核桃射頻殺菌機制及方法研究
發(fā)布時間：2021-11-10 07:49
核桃（Juglans regia）因富含多種營養(yǎng)物質(zhì)越來越受到歡迎,但是因核桃及含核桃食品感染致病菌而引起的疾病爆發(fā)事件越來越多。這些致病菌可在核桃中長期存活,一旦環(huán)境條件合適便會迅速繁殖。核桃的食用安全關系著人們的健康,因此需要對核桃進行殺菌研究。作為一種相對新穎的熱處理方法,射頻加熱已被廣泛用于農(nóng)產(chǎn)品的殺菌研究。射頻處理可在保持產(chǎn)品品質(zhì)的同時滿足殺菌要求。但關于采后核桃表面微生物的分布情況、核桃的射頻殺菌方法及殺菌機制等缺乏系統(tǒng)的研究。本研究以核桃為對象,主要進行了核桃的射頻殺菌方法及機制等研究。具體研究內(nèi)容包括:（1）選擇不同地區(qū)及不同貯藏期的核桃,利用高通量測序技術檢測核桃表面存在的主要細菌類型以及是否存在致病菌屬;（2）選擇合適的目標菌,利用加熱板系統(tǒng)進行不同溫度、不同水分活度及不同加熱速率條件下致病菌的熱致死動力學研究;（3）通過表征細胞結構變化及利用轉(zhuǎn)錄組測序技術來探究不同水分活度和加熱速率對目標菌耐熱性的影響機制;（4）采用射頻處理對核桃進行殺菌驗證及檢測貯藏期間目標菌存活和核桃品質(zhì)的變化;（5）利用表觀試驗與轉(zhuǎn)錄組測序技術結合的方法,從細胞水平到基因水平系統(tǒng)揭示射頻加...
【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：146 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
009-2018年世界各大洲核桃產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的比重（FAOSTAT2020）
西北農(nóng)林科技大學博士學位論文2圖1-22009-2018年我國核桃年產(chǎn)量（FAOSTAT2020）Figure1-2TheproductionofwalnutsinChinafrom2009to2018(FAOSTAT2020)核桃采后主要產(chǎn)品形式是干制品以及熟制品。由于干燥后核桃的水分含量低，貯藏時含水量在8%左右，因此通常被認為是安全、耐貯藏的食品（張波2016;崔寬波等2014）。核桃成熟以后通過機械振動或者人工采摘的方式收獲，之后對收集的核桃進行雜物的清除（棍子、樹葉、石頭等）。核桃去青皮后在地面上自然干燥或用32-43°C的熱風進行干燥，最后貯藏銷售或者進行其他加工。從跌落地面到進入卡車運輸?shù)倪^程中，核桃不可避免的與雨水、鳥、土壤、灌溉水等接觸，從而與外界的微生物接觸。另外，在核桃收獲過程中，核桃外殼可能會破損。Frelka和Harris（2015）研究發(fā)現(xiàn)當核桃外殼破損時，其核桃仁中微生物數(shù)量比完整核桃的核桃仁中微生物數(shù)量多1.6-2.2logCFU/nut。而且在核桃的加工、包裝、運輸、銷售及貯藏等過程中，難以做到完全無菌，可能遭到二次污染。近年來，水果-堅果類引起的疾病爆發(fā)占到總食源性疾病爆發(fā)的7%，引起食品工業(yè)的強烈關注（Whiteetal.2016;Nsoesieetal.2014;Brandletal.2013）。尤其是對于堅果，例如核桃、巴旦木、開心果等，有許多關于致病菌疾病爆發(fā)和召回的報道，并且從核桃中分離出了沙門氏菌和血清型大腸桿菌（Harrisetal.2019;Palumboetal.2016;Davidsonetal.2015）。有報道稱食源性致病菌不僅能在核桃仁中存活，而且在帶殼的核桃中也能存活很久（Frelkaetal.2016）。Blessingtonetal.（2014）將沙門氏菌接入到核桃青皮和成熟的核桃中并在不同條件下培養(yǎng)，結果發(fā)現(xiàn)當處于合適的溫度和濕度條件時，沙門氏菌便可迅速繁殖。因此若是堅果保存不當，會對食用者健康造成潛
西北農(nóng)林科技大學博士學位論文4圖1-3熱風、真空及射頻干燥過程中核桃的溫度曲線圖（Zhouetal.2017b）Figure1-3Averagetemperature-timehistoriesofwalnutsamplesduringthehotair,vacuum,andradiofrequencydryingprocesses(Zhouetal.2017b)1.3射頻加熱系統(tǒng)在電磁頻譜中，射頻能量的頻率在3kHz到300MHz之間。目前13.56、27.12和40.68MHz三個頻率被指定用于工業(yè)、科學及醫(yī)學應用中。自由振蕩式和50Ω射頻系統(tǒng)是目前應用于工業(yè)和研究中的兩種主要類型（圖1-4）。當射頻發(fā)生器振蕩時，物料與射頻腔內(nèi)的電磁波耦合，并且電磁能通過物料中極性分子和離子的遷移轉(zhuǎn)化為熱能。Jiaoetal.（2018）對這兩個系統(tǒng)的結構及性能進行了詳細的描述和比較，指出自由振蕩式射頻加熱系統(tǒng)容易操作且成本低，因此在食品中應用更廣泛。Zhouetal.（2017a）也通過試驗比較探討了兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點。自由振蕩式和50Ω射頻系統(tǒng)的主要結構相似。其中50Ω射頻系統(tǒng)是通過匹配裝置不斷調(diào)整以將整體阻抗保持在50Ω，保證輸出功率的穩(wěn)定。在相同條件下自由振蕩式射頻系統(tǒng)比50Ω射頻系統(tǒng)具有更高的加熱速率和能效。然而，50Ω射頻系統(tǒng)的控制精度和加熱均勻性優(yōu)于自由振蕩式射頻系統(tǒng)（Zhouetal.2017a）。射頻加熱系統(tǒng)根據(jù)其加熱處理方式大致分為三種，包括平行極板式，偏置電極式和交錯電極式射頻加熱系統(tǒng)（Awuahetal.2014）。雖然Bedaneetal.（2017）最近使用交錯電極式射頻加熱系統(tǒng)進行了解凍研究，但平行極板式是最常見的類型。
本文編號：3486871
【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：146 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
009-2018年世界各大洲核桃產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的比重（FAOSTAT2020）
西北農(nóng)林科技大學博士學位論文2圖1-22009-2018年我國核桃年產(chǎn)量（FAOSTAT2020）Figure1-2TheproductionofwalnutsinChinafrom2009to2018(FAOSTAT2020)核桃采后主要產(chǎn)品形式是干制品以及熟制品。由于干燥后核桃的水分含量低，貯藏時含水量在8%左右，因此通常被認為是安全、耐貯藏的食品（張波2016;崔寬波等2014）。核桃成熟以后通過機械振動或者人工采摘的方式收獲，之后對收集的核桃進行雜物的清除（棍子、樹葉、石頭等）。核桃去青皮后在地面上自然干燥或用32-43°C的熱風進行干燥，最后貯藏銷售或者進行其他加工。從跌落地面到進入卡車運輸?shù)倪^程中，核桃不可避免的與雨水、鳥、土壤、灌溉水等接觸，從而與外界的微生物接觸。另外，在核桃收獲過程中，核桃外殼可能會破損。Frelka和Harris（2015）研究發(fā)現(xiàn)當核桃外殼破損時，其核桃仁中微生物數(shù)量比完整核桃的核桃仁中微生物數(shù)量多1.6-2.2logCFU/nut。而且在核桃的加工、包裝、運輸、銷售及貯藏等過程中，難以做到完全無菌，可能遭到二次污染。近年來，水果-堅果類引起的疾病爆發(fā)占到總食源性疾病爆發(fā)的7%，引起食品工業(yè)的強烈關注（Whiteetal.2016;Nsoesieetal.2014;Brandletal.2013）。尤其是對于堅果，例如核桃、巴旦木、開心果等，有許多關于致病菌疾病爆發(fā)和召回的報道，并且從核桃中分離出了沙門氏菌和血清型大腸桿菌（Harrisetal.2019;Palumboetal.2016;Davidsonetal.2015）。有報道稱食源性致病菌不僅能在核桃仁中存活，而且在帶殼的核桃中也能存活很久（Frelkaetal.2016）。Blessingtonetal.（2014）將沙門氏菌接入到核桃青皮和成熟的核桃中并在不同條件下培養(yǎng)，結果發(fā)現(xiàn)當處于合適的溫度和濕度條件時，沙門氏菌便可迅速繁殖。因此若是堅果保存不當，會對食用者健康造成潛
西北農(nóng)林科技大學博士學位論文4圖1-3熱風、真空及射頻干燥過程中核桃的溫度曲線圖（Zhouetal.2017b）Figure1-3Averagetemperature-timehistoriesofwalnutsamplesduringthehotair,vacuum,andradiofrequencydryingprocesses(Zhouetal.2017b)1.3射頻加熱系統(tǒng)在電磁頻譜中，射頻能量的頻率在3kHz到300MHz之間。目前13.56、27.12和40.68MHz三個頻率被指定用于工業(yè)、科學及醫(yī)學應用中。自由振蕩式和50Ω射頻系統(tǒng)是目前應用于工業(yè)和研究中的兩種主要類型（圖1-4）。當射頻發(fā)生器振蕩時，物料與射頻腔內(nèi)的電磁波耦合，并且電磁能通過物料中極性分子和離子的遷移轉(zhuǎn)化為熱能。Jiaoetal.（2018）對這兩個系統(tǒng)的結構及性能進行了詳細的描述和比較，指出自由振蕩式射頻加熱系統(tǒng)容易操作且成本低，因此在食品中應用更廣泛。Zhouetal.（2017a）也通過試驗比較探討了兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點。自由振蕩式和50Ω射頻系統(tǒng)的主要結構相似。其中50Ω射頻系統(tǒng)是通過匹配裝置不斷調(diào)整以將整體阻抗保持在50Ω，保證輸出功率的穩(wěn)定。在相同條件下自由振蕩式射頻系統(tǒng)比50Ω射頻系統(tǒng)具有更高的加熱速率和能效。然而，50Ω射頻系統(tǒng)的控制精度和加熱均勻性優(yōu)于自由振蕩式射頻系統(tǒng)（Zhouetal.2017a）。射頻加熱系統(tǒng)根據(jù)其加熱處理方式大致分為三種，包括平行極板式，偏置電極式和交錯電極式射頻加熱系統(tǒng)（Awuahetal.2014）。雖然Bedaneetal.（2017）最近使用交錯電極式射頻加熱系統(tǒng)進行了解凍研究，但平行極板式是最常見的類型。
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