核桃射频杀菌机制及方法研究
发布时间：2021-11-10 07:49
核桃（Juglans regia）因富含多种营养物质越来越受到欢迎,但是因核桃及含核桃食品感染致病菌而引起的疾病爆发事件越来越多。这些致病菌可在核桃中长期存活,一旦环境条件合适便会迅速繁殖。核桃的食用安全关系着人们的健康,因此需要对核桃进行杀菌研究。作为一种相对新颖的热处理方法,射频加热已被广泛用于农产品的杀菌研究。射频处理可在保持产品品质的同时满足杀菌要求。但关于采后核桃表面微生物的分布情况、核桃的射频杀菌方法及杀菌机制等缺乏系统的研究。本研究以核桃为对象,主要进行了核桃的射频杀菌方法及机制等研究。具体研究内容包括:（1）选择不同地区及不同贮藏期的核桃,利用高通量测序技术检测核桃表面存在的主要细菌类型以及是否存在致病菌属;（2）选择合适的目标菌,利用加热板系统进行不同温度、不同水分活度及不同加热速率条件下致病菌的热致死动力学研究;（3）通过表征细胞结构变化及利用转录组测序技术来探究不同水分活度和加热速率对目标菌耐热性的影响机制;（4）采用射频处理对核桃进行杀菌验证及检测贮藏期间目标菌存活和核桃品质的变化;（5）利用表观试验与转录组测序技术结合的方法,从细胞水平到基因水平系统揭示射频加...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
009-2018年世界各大洲核桃产量占全球总产量的比重（FAOSTAT2020）
西北农林科技大学博士学位论文2图1-22009-2018年我国核桃年产量（FAOSTAT2020）Figure1-2TheproductionofwalnutsinChinafrom2009to2018(FAOSTAT2020)核桃采后主要产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，贮藏时含水量在8%左右，因此通常被认为是安全、耐贮藏的食品（张波2016;崔宽波等2014）。核桃成熟以后通过机械振动或者人工采摘的方式收获，之后对收集的核桃进行杂物的清除（棍子、树叶、石头等）。核桃去青皮后在地面上自然干燥或用32-43°C的热风进行干燥，最后贮藏销售或者进行其他加工。从跌落地面到进入卡车运输的过程中，核桃不可避免的与雨水、鸟、土壤、灌溉水等接触，从而与外界的微生物接触。另外，在核桃收获过程中，核桃外壳可能会破损。Frelka和Harris（2015）研究发现当核桃外壳破损时，其核桃仁中微生物数量比完整核桃的核桃仁中微生物数量多1.6-2.2logCFU/nut。而且在核桃的加工、包装、运输、销售及贮藏等过程中，难以做到完全无菌，可能遭到二次污染。近年来，水果-坚果类引起的疾病爆发占到总食源性疾病爆发的7%，引起食品工业的强烈关注（Whiteetal.2016;Nsoesieetal.2014;Brandletal.2013）。尤其是对于坚果，例如核桃、巴旦木、开心果等，有许多关于致病菌疾病爆发和召回的报道，并且从核桃中分离出了沙门氏菌和血清型大肠杆菌（Harrisetal.2019;Palumboetal.2016;Davidsonetal.2015）。有报道称食源性致病菌不仅能在核桃仁中存活，而且在带壳的核桃中也能存活很久（Frelkaetal.2016）。Blessingtonetal.（2014）将沙门氏菌接入到核桃青皮和成熟的核桃中并在不同条件下培养，结果发现当处于合适的温度和湿度条件时，沙门氏菌便可迅速繁殖。因此若是坚果保存不当，会对食用者健康造成潜
西北农林科技大学博士学位论文4图1-3热风、真空及射频干燥过程中核桃的温度曲线图（Zhouetal.2017b）Figure1-3Averagetemperature-timehistoriesofwalnutsamplesduringthehotair,vacuum,andradiofrequencydryingprocesses(Zhouetal.2017b)1.3射频加热系统在电磁频谱中，射频能量的频率在3kHz到300MHz之间。目前13.56、27.12和40.68MHz三个频率被指定用于工业、科学及医学应用中。自由振荡式和50Ω射频系统是目前应用于工业和研究中的两种主要类型（图1-4）。当射频发生器振荡时，物料与射频腔内的电磁波耦合，并且电磁能通过物料中极性分子和离子的迁移转化为热能。Jiaoetal.（2018）对这两个系统的结构及性能进行了详细的描述和比较，指出自由振荡式射频加热系统容易操作且成本低，因此在食品中应用更广泛。Zhouetal.（2017a）也通过试验比较探讨了两种系统的优缺点。自由振荡式和50Ω射频系统的主要结构相似。其中50Ω射频系统是通过匹配装置不断调整以将整体阻抗保持在50Ω，保证输出功率的稳定。在相同条件下自由振荡式射频系统比50Ω射频系统具有更高的加热速率和能效。然而，50Ω射频系统的控制精度和加热均匀性优于自由振荡式射频系统（Zhouetal.2017a）。射频加热系统根据其加热处理方式大致分为三种，包括平行极板式，偏置电极式和交错电极式射频加热系统（Awuahetal.2014）。虽然Bedaneetal.（2017）最近使用交错电极式射频加热系统进行了解冻研究，但平行极板式是最常见的类型。
本文编号：3486871
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
009-2018年世界各大洲核桃产量占全球总产量的比重（FAOSTAT2020）
西北农林科技大学博士学位论文2图1-22009-2018年我国核桃年产量（FAOSTAT2020）Figure1-2TheproductionofwalnutsinChinafrom2009to2018(FAOSTAT2020)核桃采后主要产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，贮藏时含水量在8%左右，因此通常被认为是安全、耐贮藏的食品（张波2016;崔宽波等2014）。核桃成熟以后通过机械振动或者人工采摘的方式收获，之后对收集的核桃进行杂物的清除（棍子、树叶、石头等）。核桃去青皮后在地面上自然干燥或用32-43°C的热风进行干燥，最后贮藏销售或者进行其他加工。从跌落地面到进入卡车运输的过程中，核桃不可避免的与雨水、鸟、土壤、灌溉水等接触，从而与外界的微生物接触。另外，在核桃收获过程中，核桃外壳可能会破损。Frelka和Harris（2015）研究发现当核桃外壳破损时，其核桃仁中微生物数量比完整核桃的核桃仁中微生物数量多1.6-2.2logCFU/nut。而且在核桃的加工、包装、运输、销售及贮藏等过程中，难以做到完全无菌，可能遭到二次污染。近年来，水果-坚果类引起的疾病爆发占到总食源性疾病爆发的7%，引起食品工业的强烈关注（Whiteetal.2016;Nsoesieetal.2014;Brandletal.2013）。尤其是对于坚果，例如核桃、巴旦木、开心果等，有许多关于致病菌疾病爆发和召回的报道，并且从核桃中分离出了沙门氏菌和血清型大肠杆菌（Harrisetal.2019;Palumboetal.2016;Davidsonetal.2015）。有报道称食源性致病菌不仅能在核桃仁中存活，而且在带壳的核桃中也能存活很久（Frelkaetal.2016）。Blessingtonetal.（2014）将沙门氏菌接入到核桃青皮和成熟的核桃中并在不同条件下培养，结果发现当处于合适的温度和湿度条件时，沙门氏菌便可迅速繁殖。因此若是坚果保存不当，会对食用者健康造成潜
西北农林科技大学博士学位论文4图1-3热风、真空及射频干燥过程中核桃的温度曲线图（Zhouetal.2017b）Figure1-3Averagetemperature-timehistoriesofwalnutsamplesduringthehotair,vacuum,andradiofrequencydryingprocesses(Zhouetal.2017b)1.3射频加热系统在电磁频谱中，射频能量的频率在3kHz到300MHz之间。目前13.56、27.12和40.68MHz三个频率被指定用于工业、科学及医学应用中。自由振荡式和50Ω射频系统是目前应用于工业和研究中的两种主要类型（图1-4）。当射频发生器振荡时，物料与射频腔内的电磁波耦合，并且电磁能通过物料中极性分子和离子的迁移转化为热能。Jiaoetal.（2018）对这两个系统的结构及性能进行了详细的描述和比较，指出自由振荡式射频加热系统容易操作且成本低，因此在食品中应用更广泛。Zhouetal.（2017a）也通过试验比较探讨了两种系统的优缺点。自由振荡式和50Ω射频系统的主要结构相似。其中50Ω射频系统是通过匹配装置不断调整以将整体阻抗保持在50Ω，保证输出功率的稳定。在相同条件下自由振荡式射频系统比50Ω射频系统具有更高的加热速率和能效。然而，50Ω射频系统的控制精度和加热均匀性优于自由振荡式射频系统（Zhouetal.2017a）。射频加热系统根据其加热处理方式大致分为三种，包括平行极板式，偏置电极式和交错电极式射频加热系统（Awuahetal.2014）。虽然Bedaneetal.（2017）最近使用交错电极式射频加热系统进行了解冻研究，但平行极板式是最常见的类型。
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