after sterilization.

pulsed light；cold sterilization；fresh beer；white glutinous rice wine；electronic nose；effects

TS261.1+7

B

1002-0306（2012）03-0259-04

食品質(zhì)量和安全問題一直是食品科學(xué)研究與食品生產(chǎn)中非常關(guān)注的兩大問題。熱殺菌技術(shù)一直是最為重要的食品安全控制技術(shù)，但熱殺菌過程中高溫作用會導(dǎo)致食品質(zhì)量劣變，主要包括顏色變化、口味改變、香氣損失、營養(yǎng)成分破壞、質(zhì)構(gòu)變化等等。隨著人們的消費意識增強和消費水平的提高，對食品的質(zhì)量與安全的要求越來越高，新鮮、營養(yǎng)、安全、方便的食品日益受到廣大消費者的歡迎[1]。冷殺菌技術(shù)（non-thermal sterilization technology）日益引起人們的高度重視。脈沖強光冷殺菌技術(shù)是近年來研發(fā)的一種新型冷殺菌技術(shù)，它利用電產(chǎn)生光，對環(huán)境無污染，而且省能。其原理為惰性氣體燈發(fā)出紫外線區(qū)域（200nm）至近紅外線區(qū)域（1mm）的光線，光譜與太陽光譜相近，但強度卻強數(shù)千倍至數(shù)萬倍，因為波長較長，處在電磁波的非離子化段，不會使小分子離子化[2]。它采用閃照對食品進(jìn)行滅菌，這種閃照使能量積聚起來，突然爆發(fā)，因此雖然是紫外線起主要作用，但是能量卻比一般的紫外線高很多。紫外線能有效抑制細(xì)菌真菌等微生物的生存和繁殖能力[3]。該方法不僅能殺滅大多數(shù)微生物，且比傳統(tǒng)的紫外線殺菌更有效，對食品的風(fēng)味和營養(yǎng)成分影響也很小。Mun-Sil Choi[4]等用15kV的脈沖強光處理嬰兒食品中的李斯特菌，效果很好。脈沖強光殺菌特點是在常溫下幾分之一秒內(nèi)對微生物進(jìn)行閃照滅殺，它作用于微生物蛋白質(zhì)和核酸活性結(jié)構(gòu)上使其變性，從而使細(xì)菌或者病毒失活[5-7]。

2011-03-21 *通訊聯(lián)系人

鐘自力（1985-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)。

寧波大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金項目（G10JA027）。