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《西北农林科技大学》 2011年
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红外加热技术对大杏仁的杀菌程度及烘烤效率的研究

杨继红  
【摘要】:本研究以美国大杏仁为原料,利用远红外辐照杀菌技术,对生杏仁进行表面巴氏杀菌的研究及杀菌效力的评估;利用远红外辐照加热和杀菌技术,对大杏仁的烘烤效率及烘烤大杏仁的表面巴氏杀菌效力进行了研究,与传统的热风加热方法烘烤的杏仁进行了品质上的比较,并结合烘烤动力学及杀菌动力学对红外加热及杀菌技术进行了探讨。通过气相色谱-质谱分析,研究了大杏仁烘烤和贮存过程中的香气成分及其含量变化。为提高生杏仁的安全性,大杏仁的烘烤加工及贮存提供理论依据。 1.试验以球链菌Pediococcus sp. NRRL B-2354作为病原性沙门氏菌Salmonella Enteriditis PT 30的代替菌,研究了不同处理条件下,红外辐照技术对生杏仁表面巴氏杀菌效力的影响。生杏仁通过红外辐照分别加热至目标温度100,110和120℃后取出,在室温下分别冷却至70,80和90℃后,放入自制的保温装置保持一段时间,计算细菌数目的减少量。试验结果表明:通过红外辐照将大杏仁分别加热至100, 110和120℃时,杀菌效力为0.32-,0.58-和0.62-log CFU/g。将热杏仁在室温下冷却至保持温度70,80和90℃,可额外获得0.5-到1.0-log CFU/g的细菌缩减量。当杏仁保持在70,80和90℃期间,球链菌的减少量从1.4-到7.5-log CFU/g不等,其减少程度取决于保持温度的高低和保持时间的长短。其中,杏仁在90℃下保持10–15分钟时,球链菌的缩减量超过了5-log CFU/g,在80℃下保持22分钟时,球链菌也可以达到4-log CFU/g的缩减量。即利用红外加热技术可以杀死生杏仁表面99.99%以上的细菌数,能够满足工业化进行生杏仁表面巴氏杀菌的要求。试验以生杏仁为对照,与处理后的杏仁颜色进行比较,红外加热处理没有对整个杏仁的L*a*b*色值造成显著影响;对红外巴氏杀菌处理的杏仁和对照生杏仁进行感官分析,没有从外观、质地、气味和整体质量上检测出显著差异。 2.试验研究了红外辐照加热技术对生杏仁的干法烘烤及烘烤后杏仁品质的影响。利用红外加热、连续红外热风加热和传统的热风加热三种不同的加热方法分别对杏仁进行干法烘烤,烘烤温度分别为130,140和150℃,不同烘烤方法和不同烘烤温度下的杏仁的烘烤速率及烘烤后整体杏仁的颜色变化值被用来作为烘烤程度的评价指标。试验结果表明:当大杏仁被从室温分别加热至预定目标温度130,140和150℃时,红外加热法分别需要35,43和53秒,传统热风加热法则长达10分钟以上。在130, 140和150℃的烘烤温度下,利用连续红外热风热加法烘烤出中等烘烤度的杏仁相应的需要21, 11和5分钟。与传统的热风烘烤相比较,利用连续红外热风烘烤方法生产中等烘烤度的杏仁可节约38%,39%和62%的加工时间。烘烤过程中,杏仁的整体颜色变化率模型为一级反应动力学,红外烘烤、连续红外热风烘烤和热风烘烤的活化能分别为52.15、67.60和73.58kJ/mol。对三种不同加热方法在三种烘烤温度下得到的9个中等烘烤度杏仁样品和同等烘烤度下的商品杏仁对照样品从外观、质地、气味和整体质量上进行感官分析,其结果没有显著差异。 3.试验研究了对红外辐照杀菌技术对烘烤杏仁表面巴氏杀菌效力的影响。试验对红外加热、连续红外热风加热和传统的热风加热三种不同的烘烤方法分别在三个不同烘烤温度130,140和150℃下的烘烤杏仁的表面巴氏杀菌效力进行了评估。利用连续红外热风烘烤方法,分别在加热温度130,140和150℃下,烘烤时间为21,11和5分钟时加工的中等烘烤度杏仁的过程中,相应的可以达到4.10-,5.82-和6.96-log CFU/g的细菌缩减量;利用红外加热方法单独加工的中等烘烤度的杏仁时,在烘烤温度150℃下烘烤4分钟,可以达到4.12-log CFU/g的细菌缩减量;在烘烤温度140和150℃下利用传统热风加热时,也可以达到4.62-和5.39-log CFU/g的细菌缩减量,但是相对于红外烘烤和连续红外热风烘烤两种方法,热风烘烤需要较长的烘烤时间18和13分钟。杀菌过程中,杏仁的微生物灭活动力学模型为一级反应动力学,对于连续红外热风烘烤方法,其热致死时间分别为8.68, 3.72和1.42分钟,相关系数高于0.92,热抵制常数是25.4℃。 4.试验研究了不同的烘烤处理对大杏仁在烘烤和贮存过程中的品质、香气成分和货架期的影响。对红外加热、连续红外热风加热和传统的热风加热三种不同的烘烤方法分别在三个不同烘烤温度130,140和150℃下加工得到的9种中等烘烤度的杏仁样品,纸袋包装后于37℃下贮存三个月或者八个月。通过加速测量烘烤杏仁在贮存过程中颜色的变化、过氧化值、水分含量、水分活度、香气成分和感官评价,最终决定利用红外辐照方法烘烤大杏仁的货架期。试验结果表明:在同样的贮存条件下,对9种用不同加热方法烘烤后的大杏仁,样品的颜色、水分含量、水分活度、和感官质量没有显著差异。通过氯化钙柱吸附法,采用气相色谱-质谱联用仪,对大杏仁烘烤前后及烘烤后在贮存过程中的风味成分及其含量进行分析表明:大杏仁烘烤前主要挥发性物质有25种,烘烤的大杏仁中主要挥发性物质有44种,烘烤后在贮存过程中的主要挥发性物质有50种;芳香醛类、脂肪族醛类、芳香醇类、脂肪族醇类、吡嗪类及其衍生物是大杏仁的主要挥发性香气成分。苯甲醛是生大杏仁和新鲜烘烤后大杏仁挥发性成分的主要特征香气组分。己醛、2-辛烯醛和壬醛等脂肪族醛类物质是形成烘烤后大杏仁在贮存过程中氧化酸败后不良气味的主要组分。由连续红外热风和热风加热方法烘烤的大杏仁,在前三个月的贮存过程中,烘烤后大杏仁的质量相似。然而,在贮存过程中,对于所有烘烤的杏仁样品,过氧化值和脂肪醛含量显著增加,经过三个月贮存后,对于不同烘烤方法,增加量显著差异。纸袋包装的烘烤美国大杏仁在37℃下贮存6个月时已经氧化变质,高含油量及高不饱和脂肪酸的存在是引起烘烤杏仁变质的主要原因,壬醛、己醛、2-辛烯醛、辛醛及庚醛等脂肪族醛类物质是形成烘烤的大杏仁氧化酸败后不良气味的主要组分。壬醛和己醛的组分含量可以作为检测油脂氧化程度及确定烘烤的美国大杏仁货架期的指标。 本研究表明,利用红外加热技术对生杏仁进行表面巴氏杀菌,能够满足工业化进行表面巴氏杀菌的要求,而且生杏仁的品质不会发生显著改变。相对于目前大杏仁加工生产中常用的热风烘烤方法,连续红外热风烘烤不仅可以缩减烘烤时间,节约能量;同时,还可以在低温下短时间进行干法表面巴氏杀菌,达到工业化加工杏仁的要求,而且杏仁产品的质量也不会发生显著差异,是一种潜在、可行的新方法。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TS255.6

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