腌渍牛蒡非热灭菌综合防腐技术研究
本课题对在37℃，腌渍7d的牛蒡的杀菌工艺及杀菌对产品品质的影响进行研究。首先通过正交试验优化牛蒡中天然防腐剂的添加条件，接着采用Box-Behnken设计对腌渍牛蒡的微波杀菌工艺进行优化。结果表明，天然防腐剂添加量的最佳配比为壳聚糖浓度0.25%、茶多酚浓度0.3%、大蒜粉浓度0.3%。在最优天然防腐剂腌渍条件下，腌渍牛蒡中细菌菌落总数为14cfu/g，低于食品腐败的细菌菌落总数107cfu/g；极差分析表明，最主要的影响因素是茶多酚浓度，其次是壳聚糖浓度，最后是大蒜粉浓度。天然防腐剂有助于减少牛蒡中细菌菌落总数。Box-Behnken设计优化的最优微波杀菌条件为微波功率900w、微波时间10s、切片厚度为5mm，在此条件下腌渍牛蒡中细菌菌落总数为5cfu/g，远远小于食品腐败的细菌菌落总数107cfu/g，说明优化后的微波杀菌条件能显著降低腌渍牛蒡中细菌菌落总数，同时，微波杀菌能够有效保护产品的色香味等品质和延长食品保质期。关键词 腌渍牛蒡；天然防腐剂；微波灭菌；细菌菌落总数
目 录
1 引言 1
1.1 牛蒡概述 1
1.2 牛蒡的生理功能 1
1.3 牛蒡产品的开发现状及产品质量安全 2
1.4 微波杀菌及其机理的概述 2
1.5 本课题研究的目的意义及主要研究内容 3
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 实验试剂 4
2.3 仪器和设备 4
2.4 试验方法 5
3 结果与分析 8
3.1 不同天然防腐剂对腌渍牛蒡细菌菌落总数的影响 8
3.2 微波杀菌条件对腌渍牛蒡细菌菌落总数及感官品质的影响 11
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 引言
1.1 牛蒡概述
牛蒡为菊科二年生草本植物，性温味甘，在中医学上被称为“大力参”，含有蛋白质、菊糖、维生素及17种氨基酸、纤维素、钙、磷、铁等，其中蛋白质和钙的含量为根茎类之首，对糖尿病、类风湿、肠胃病有显著疗效[1]。据《本草纲目》记载：牛蒡，通十二经脉 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，除五脏恶气，久服轻身耐老。牛蒡凭借其独特的口味和丰富的营养价值以及对多种疾病的食疗作用，在国际市场上倍受青睐，历来是我国出口创汇的主要蔬菜之一[2]。
1.2 牛蒡的生理功能
1.2.1 抗菌作用
牛蒡植物中的任何一部分都具有抗菌的功能，其中抗菌成分最多的地方是牛蒡的叶子，对抗金黄色葡萄球菌是牛蒡中的抗菌成分的主要用途[3]。
1.2.2 降血糖作用
牛蒡子中的水提取物对降低大鼠的血糖[4]具有有效的作用，同时大鼠对碳水化合物的忍耐量有显著的提高[5]。
1.2.3 抗衰老和清除氧自由基作用
牛旁根中含有过氧化物酶[5]，这种过氧化物酶可以消除人体内氧自由基，能有效的阻止脂褐质色素在人体内的生成，抑制人体内脂褐质色素堆积[6]，为人体内氧自由基的清除提供了良好的条件[7]。
1.2.4 抗癌作用
癌细胞中磷酸果糖基酶的活性能被牛蒡中牛蒡苦素抑制[8]，同时牛蒡中的牛蒡甙元不仅对癌症有抑制作用[9]，而且对老年性痴呆也有抵抗作用[10]。?
1.2.5 移除废水中重金属作用
牛蒡对金属离子也有一定的吸附能力，其中对铅的吸附力最大，对锌的吸附力最小，吸附力大小依次为：铅 > 镉 > 汞 > 钙 > 锌[11]。
1.2.6 其它作用
牛蒡中的牛蒡甙和牛蒡酚成分对肾炎有抵抗作用，对急性进行性肾炎和慢性肾小球有治疗效果[12]，可以用作肾病治疗剂[13]。
1.3 牛蒡产品的开发现状及产品质量安全
目前国内外市场上销售的牛蒡系列产品主要有保鲜牛蒡、速冻牛蒡、清水牛蒡、腌渍牛蒡以及牛蒡茶等。腌渍牛蒡是牛蒡加工品中的大类，在延长牛蒡产业链，促进农民收入提高方面发挥着重要作用。然而目前牛蒡盐渍加工一直延续着传统的自然腌渍工艺，腐败微生物较多，生产周期长，产品质量不稳定，含盐量高，且产品亚硝酸盐含量也可能超标。此外，目前市场上的腌渍牛蒡，由于杀菌方式不合理，导致杀菌不完全，所以不能保证产品质量安全，而且产品风味和营养品质下降。这些问题严重影响了腌渍牛蒡加工的发展，制约了牛蒡产业的发展。
天然防腐剂是一类具有抑菌、防腐作用的物质，它是从动物、植物、微生物等天然材料中提取获得的。天然防腐剂具有能有效对抗各种微生物、没有毒性可安全使用、在水中溶解性好、在高温下稳定性好、对各种微生物都有作用等优点。利用天然防腐剂来防腐不仅能减少食品中的腐败微生物，而且能提高食品的安全性。
1.4 微波杀菌及其机理的概述
微波是波长在0.001~1μm之间、频率在300MHz~300GHz之间的一种电磁波。当前，2450 MHz和915MHz是工业上常用的两种微波频率。在食品加工到食品销售的过程中，各种食品极易受到外源微生物的污染而发生腐败变质。一般情况下会采用常规热力杀菌对食品进行微生物的灭菌。常规热力杀菌不仅会让食品中原有的营养成分流失，而且会影响食品的原有风味，从而导致食品的滋味、色泽和组织结构的改变。而微波灭菌技术则能结合热效应和非热效应。食品中微生物体内的生理活性物质和蛋白质之所以会发生变异，是因为食品中的微生物同时受到非热效应与热效应两种作用，这两种作用也会导致食品中的微生物体生长发育延缓甚至死亡，从而达到延长保质期的作用[14]。
1.4.1 微波杀菌的优点
1.4.1.1 杀菌速度快，时间短
常规热力杀菌要想使热量从食品表面传至食品内部就必须要通过热传导，对流或辐射的方法。常规的热力杀菌方法需要很长时间才能达到预想的杀菌温度[15]。微波杀菌方法可以与食品中的各种微生物直接作用，从而能迅速升高温度达到杀灭细菌的目的，从而大大缩短了食品处理时间，一般3~5分钟就能杀死各种食品中的微生物。
1.4.1.2 最大限度的保持食品营养和风味
热效应和非热效应相结合的杀菌方法称为微波杀菌，微波杀菌比常规热力杀菌想要达到预期的杀菌效果所需要的温度低、时间短。另外，食品中原有的营养成分和滋味、色泽、组织结构通过微波杀菌得以保留下来[16]。
目 录
1 引言 1
1.1 牛蒡概述 1
1.2 牛蒡的生理功能 1
1.3 牛蒡产品的开发现状及产品质量安全 2
1.4 微波杀菌及其机理的概述 2
1.5 本课题研究的目的意义及主要研究内容 3
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 实验试剂 4
2.3 仪器和设备 4
2.4 试验方法 5
3 结果与分析 8
3.1 不同天然防腐剂对腌渍牛蒡细菌菌落总数的影响 8
3.2 微波杀菌条件对腌渍牛蒡细菌菌落总数及感官品质的影响 11
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 引言
1.1 牛蒡概述
牛蒡为菊科二年生草本植物，性温味甘，在中医学上被称为“大力参”，含有蛋白质、菊糖、维生素及17种氨基酸、纤维素、钙、磷、铁等，其中蛋白质和钙的含量为根茎类之首，对糖尿病、类风湿、肠胃病有显著疗效[1]。据《本草纲目》记载：牛蒡，通十二经脉 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，除五脏恶气，久服轻身耐老。牛蒡凭借其独特的口味和丰富的营养价值以及对多种疾病的食疗作用，在国际市场上倍受青睐，历来是我国出口创汇的主要蔬菜之一[2]。
1.2 牛蒡的生理功能
1.2.1 抗菌作用
牛蒡植物中的任何一部分都具有抗菌的功能，其中抗菌成分最多的地方是牛蒡的叶子，对抗金黄色葡萄球菌是牛蒡中的抗菌成分的主要用途[3]。
1.2.2 降血糖作用
牛蒡子中的水提取物对降低大鼠的血糖[4]具有有效的作用，同时大鼠对碳水化合物的忍耐量有显著的提高[5]。
1.2.3 抗衰老和清除氧自由基作用
牛旁根中含有过氧化物酶[5]，这种过氧化物酶可以消除人体内氧自由基，能有效的阻止脂褐质色素在人体内的生成，抑制人体内脂褐质色素堆积[6]，为人体内氧自由基的清除提供了良好的条件[7]。
1.2.4 抗癌作用
癌细胞中磷酸果糖基酶的活性能被牛蒡中牛蒡苦素抑制[8]，同时牛蒡中的牛蒡甙元不仅对癌症有抑制作用[9]，而且对老年性痴呆也有抵抗作用[10]。?
1.2.5 移除废水中重金属作用
牛蒡对金属离子也有一定的吸附能力，其中对铅的吸附力最大，对锌的吸附力最小，吸附力大小依次为：铅 > 镉 > 汞 > 钙 > 锌[11]。
1.2.6 其它作用
牛蒡中的牛蒡甙和牛蒡酚成分对肾炎有抵抗作用，对急性进行性肾炎和慢性肾小球有治疗效果[12]，可以用作肾病治疗剂[13]。
1.3 牛蒡产品的开发现状及产品质量安全
目前国内外市场上销售的牛蒡系列产品主要有保鲜牛蒡、速冻牛蒡、清水牛蒡、腌渍牛蒡以及牛蒡茶等。腌渍牛蒡是牛蒡加工品中的大类，在延长牛蒡产业链，促进农民收入提高方面发挥着重要作用。然而目前牛蒡盐渍加工一直延续着传统的自然腌渍工艺，腐败微生物较多，生产周期长，产品质量不稳定，含盐量高，且产品亚硝酸盐含量也可能超标。此外，目前市场上的腌渍牛蒡，由于杀菌方式不合理，导致杀菌不完全，所以不能保证产品质量安全，而且产品风味和营养品质下降。这些问题严重影响了腌渍牛蒡加工的发展，制约了牛蒡产业的发展。
天然防腐剂是一类具有抑菌、防腐作用的物质，它是从动物、植物、微生物等天然材料中提取获得的。天然防腐剂具有能有效对抗各种微生物、没有毒性可安全使用、在水中溶解性好、在高温下稳定性好、对各种微生物都有作用等优点。利用天然防腐剂来防腐不仅能减少食品中的腐败微生物，而且能提高食品的安全性。
1.4 微波杀菌及其机理的概述
微波是波长在0.001~1μm之间、频率在300MHz~300GHz之间的一种电磁波。当前，2450 MHz和915MHz是工业上常用的两种微波频率。在食品加工到食品销售的过程中，各种食品极易受到外源微生物的污染而发生腐败变质。一般情况下会采用常规热力杀菌对食品进行微生物的灭菌。常规热力杀菌不仅会让食品中原有的营养成分流失，而且会影响食品的原有风味，从而导致食品的滋味、色泽和组织结构的改变。而微波灭菌技术则能结合热效应和非热效应。食品中微生物体内的生理活性物质和蛋白质之所以会发生变异，是因为食品中的微生物同时受到非热效应与热效应两种作用，这两种作用也会导致食品中的微生物体生长发育延缓甚至死亡，从而达到延长保质期的作用[14]。
1.4.1 微波杀菌的优点
1.4.1.1 杀菌速度快，时间短
常规热力杀菌要想使热量从食品表面传至食品内部就必须要通过热传导，对流或辐射的方法。常规的热力杀菌方法需要很长时间才能达到预想的杀菌温度[15]。微波杀菌方法可以与食品中的各种微生物直接作用，从而能迅速升高温度达到杀灭细菌的目的，从而大大缩短了食品处理时间，一般3~5分钟就能杀死各种食品中的微生物。
1.4.1.2 最大限度的保持食品营养和风味
热效应和非热效应相结合的杀菌方法称为微波杀菌，微波杀菌比常规热力杀菌想要达到预期的杀菌效果所需要的温度低、时间短。另外，食品中原有的营养成分和滋味、色泽、组织结构通过微波杀菌得以保留下来[16]。
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