擬攻讀博士學(xué)位科學(xué)計(jì)劃書(shū)

1、擬攻讀博士學(xué)位科學(xué)計(jì)劃書(shū)姓名：報(bào)考專(zhuān)業(yè)：計(jì)劃書(shū)題目：高壓脈沖電場(chǎng)滅菌對(duì)果醋品質(zhì)的影響及其在貯藏過(guò)程的作用一、立題依據(jù)1.1. 研究的背景果醋是為實(shí)現(xiàn)水果的綜合利用而開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，它一種營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味優(yōu)良的酸性調(diào)味品，兼有水果和食醋的營(yíng)養(yǎng)保健功能。其在發(fā)酵過(guò)程中，水果的大部分糖分被微生物發(fā)酵生成果醋的主要成分醋酸，而氨基酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)元素、維生素等的小部分被微生物利用形成新的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味成分，因而果醋保留了大部分水果原有的營(yíng)養(yǎng)成分1。果醋除了具有普通食醋的作用如解除疲勞、消除肌肉疼痛、預(yù)防心血管病的發(fā)生、增進(jìn)食欲、促進(jìn)消化等，還兼有水果的保健功能。如：山楂的降血壓、改善心臟收縮力和利用氧氣功能

2、降低體內(nèi)脂肪酸和堆積的乳酸，具有健美、消除疲勞的作用；蘋(píng)果的治脾虛火盛、補(bǔ)中益氣、潤(rùn)肺、悅心，生津開(kāi)胃；梨的生津潤(rùn)燥、清熱化痰、止咳等功效2-4o近幾年，國(guó)內(nèi)果醋研究也已成為食醋領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，而且果醋的種類(lèi)也逐漸增加。敬思'群5以玉米，秋皮為主要原料，經(jīng)酒精發(fā)酵后加入葡萄皮渣進(jìn)行醋酸發(fā)酵而制得葡萄果醋，再經(jīng)調(diào)配，制成風(fēng)味獨(dú)特的葡萄果醋飲料；蔣家新等6以大米糖化醪為主要原料添加菠蘿生產(chǎn)帶肉果汁醋；還有研究人員以殘次蘋(píng)果和高粱為主要原料釀成蘋(píng)果高粱保健醋飲料以及百合果醋、香蕉西番蓮果醋等等7-9o目前，根據(jù)果品資源的特點(diǎn)，可選擇合適的工藝和方法，進(jìn)行果醋系列產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)，已開(kāi)發(fā)的

3、可作為生產(chǎn)果醋的果品資源主要有：蘋(píng)果、山楂、水蜜桃、彳彌猴桃、野生酸棗、沙棘、南瓜、葡萄、鴨梨、烏梅、黑加侖、番茄、龍眼、芒果、杏、桔子、檸檬、草莓、菠蘿、香蕉、芭蕉、柿子和羅漢果等1。在果醋工業(yè)生產(chǎn)中，工藝的優(yōu)化和選擇對(duì)果醋的質(zhì)量如香味、口感等產(chǎn)生直接的影響。除了水果的選擇、發(fā)酵過(guò)程中條件的選擇與控制、酵母的菌種質(zhì)量之外，發(fā)酵之后的滅菌處理與陳釀過(guò)程對(duì)于果醋的質(zhì)量也具有十分重要的意義。殺菌是食品加工過(guò)程中的一個(gè)重要單元操作，該本操作可以食品中的酶失活并殺死食品中存在的致病菌、腐敗菌和產(chǎn)毒菌，以保證食品的安全性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的保藏期。發(fā)酵而成的果醋液中存在大量的酵母菌殘?bào)w、醋酸菌及其它微生物，為了

4、終止醋酸發(fā)酵過(guò)程通常要進(jìn)行滅菌處理10。發(fā)酵所得的新醋味粗，且渾濁，不適宜飲用，經(jīng)一定時(shí)期儲(chǔ)藏和適當(dāng)?shù)墓に囂幚?，在?chǔ)藏期發(fā)生一系列理化及生化的變化，果醋變得香濃醇和清晰色美，此過(guò)程稱(chēng)為果醋的老熟或陳釀11。陳釀的本質(zhì)是物理上的分子重排與化學(xué)上的氧化和合成的過(guò)程，該過(guò)程具有促進(jìn)醋液的澄清和提高果醋的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)陳釀過(guò)程的氧化還原、酯化以及聚合沉淀等作用，果醋中的不良風(fēng)味物質(zhì)減少，芳香物質(zhì)得到加強(qiáng)和突出，各種物質(zhì)之間達(dá)到平衡，果醋變得和諧、柔順、細(xì)膩、醇厚，并表現(xiàn)出特有的典型風(fēng)格12。目前，熱處理滅菌方式廣泛應(yīng)用于果醋等流體食品的殺菌，其顯著提高了食品的質(zhì)量，延長(zhǎng)了食品的貨架期。但熱力殺菌技術(shù)存在

5、一些難以克服的問(wèn)題：它對(duì)果醋中尤其是熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味等有很大的破壞作用，使其失去原有的新鮮厚，甚至還可能產(chǎn)生異味（如蒸煮味），而影響了食醋的質(zhì)量。隨著近年來(lái)人們對(duì)食品新鮮度要求的不斷提高，希望食品在加工過(guò)程中能保持其原有的新鮮度。此外加熱滅菌的果醋擱置一段時(shí)間后可能逐漸呈現(xiàn)均勻的混濁，這是由嗜溫、耐醋酸、耐高溫、厭氧的梭菌引起的1。梭菌的增殖不僅消耗醋中的各種成分，還會(huì)代謝不良物質(zhì)，如產(chǎn)生異味的丁酸、丙酮等破壞醋的風(fēng)味，而且大量菌體包括未自溶的死菌體使醋的光密度上升，透光率下降，影響其品質(zhì)13。果醋發(fā)酵目前常采用液態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)，剛發(fā)酵完的新鮮果醋口感生硬、醋味刺激、香氣淡薄。為了提高

6、食醋的風(fēng)味，增加香氣，必須對(duì)新鮮食醋進(jìn)行陳釀處理14。傳統(tǒng)多采用自然陳釀工藝，存在時(shí)間長(zhǎng)（少則數(shù)月，多則經(jīng)年），占用設(shè)備容器多，管理困難，衛(wèi)生條件差，不能很好地滿足市場(chǎng)的供應(yīng)。為加速食醋的陳化，縮短陳釀期，現(xiàn)代加工多采取人工快速催陳技術(shù)。目前應(yīng)用于食醋催陳的方法主要有高壓靜電催陳、激光催陳、微波催陳、紅外線催陳等15,16,微波和紅外線作用于酒體或醋體后溫度升高，這實(shí)際上是高溫”貯存，促使雜味物質(zhì)揮發(fā)掉的同時(shí)，也不可避免地失去了酒或醋中的部分香味成分，影響了產(chǎn)品質(zhì)量；激光方法簡(jiǎn)便易行，但由于激光管使用壽命有限，故處理成本高。在解決許多果醋發(fā)酵風(fēng)味比較平淡、缺乏香氣這一困擾果醋發(fā)展的問(wèn)題上，研究

7、出適合果醋的陳釀工藝將取得突破性進(jìn)展。1.2. 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究人員從能量消耗、經(jīng)濟(jì)性、處理效果等影響因素等方面對(duì)果醋的滅菌與陳釀進(jìn)行了一定的研究。馬永昆等17人對(duì)幾種滅菌處理對(duì)桑甚果醋香氣品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)熱處理桑棋果醋香氣品質(zhì)較差，微波處理的桑棋果醋香氣成分綜合得分最高。許多研究都在嘗試新的滅菌方式對(duì)果醋進(jìn)行處理，以改善果醋的品質(zhì)。安鳳平等10人采用酸性硅溶膠澄清及無(wú)機(jī)陶瓷膜微濾除菌工藝對(duì)荔枝果醋進(jìn)行滅菌處理，發(fā)現(xiàn)該方法不僅可以效除去果醋中的醋酸菌等微生物，產(chǎn)品透光率可達(dá)95.2%、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)保留好。林曉姿18以新釀制的枇杷果醋為原料，采用超聲波催陳，對(duì)其影響因子進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)，并

8、與自然陳釀3個(gè)月枇杷醋的品質(zhì)進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明：超聲波處理能提高枇杷果醋總酯的含量，對(duì)總酸、氨基態(tài)氮的影響較小，并能使枇杷果醋的口感柔和、香氣濃郁，與自然陳釀3個(gè)月的品質(zhì)相當(dāng)。李維新14以新鮮全汁枇杷果醋為原料，分析了臭氧在枇杷果醋中的溶解特性和穩(wěn)定性；以果醋總酯含量為催陳效果指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了枇杷果醋臭氧催陳工藝。成為當(dāng)前最有前途實(shí)現(xiàn)工高壓脈沖電場(chǎng)以其良好的應(yīng)用特性而被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛研究,業(yè)化應(yīng)用的冷殺菌方法之一19。將食品置于帶有兩個(gè)電極的處理室中，給予高壓電脈沖，形成脈沖電場(chǎng)，作用于處理室中的食品，從而殺滅微生物和鈍化酶活性，使食品得以長(zhǎng)期貯藏。相比于熱力殺菌，脈沖電場(chǎng)具有顯著

9、優(yōu)點(diǎn)：處理溫度低，可以在常溫下或更低的溫度下進(jìn)行殺菌；殺菌時(shí)間非常短，通常是幾十微秒便可以完成；節(jié)省能源，不需要加熱，不會(huì)污染環(huán)境；對(duì)產(chǎn)品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分沒(méi)有破壞，能保持產(chǎn)品的新鮮度20。美國(guó)、德國(guó)、荷蘭、日本等國(guó)已對(duì)PEF技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用進(jìn)行了多年的研究，有些實(shí)驗(yàn)己進(jìn)入中試階段，而我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的研究也逐漸增加。廖小軍等21研究PEF殺菌滅酶效果和對(duì)蘋(píng)果汁品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)PEF處理后大腸桿菌與釀酒酵母細(xì)胞發(fā)生明顯變化，表面粗糙、褶皺，原生質(zhì)收縮、團(tuán)聚、分布不均勻，出現(xiàn)質(zhì)壁分離。大腸桿菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜局部變得模糊，部分細(xì)胞原生質(zhì)大量或全部流失，剩下細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，表明PEF對(duì)這兩種微生物

10、具有很好的殺滅效果；此外還發(fā)現(xiàn)PEF很好的保留了蘋(píng)果汁的色澤、風(fēng)味。楊穎等22研究了高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)對(duì)百合混汁的滅菌效果。發(fā)現(xiàn)當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到30kV/cm時(shí)，滅菌效果非常顯著，處理時(shí)間為400ds時(shí)菌落總數(shù)已降低了4個(gè)對(duì)數(shù)值，并且表示經(jīng)PEF處理后的百合混汁的理化指標(biāo)沒(méi)有明顯的變化，其原有品質(zhì)被較好的保存。曾新安等23研究不同電場(chǎng)強(qiáng)度和處理時(shí)間的脈沖電場(chǎng)(PEF)對(duì)荔枝汁中釀酒酵母菌的殺滅效果，并探討能量輸入對(duì)釀酒酵母殺滅效果的影響。結(jié)果顯示：電場(chǎng)強(qiáng)度的增大和處理時(shí)間的延長(zhǎng)均能增大釀酒酵母的菌數(shù)減少指數(shù)；對(duì)不同生長(zhǎng)時(shí)期釀酒酵母進(jìn)行殺菌，表明荔枝汁中處于4個(gè)不同生長(zhǎng)時(shí)期的釀酒酵母對(duì)電場(chǎng)敏感

11、度不同，由強(qiáng)到弱依次為穩(wěn)定期對(duì)數(shù)期衰亡期調(diào)整期。PEF對(duì)釀酒酵母的滅菌效果隨著電場(chǎng)能量輸入的增加而增強(qiáng)。研究表明PEF能夠很好的保留橘類(lèi)果汁的品質(zhì)。Yeom等24人對(duì)比了脈沖電場(chǎng)(35kV/cm,35科胡巴氏加熱(94.6C,30s)對(duì)橙汁質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)PEF處理的橙汁在維生素與代表性五種風(fēng)味物質(zhì)的保留上明顯高于熱處理組。此外，PEF處理組的在色澤等方面也優(yōu)于熱處理組。Zeng等25研究脈沖電場(chǎng)與超聲技術(shù)對(duì)葡萄柚汁的質(zhì)量影響，結(jié)果表明聯(lián)合這兩種技術(shù)對(duì)從pH、酸度、糖度與導(dǎo)電率沒(méi)有多大影響，但可以明顯改善果汁的粘度與色度。Cserhalmi等26也進(jìn)行了類(lèi)似的研究，發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)處理過(guò)的葡萄

12、柚汁、檸檬汁、橙子汁、橘子汁與對(duì)照組(未處理)在很多物化性質(zhì)上沒(méi)有差異。此外，有報(bào)道表示脈沖電場(chǎng)對(duì)酒類(lèi)的陳釀等方面有明顯作用。Zeng等26發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)能夠明顯的加速白蘭地酒的熟化過(guò)程，相比于對(duì)照組，脈沖電場(chǎng)處理的白蘭地酒的單寧量、總酚含量以及揮發(fā)性酚類(lèi)和酯類(lèi)的量都明顯的增加，而一些有害化合物如乙醛、乙縮醛以及高級(jí)醇的量都有所降低。1.3. 本項(xiàng)目的科學(xué)意義因此為了降低果醋的生產(chǎn)成本，改善其產(chǎn)品品質(zhì)以及縮短陳釀周期，提高生產(chǎn)效率，發(fā)目前，關(guān)于脈展更為有效的對(duì)果醋進(jìn)行滅菌與加速陳釀對(duì)于果醋行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。沖電場(chǎng)對(duì)果醋滅菌及其陳釀過(guò)程中的作用的研究鮮有報(bào)道。本課題擬研究電場(chǎng)對(duì)果醋進(jìn)行滅菌處

13、理，分析其處理后品質(zhì)的變化以及分析該方法與常規(guī)加熱滅菌的優(yōu)劣；此外擬研究脈沖電場(chǎng)對(duì)果醋陳釀的作用。1.4. 主要參考文獻(xiàn)1鮑金勇，王娟，林碧敏，等.我國(guó)果醋的研究現(xiàn)狀，存在的問(wèn)題及解決措施J.中國(guó)釀造,2006,25(10):1-4.2 OgawaN,SatsuH,WatanabeH,etal.Aceticacidsuppressestheincreaseindisaccharidase""|activitythatoccursduringcultureofcaco-2cellsJ.TheJournalofnutrition,2000,130(3):507-513.3 Fu

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16、建輕紡，2011(3):28-31.11鄭皓.自然發(fā)酵柿子果醋優(yōu)勢(shì)菌種分離鑒定與陳釀過(guò)程理化變化研究D.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士論文，2008.12屈利民.荔枝果醋加工工藝研究D.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.13田瑜.食醋非生物性返混的研究J.中國(guó)釀造，2003,(2)12-16.14李維新，何志剛，林曉姿，等.枇杷果醋的臭氧催陳效果與工藝優(yōu)化J.中國(guó)釀造，2009,28(2):109-111.15蔣耀庭，孫英.激光和靜電場(chǎng)催陳食醋研究J.中國(guó)調(diào)味品，1999(7):14-16.16蔣耀庭，孫英.高壓靜電場(chǎng)催陳酒和醋綜述J.中國(guó)釀造，1995(5):1-4.17鄧娜娜，馬永昆，張龍，等.不同殺菌

17、處理桑棋果醋香氣質(zhì)量的主成分分析J.食品與發(fā)酵工業(yè),2014,4:039.18林曉姿,李維新,梁璋成,等.枇杷果醋的超聲波彳t陳技術(shù)研究J.中國(guó)調(diào)味品,2009(10):43-46.19盧家暄，連賓.高壓脈沖電場(chǎng)殺菌機(jī)理及影響因素分析J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007,35(24):7601-7603.21DatBT.卷心菜汁高壓脈沖電場(chǎng)非熱殺菌研究D.吉林大學(xué)，2013.21廖小軍，蔡同.高壓脈沖電場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其殺菌滅酶效果與對(duì)蘋(píng)果汁品質(zhì)影響研究D.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.22楊穎，王望舒，王璋.高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)百合混汁滅菌的研究J.食品工業(yè)，2011(5):44-47.23劉新雨，曾新安，賈曉

18、.脈沖電場(chǎng)對(duì)荔枝汁中釀酒酵母的殺滅效果JJ.食品科學(xué)，2011,3:023.24 YeomHW,StreakerCB,ZhangQH,etal.EffectsofpulsedelectricfieldsonthequalityoforangejuiceandcomparisonwithheatpasteurizationJ.JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2000,48(10):4597-4605.25 AadilRM,ZengXA,SunDW,etal.Combinedeffectsofsonicationandpulsedelectricfiel

19、donselectedqualityparametersofgrapefruitjuiceJ.LWT-FoodScienceandTechnology,2014.26 CserhalmiZ,Sass-KissA,Tth-MarkusM,etal.StudyofpulsedelectricfieldtreatedcitrusjuicesJ.InnovativeFoodScience&EmergingTechnologies,2006,7(1):49-54.二、研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)2.1 研究目標(biāo)優(yōu)化PEF條件如時(shí)間、電壓強(qiáng)度等，使果醋殺菌效果達(dá)到產(chǎn)品要求，系統(tǒng)研究PEF對(duì)釀酒酵母和醋酸菌的殺滅效果、PEF與熱處理方法后果醋的成分變化，探討PEF對(duì)陳釀過(guò)程中品質(zhì)的影響。2.2 .研究?jī)?nèi)容(1)對(duì)釀酒酵母和醋酸菌殺滅效果。(2)對(duì)比幾種滅菌方式的滅菌效果。(3)分析PEF與熱處理后果醋的成分變化，如芳香酯類(lèi)、醇類(lèi)、多酚類(lèi)物質(zhì)等(4)陳釀過(guò)程中果醋品質(zhì)的影響，如